WO1997038252A1 - Conformacion de valvula autosellante para globos o articulos no elastomericos mediante un proceso de produccion masiva - Google Patents

Abstract

La presente invención está relacionada con una válvula de inflado autosellante para artículos inflables, globos entre ellos, de material no elastomérico, del tipo de válvulas formadas por laminado multicapas de películas termoplásticas unidas por calor que comprende tres secciones: una embocadura, un canal principal y una sección multivalvulada. Este diseño de válvula permite la producción de globos o artículos inflables con válvula sin requerir de maquinaria muy sofisticada para su ubicación precisa en el artículo o globo. Está caracterizada porque en que la embocadura del artículo comprende cuatro películas, dos exteriores, con su cara externa compatible a la fusión térmica con el material del artículo inflable en el que se va a colocar la válvula y sus caras internas compatibles entre si, y a las películas interiores con sus caras externas compatibles con las películas externas y sus caras internas incompatibles entre si y con las películas externas.

Description

CONFORMACIÓN DE VÁLVULA AUTOSELLANTE PARA GLOBOS O ARTÍCULOS NO

ELASTOMERICOS MEDIANTE UN PROCESO DE PRODUCCIÓN MASIVA.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

En el mercado actual existe una amplia variedad de válvulas autosellantes y sistemas de implantación de las mismas al cuerpo del globo, particularmente a los

llamados no elastoméricos, sean metalizados o no; todos ellos presentan una

característica común relativa con una larga vida, en comparación con los globos

fabricados con hule o látex, que son los más populares y de todos conocidos por

algunas generaciones que anteceden.

Todas las válvulas autosellantes que conforman el arte previo presentan un mismo

patrón de conformación asi como una serie de similitudes que a continuación se mencionan:

Dichas válvulas que conforman el arte anterior están constituidas por un canal

definido por dos láminas o películas termoplásticas compatibles entre sí así como con el material que conforma la pared interna del globo, al cual se incorporan dichas válvulas. Estas válvulas siendo todas ellas en su presentación de configuración

rectangular, constituyen un producto totalmente terminado antes de su incorporación al cuerpo del globo, así pues, se puede mencionar que estas válvulas del arte previo

constituyen sin lugar a duda una parte ajena al cuerpo del globo, de tal manera que

su implantación ya no solamente en un globo sino en cualquier otro producto configurado por películas termoplásticas, tales como bolsas o envases es independiente de la configuración y tamaño del artículo, con el único requisito de

que los materiales con que se fabrican estos productos sean compatibles con el

material con que se fabrica dichas válvulas.

Otro similitud que les es común a las válvulas del arte previo es que éstas, en su

presentación para ser implantadas al cuerpo del globo, constan siempre de un

orificio de entrada, un orificio de salida y un canal a a toda la longitud del cuerpo de

la válvula, estando delimitado dicho canal por líneas de sellado laterales y paralelas

entre sí a todo lo largo del cuerpo de la válvula, o casi a todo lo largo de la misma, generando dichos sellos precisamente el pasaje o canal través del cual se permitirá

el paso del fluido para el llenado del globo.

Tanto la configuración del canal como las líneas de sellado pueden en algunos

casos no ser rectas, sino curvas, así como variar su anchura a toda la longitud de

canal.

Las válvulas del tipo que nos ocupa, siempre en relación con aquellas consideradas

como perteneciendo al arte previo, presentan como una característica adicional

común una pequeña área impresa, con tinta especial, termo-resistente que impide el

termo-sellado en dicha área de la válvula una vez que se somete ésta a la

implantación en el globo correspondiente y que mediante la aplicación de calor se adhiere al cuerpo del globo, definiendo en ese momento el pasaje de acceso del

fluido de inflado, merced a la impresión con la tinta especial antes mencionada en el área delimitada por dicha tinta, de otra manera al implantarse dicha válvula y

sellarse a las paredes internas del vastago del globo, no se daría lugar al pasaje de

acceso del elemento del inflado y no se tendría, una vez implantada dicha válvula,

acceso a ella a través de la perforación o corte que se realiza en la pared del

vastago del globo.

Como una consecuencia del procedimiento seguido para la implantación de la

válvula a las paredes internas del cuerpo del globo correspondiente y considerando además las áreas específicas de aplicación de calor para la adhesión de la válvula a

dicho globo, da por resultado el que la mayor parte del cuerpo de la válvula queda

como un colgajo sin realmente un uso específico dentro del cuerpo del globo, lo cual

en cierta manera contribuye a disminuir la calidad y presentación del producto, particularmente cuando se trata de globos hechos con material plástico transparente,

no elastomérico y de un tamaño relativamente reducido.

Con otra característica adicional que uniforma hasta cierto punto los productos del arte anterior, es aquella relativa al equipo utilizado para la implantación de la

válvula al globo, requiriéndose por ello y bajo la consideración de que se maneja la válvula como un cuerpo adicional, la utilización de un equipo muy sofisticado y

costoso, que sincroniza la colocación de ambas capas que configuran el cuerpo del

globo, con la disposición de la válvula, pues una falla por pequeña que ésta sea,

daría como consecuencia la colocación errónea de la válvula y por ello el

consecuente desperdicio de materiales en la línea de producción. Solo a manera de ejemplo que podría considerarse como una ejemplificación clara

de un producto del tipo que aquí nos ocupa es la patente norteamericana No.

4,917,646, concedida el 17 de abril de 1990, cuyo inventor es el sr. Garry Kieves, la

cual refiere a una válvula de plástico autosellante y flexible para un globo fabricado

con un material diferente al látex, dicha válvula estando fabricada por dos hojas

plásticas flexibles, unidas entre sí para definir tanto una entrada como una salida de válvula y un pasaje, con el extremo de entrada de una de las hojas que configuran

dicha válvula extendiéndose más allá del otro para proveer una aleta de colocación

que se unirá a las hojas del globo, de tal forma que la entrada de la válvula quede

dentro de la boquilla del globo. Una barrera de unión en el extremo de entrada evita el sellado total de la boquilla durante la fabricación del globo y facilita además la

inserción automática de la válvula en el globo. Se incorpora a la presente el contexto

de dicha solicitud como uno de tantos documentos que conforman el arte previo.

De lo antes mencionado podrá concluirse que queda aún un gran campo de

investigación y desarrollo en el diseño de válvulas para globos u otros artículos

inflables, que tienda a facilitar la fabricación de estos productos, haciéndolos

competitivos para productos de dimensiones menores y por ende de menor costo, garantizándose aún un producto de alta calidad a un costo de distribución y puesta

en el mercado mínimo, facilitándose asimismo el uso de equipos de fabricación de

menor costo de inversión, más sencillos en su aplicación y más recientes en su ejecución, amen de otras muchas ventajas que podrán irse descubriendo conforma

transcurra la descripción de la invención que aquí nos ocupa. Con el propósito de hacer claramente entendible las bondades que ofrece el

producto objeto de esta solicitud en relación a los artículos del arte anterior, basta

mencionarse que uno de los elementos que contribuyen al encarecimiento del

producto es, entre otros, la complejidad de las etapas del proceso de fabricación

llevadas a cabo antes de obtener el producto terminado del arte anterior, dichas

etapas pueden resumirse de la siguiente manera, dependiendo de si las válvulas por

insertarse se alimentan a partir de un rollo continuo con válvulas prefabricadas y

terminadas o como elementos independientes, esto es una por una.

Etapas del proceso para la implantación de válvulas a un globo, derivadas estas

últimas a partir de un rollo:

a) se requiere una alimentación programada de tal forma que se garantice la entrega

o liberación de una sola válvula por globo;

b) se requiere de un corte a registro de la válvula, a fin de evitar su daño debido a

un corte fuera de lugar, lo cual obviamente inutilizaría dicha válvula;

c) colocar la válvula por medio de una banda o brazo en un lugar preciso de

implantación al cuerpo del globo, fijándose ésta a base de calor inicialmente a una

de las paredes que conforman el globo; d) sellar la válvula a las paredes del cuerpo inflable, limitando dicho sellado al área

de posicionamiento obligada, a fin de evitar producto de desperdicio en vez de un producto adecuadamente valvulado.

Respecto al procedimiento para la colocación de válvulas en un artículo inflable tal

como un globo, que se hace a partir de válvulas alimentadas en forma individual, el procedimiento constaría de las siguientes etapas:

a) se cargan cartuchos o magazines que se utilizan como depósitos de una cantidad

determinada de válvulas apiladas, lo cual conlleva a un reabastecimiento continuo de las mimas;

b) se requiere el recogido de cada una de las válvulas a partir del cartucho o

magazine respectivo por medio de un brazo posicionador, que es en sí un sistema de

vacío que actúa sobre la válvula para ser recogida y colocada en el lugar preciso del

globo;

c) entregar la válvula en el área de posicionamiento por el mismo brazo o banda posicionadora y, en seguida o de manera simultánea con esta operación, sellarla

inicialmente o cuando menos una de las paredes que conforman el globo y

posteriormente;

d) llevar a cabo la última etapa correspondiente al sellado total de la válvula a las

paredes del vastago o apéndice del globo. De lo anterior debe concluirse que la implantación de la válvula al artículo inflable,

según la técnica del arte anterior, requiere de acciones sincronizadas muy precisas

que garanticen la colocación de las válvulas en el lugar preciso del articulo inflable,

lo cual lógicamente conlleva a la adquisición de equipos complejos que requieren de

una alta tecnología e inversión que no siempre será costeabie, particularmente en la

fabricación de globos de pequeñas dimensiones cuyo costo reducido en el mercado

de ninguna manera garantizaría tal inversión y que además sería necesario el

redimensionar y aún rediseñar las válvulas del arte actual, ya que de otra manera

estas tendrían una longitud que sobrepasaría tos límites del globo, concluyéndose

que tales válvulas serían de una u otra manera inadecuadas para globos del tipo que

aquí se contempla.

OBJETIVOS DE LA INVENCIÓN

Un objetivo principal de la invención es la producción de un globo de tamaño y

precio reducidos provisto de válvula autosellante, mediante un procedimiento de

fabricación masivo y múltiple, simplificado que evite el uso de medios complejos

sincronizados para la colocación de la válvula en el globo y por ende el desperdicio

de productos defectuosos.

Es otro objetivo más de la invención proveer un sistema de fabricación de globos del

tipo antes señalado que mediante una sola acción de termo-sellado y corte simultáneo, se obtenga un producto que incluya una válvula de autosellado sin

adicionar por ello un cuerpo prefabricado de válvula, ajeno al cuerpo del globo.

Es otro objetivo más de la invención proveer un sistema de fabricación del globo del

tipo antes señalado, mediante el cual puedan simultáneamente fabricarse más de un

sólo globo, garantizándose con ello una alta producción por unidad de tiempo del equipo utilizado en su producción.

Es aún otro objeto adicional de la invención el uso de equipos simplificados en el sistema de fabricación de artículos inflables, sin la necesidad del uso de equipos

periféricos que garanticen el registro de las válvulas respecto al vastago del globo, evitándose asimismo la producción de productos defectuosos por la implantación

errónea de las válvulas en el cuerpo de dichos artículos.

Es otro objetivo más de la invención proveer a los fabricantes de globos de un

material previamente procesado para la fabricación de globos con válvulas

autosellantes, que permita ta fabricación de un globo sin la integración de una

válvula prefabricada.

Es un objetivo más de la invención el abaratar los costos de fabricación de globos o

artículos inflables de pequeñas dimensiones, pero con válvula autosellante,

permitiendo así su colocación en el mercado a un costo relativamente bajo. EN LOS DIBUJOS

La figura 1 es una vista en perspectiva que ilustra diversas hojas del material

laminado que integran un giobo terminado;

La figura 2 es una vista en perspectiva de las hojas de material laminado que

integran la válvula del globo de la invención;

La figura 3 es una vista en perspectiva adicional que ilustra el materia de hojas

múltiples que integrará o configurará las válvulas del globo de la invención;

La figura 4 es una vista en planta esquemática de una distribución de los globos de

la invención en el material de la fabricación de los mismos;

La figura 5 es una vista en planta de una de las caras del cuerpo del globo, en su

estado desinflado;

La figura 6 es una vista en perspectiva del globo inflado de la invención, como un

producto terminado de acuerdo con las enseñanzas de la invención;

La figura 7 es una vista en planta de una de las caras del cuerpo del globo en su

estado desinflado, según otra modalidad de la invención. Con respecto a las figuras que se acompañan y en particular a la primera de ellas,

debe notarse que de conformidad con las enseñanzas de las técnicas de la invención objeto de esta solicitud, las diversas hojas o materiales laminados que

integran el globo producto o resultado del sistema de fabricación de la invención,

consta generalmente de dos cuerpos laminados de 1 y 6, los cuales darán lugar

básicamente al cuerpo del globo, siendo estos materiales compatibles entre sí al sellado por calor en sus caras internas 1 B y 6B; las caras externas 1A y 6A pudiendo ser o no compatibles al sello por calor.

Como hojas intermedias se citan los cuerpos laminados 2 y 5, con caras externas e internas, respectivamente, 2A, 2B y 5A y 5B. El material de que están hechos estos

dos cuerpos laminados o películas plásticas son compatibles a la unión por calor con

las capas 1 y 6 en sus caras 1B y 6B así como entre sí.

Los cuerpos laminados más internos 3 y 4 están configurados por un material

plástico termo-sellante pero incompatibles a termo-sello entre sí, o bien puede estar

configurado por una capa de tinta, recubrimiento metálico tal como podría ser vapor de aluminio y/o barniz termo-resistente, en cuyo caso no configurarían una capa de

material laminado per se, sino un recubrimiento sobre las caras internas 2B y 5B de

los cuerpos laminados 2 y 5, respectivamente.

También se contempla que el material de que están hechas las capas 3 y 4

respectivamente podría ser una combinación de los materiales antes mencionados. De la figura 2 puede observarse que en ella se ha representado, en una forma un

tanto cuanto esquemática las hojas 2, 3, 4 y 5, que son precisamente aquellas que

en el producto terminado o globo, configurarán la válvula. En esta figura,

conjuntamente con la figura 3, podrá claramente apreciarse que estas hojas 2, 3, 4 y

5 configuran de hecho un material preconformado a manera de sandwich, separado

de las hojas 1 y 6 que son aquellas que en definitiva dan lugar al cuerpo del globo.

Particularmente de la figura 3, habrá de notarse que a fin de garantizar una válvula

autosellante de mejor calidad, y siempre dentro del espíritu de la invención, se

proveen estas dos hojas 2 y 5 con líneas de unión a calor, paralelas entre sí 12, las

cuales dan lugar a los pasajes 21 , que se interrumpen en una banda central,

precisamente por la disposición de las hojas o material laminado 3 y 4 que son

incompatibles al termo-sellado entre sí.

Como una modalidad que podría derivar en buenos resultados, no tan óptimos como

con las líneas de unión transversales 12 antes mencionadas respecto a la figura 3,

podrá prescindirse de tales líneas de unión 12, sin embargo, mediante esta

modalidad no se garantiza plenamente la permanencia del inflado del producto

terminado. Otra modalidad es la unión tipo laberinto, hecho en forma parcial y

paralelamente a lo largo de la banda generadora de válvulas, según se aprecia en la

figura 7 de los dibujos que se acompañan.

Cabe hacerse notar que la selección del tipo de materiales que podrá emplearse

respecto a los materiales laminados 1 y 6 integrantes ya sea del cuerpo del globo o

de la válvula, no tiene ninguna otra limitante más que una selección adecuada por lo que respecta a la compatibilidad de unión por calor entre los diversos materiales que

lo integran, los cuales podrán tener un calibre de entre aproximadamente 12 mieras

a 75 mieras, siempre con la reserva de la incompatibilidad absoluta de unión entre

las caras internas o secciones recubiertas con lacas, tintas o barnices incompatibles al sello por calor entre si 3B y 4B de las capas 3 y 4. En el caso de uso de lacas,

tintas o barnices no es aplicable el término "caras internas" 3B y 4B de tas hojas 3 y

4, ya que se trata solamente de un recubrimiento. Por supuesto, las caras internas 2B y 5B de las hojas 2 y 5, respectivamente, habrán de ser compatibles entre sí a fin

de propiciar el sellado por calor de las lineas 12 definidas con antelación en relación

a la figura 3 de los dibujos que se acompañan.

De la figura 4 la cual es una representación esquemática de la etapa del sellado

periférico del globo y del suajado de éste, podrá apreciarse con toda la claridad la

distribución más adecuada de los globos por fabricarse en la línea de producción, los cuales tal y como se aprecian en dicha figura 4 éstos están dispuestos en

sentido opuesto, sin embargo puede encontrarse una orientación más conveniente

de dichos globos, que permita una producción más eficiente de dichos artículos por

unidad de anchura de los materiales 1 a 6 alimentados al equipo de producción. Se ha encontrado que una distribución más eficiente sería aquella que corresponde a

aproximadamente una disposición a 45° de acuerdo con la línea de alimentación de

los diversos materiales 1 a 6 que se alimentan al equipo de producción, con lo que

se obtendría globos del mismo tamaño y un menor desperdicio de material, o bien un

mayor número de unidades producidas por metro cuadrado de los materiales

alimentados. En las figuras 5 y 6 de tos dibujos que se acompañan se ha ilustrado el globo 14

producido de acuerdo con las enseñanzas de la invención que aquí se describe y

reclama, de las cuales puede notarse que dicho globo queda integrado precisamente

por las dos hojas externas 1 y 6 hechas de un material termo-compatible, unidas

entre sí en su periferia 16.

También de las figuras que antes se mencionan nótese que los extremos 22 y 24 del

vastago 18 del globo 14 quedan desunidos debido al material o barniza incompatible

al sello por calor con que están hechas las capas 3 y 4, las cuales tal y como ya ha

quedado aclarado con anterioridad pueden estar configuradas por un material de

aluminio laminado, por pintura termo-resistente o aún por algún tipo de resina que

evite la unión entre sí por aplicación de calor.

En las figuras 5 y 6 que ilustran el globo terminado 14, también habrá de notarse que

en este caso y por coincidencia un pasaje 21 configurado entre las capas de

material laminado 2 y 5 checa con el pasaje 20 lo que contribuye a la formación

intrínseca de una boquilla de autosellado para globos de pequeñas dimensiones a un

costo relativamente bajo, pues la producción de este tipo de globos se hace, tal y

como ya se mencionó con anterioridad, en una cantidad múltiple por cada ciclo del

equipo.

De la figura 6 habrá de notarse que para el inflado de este tipo de globo bastará con

separar las partes extremas libres 22 y 24 del vastago 18 y mediante la acción de

soplado el usuario puede inflar el globo, o bien mediante la inserción de alguna boquilla a través del pasaje 20 del vastago 18. El sellado permanente y altamente

confiable del producto se establece de una manera mucho más confiable por la

deformación que ocurre dentro del globo de las capas 2 y 5 pre-selladas entre sí con

la configuración de los pasajes de aire 21 establecidos por las líneas de unión

paralelas entre sí 12. Dichas líneas de unión pudiendo estar distanciadas entre sí desde 4 mm. hasta 30 mm. de conformidad con el diámetro o anchura del globo o

artículo inflable pudiendo además, tai y como ya se ha establecido con anterioridad,

ser dichas líneas de unión 12 perpendiculares, anguladas o aún paralelas a la banda

generadora de las válvulas, configurando en este último caso un laberinto a través

del cual pasa el fluido en pasajes dispuestos en zigzag.

De lo que es clara que se han cumplido cabalmente con todos los objetivos planteados respecto al producto desarrollado de acuerdo con las enseñanzas de la

invención, sin embargo, es evidente que pueden idearse algunos cambios por

terceras personas expertas en el campo, sin embargo, se pretende que éstos

cambios formen parte de la presente solicitud, siempre y cuando caigan dentro del

ámbito y espíritu de las cláusulas que se acompañan.

Claims

REIVINDICACIONES

Habiendo descrito suficientemente el invento, considero como una novedad y reclamo por tanto como propiedad lo contenido en las siguientes cláusulas.

1) Válvula de inflado autosellante para artículos inflables, de material no elastomérico, del tipo de válvulas formadas por laminado multicapas de películas termoplásticas unidas por calor que comprende tres secciones: una embocadura, un canal principal y una sección multivalvuiada caracterizada en que la embocadura del artículo comprende cuatro películas, dos exteriores, con su cara externa compatible a la fusión térmica con el material del artículo inflable en el que se va a colocar la válvula y sus caras internas compatibles entre si, y a las películas interiores con sus caras externas compatibles con las películas externas

y sus caras internas incompatibles entre si y con las películas externas.

2) Válvula de inflado autosellante, tal y como se reclama en la reivindicación 1 , caracterizada porque las películas internas consisten en capas de un material no termosellable entre sí ni con las láminas externas en sus caras internas, seleccionado este material entre barniz, laca, tinta, vapor de aluminio, entre otros.

3) Válvula de inflado, tal y como se reivindica en cualquiera de las cláusulas anteriores, caracterizada porque el canal principal tiene en uno de sus extremos la embocadura y en el otro la sección multivalvulada. 4) Válvula de inflado, tal y como se reivindica en cualquiera de las cláusulas anteriores, caracterizada porque además la sección multivalvulada está formada por dos láminas sobrepuestas, que son prolongación de las láminas externas de

la embocadura y el canal principal, teniendo una serie de líneas de termosellado en el extremo opuesto a la embocadura, que forman canales de paso entre las láminas, para el fluido con el que se infla o va a inflar el artículo.

5) Válvula de inflado, tal y como se reivindica en las cláusulas anteriores, caracterizada también porque las líneas de termosellado están separadas entre sí de 4 a 30 mm, son paralelas al eje de simetría de la válvula.

6) Válvula de inflado tal y como se reclama en las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque las líneas de termosellado son perpendiculares al eje de simetría de dicha válvula y forman un laberinto.

7) Artículos inflables caracterizados por incorporar una válvula de inflado con las características reivindicadas en cualquiera de las cláusulas anteriores y porque los sellos limitantes exteriores de la válvula son comunes con los sellos que conforman el artículo en el lugar donde se ubica la válvula.

8) Artículos inflables como el reivindicado en la cláusula 7, caracterizados porque el

artículo inflable es un globo. 9) Procedimiento para la producción de artículos inflables con válvula de inflado

integrada, del tipo en que se alimentan a una suajadora con el o los moldes suajadores térmicos teniendo la forma del artículo, o globo, dos tiras o bandas

continuas sobrepuestas de material termoplástico, caracterizado porque en la

etapa, o paso, de alimentación, se alimenta simultáneamente, entre estas dos

tiras o bandas del material que conformara el artículo o globo, una banda laminada multicapa de la misma estructura del laminado muiticapa reivindicado en tas cláusulas 1 ó 2, que es el material que conformará la válvula de inflado.