Aparato y método para sellar bordes de agujeros en placas de cartón corrugado.

El cartón corrugado comprende dos capas exteriores de material plano y al menos una capa interior de material ondulado formando unos canales internos entre dichas dos capas exteriores. Cada una de dichas placas de cartón corrugado (P) comprende al menos un agujero pasante (A) que deja expuestas en su borde unas aberturas a dichos canales internos. El método comprende los pasos de inyectar una cantidad de cola al interior de dichos canales internos de la placa de cartón corrugado (P) por dichas aberturas expuestas en dicho borde del agujero (A), y luego presionar las capas exteriores de la placa de cartón corrugado (P) la una contra la otra en una región (B) alrededor de dicho agujero (A) con una presión suficiente para aplastar dicha capa interior ondulada. El aparato comprende medios de inyección de cola en conexión con una boquilla (12) y medios de presión configurados para implementar el método

Aparato y método para sellar bordes de agujeros en placas de cartón corrugado.

Campo de la técnica

La presente invención concierne a un aparato y un método para sellar bordes de agujeros en placas de cartón corrugado con el fin de impedir el acceso de líquidos y suciedad a las estructuras internas del cartón corrugado expuestas en los bordes de los agujeros. La invención es útil en general en el campo de las plantillas de cartón corrugado previstas para formar cajas de cartón, y más en particular plantillas de cartón corrugado resistente a los líquidos previstas para formar cajas de cartón para contener productos susceptibles de exudar o desprender líquidos, tales como pescados y otros productos del mar, o productos vegetales.

Antecedentes de la invención

El cartón corrugado es un material en forma de lámina formado por dos capas exteriores de material plano y al menos una capa interior de material ondulado, la cual forma una estructura que define unos canales internos entre dichas dos capas exteriores. El cartón corrugado exhibe unas excelentes cualidades de aislamiento térmico y resistencia en relación con el peso que lo hacen muy apropiado como material de embalaje. Además, el cartón corrugado es fácilmente reciclable y respetuoso con el medio ambiente. Son bien conocidas y profusamente utilizadas cajas de cartón corrugado para contener todo tipo de productos, las cuales son obtenidas por plegado a partir de una plantilla plana de cartón corrugado. Se conoce someter el cartón corrugado a un tratamiento para hacerlo resistencia a los líquidos, y recientemente se está generalizando el uso de cajas de cartón corrugado tratado, provistas de agujeros de drenaje, para contener productos susceptibles de exudar o desprender líquidos, tales como pescados y otros productos del mar, o productos vegetales. Sin embargo, cuando el cartón corrugado es cortado, por ejemplo para formar una plantilla, la mencionada estructura interna y unas aberturas a dichos canales quedan expuestas en los bordes cortados de la placa de cartón corrugado y en los bordes de los agujeros de drenaje, y existe el riesgo de que los líquidos puedan penetrar en la estructura interna del cartón corrugado por dichas aberturas expuestas en los bordes cortados y bordes de los agujeros.

Las patentes JP-A-2005014989 y US-A-3937390 describen sendas cajas de cartón corrugado tratado previstas para contener pescado y dotadas de agujeros de drenaje en una pared de fondo o en paredes laterales junto al fondo. Sin embargo, no describen ni sugieren una solución al problema del acceso de los líquidos a la estructura interna del cartón corrugado por las aberturas expuestas en los bordes de los agujeros de drenaje.

La patente EP-A-0636555 da a conocer una caja de cartón corrugado tratado para contener pescado, la cual está provista de varios agujeros de drenaje en una pared de fondo, y donde el borde de cada agujero de drenaje está recubierto por un complemento de un material plástico. El complemento está formado por una pieza interior y una pieza exterior, acopladas por enchufe a presión. La pieza interior tiene un manguito insertado ajustadamente en el agujero y una corona que se extiende por la superficie interna de la pared de fondo en una región alrededor del agujero. La pieza exterior sobresale exteriormente de la pared de fondo y tiene una pluralidad de conductos radiales en comunicación con el conducto central del manguito y con el exterior. Un inconveniente de este complemento es que la mencionada corona de la pieza interior, la cual está dispuesta en la región alrededor del agujero, forma un resalto que impide un drenaje eficiente y completo de los líquidos hacia el conducto central del manguito. Otro inconveniente es de orden económico, puesto que la provisión e instalación de una pieza interior y otra pieza exterior para cada agujero es cara y compleja. Además, las piezas de plástico unidas a la caja complican o impiden el reciclaje del cartón corrugado.

La patente GB-A-2344786 describe un procedimiento para cerrar los bordes lineales de una placa de cartón corrugado mediante una cinta. La cinta está doblada en forma de U, con una porción central aplicada al borde lineal de la placa y unas porciones laterales aplicadas y adheridas a unas regiones de las caras exteriores de la placa adyacentes al borde lineal. Sin embargo, este documento no describe cómo cerrar bordes curvos o el borde de un agujero redondo con una cinta doblada en forma de U, puesto que tal cosa es geométricamente imposible a no ser que se efectúen cortes o dobleces en la cinta que pueden comprometer la estanqueidad.

Las patentes US-A-3635451 y US-A-3711352 describen placas de cartón corrugado con al menos un borde lineal cerrado a partir de operaciones efectuadas en el propio material y con la cooperación de un adhesivo, siendo dichas operaciones inviables en la práctica para cerrar el borde de un agujero.

La patente US-A-5162061 da a conocer un dispositivo para introducir un líquido al interior de los canales internos de una placa de cartón corrugado por las aberturas a dichos canales expuestas en un borde cortado de la placa mediante un proceso continuo. La placa es desplazada en posición vertical por debajo de una boquilla de aplicación de líquido para recibir el líquido por las aberturas expuestas en el borde superior. El líquido impregna las capas del cartón corrugado, y el líquido sobrante es drenado por las aberturas a los canales expuestas en el borde inferior. Este dispositivo tiene por objeto impregnar el cartón corrugado para mejorar sus prestaciones sin deteriorar su apariencia externa, pero no sirve para sellar los bordes cortados de la placa de cartón corrugado.

Exposición de la invención

La presente invención aporta un método para sellar bordes de agujeros en placas de cartón corrugado, donde dicho cartón corrugado comprende dos capas exteriores de material plano y al menos una capa interior de material ondulado formando unos canales internos entre dichas dos capas exteriores, y donde cada una de dichas placas de cartón corrugado comprende al menos un agujero pasante que deja expuestas en su borde unas aberturas a dichos canales internos. El método de la presente invención comprende los pasos de inyectar una cantidad de cola al interior de dichos canales internos de la placa de cartón corrugado por las mencionadas aberturas en el borde del agujero, y a continuación presionar las capas exteriores de la placa de cartón corrugado la una contra la otra en una región alrededor de dicho agujero con una presión suficiente para aplastar dicha capa interior ondulada.

Para la implementación de este método, la presente invención también aporta un aparato para sellar bordes de agujeros en placas de cartón corrugado, que comprende unos medios de inyección de cola en conexión con una boquilla, la cual está adaptada para ser posicionada e insertada en dicho agujero de la placa cartón corrugado para inyectar una cantidad de cola al interior de los canales internos por las aberturas en el borde del agujero, y unos medios de presión configurados para presionar las capas exteriores de la placa de cartón corrugado la una contra la otra en dicha región alrededor del agujero con una presión suficiente para aplastar dicha capa interior ondulada.

Dependiendo del tipo de cola utilizada, ésta debe ser aplicada en caliente para conferirle una fluidez adecuada, y la fuerza adhesiva de la cola no se manifiesta hasta que la misma se ha enfriado parcialmente. Cuando se utiliza una cola de este tipo, el método de la presente invención comprende llevar a cabo el mencionado paso de presionar en dos etapas. Una primera etapa comprende aplicar una primera presión a la región alrededor del agujero de la placa cartón corrugado mientras la cola está substancialmente a dicha temperatura de aplicación con el fin de aplastar los canales internos y esparcir dicha cantidad de cola entre las dos capas exteriores en dicha región, y una segunda etapa comprende aplicar una segunda presión a la región alrededor del agujero de la placa cartón corrugado cuando la temperatura de la cola ha descendido substancialmente por debajo de dicha temperatura de aplicación y mantener dicha segunda presión durante un tiempo suficiente para la solidificación al menos parcial de la cola. Las mencionadas primera y segunda etapas de aplicación de presión están separadas por un período durante el cual la presión es liberada.

En concordancia, para la aplicación de la anterior variante del método, el aparato de la presente invención comprende además unos...

1. Aparato para sellar bordes de agujeros en placas de cartón corrugado, comprendiendo dicho cartón corrugado dos capas exteriores de material plano y al menos una capa interior de material ondulado formando unos canales internos entre dichas dos capas exteriores, y donde cada una de dichas placas de cartón corrugado (P) comprende al menos un agujero pasante (A) que deja expuestas en su borde unas aberturas a dichos canales internos, comprendiendo el aparato:

unos medios de inyección de cola en conexión con una boquilla (12) adaptada para ser posicionada e insertada en dicho agujero (A) de la placa cartón corrugado (P) para inyectar una cantidad de cola al interior de dichos canales internos por dichas aberturas expuestas en dicho borde del agujero (A);

unos medios de presión configurados para presionar las capas exteriores de la placa de cartón corrugado (P) la una contra la otra en una región (B) alrededor de dicho agujero (A) con una presión suficiente para aplastar dicha capa interior ondulada; y

unos medios de calentamiento para calentar dicha cantidad de cola a inyectar a una temperatura de aplicación,

y donde dichos medios de presión comprenden:

unos medios de presión de esparcimiento para aplicar una primera presión a la región (B) alrededor del agujero (A) de la placa cartón corrugado (P) mientras la cola está substancialmente a dicha temperatura de aplicación con el fin de aplastar los canales internos y esparcir la cantidad de cola entre las dos capas exteriores en dicha región (B); y

unos medios de presión de consolidación para aplicar una segunda presión a la región (B) alrededor del agujero (A) de la placa cartón corrugado (P) cuando la temperatura de la cola ha descendido substancialmente por debajo de dicha temperatura de aplicación y para mantener dicha segunda presión durante un tiempo suficiente para la solidificación al menos parcial de la cola.

2. Aparato, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dichos medios de inyección, dichos medios de calentamiento y dichos medios de presión de esparcimiento están integrados en al menos una unidad de inyección y esparcimiento (10) instalada en una estación de inyección y esparcimiento (100), y dichos medios de presión de consolidación están integrados en al menos una unidad de consolidación (50) instalada en una estación de consolidación (500), y porque el aparato comprende unos medios transportadores para mover intermitentemente sucesivas placas de cartón corrugado (P) desde un dispositivo de alimentación de placas hasta dicha estación de inyección y esparcimiento (100), desde la estación de inyección y esparcimiento (100) hasta dicha estación de consolidación (500), y desde la estación de consolidación (500) hasta una salida de placas para una estación de almacenamiento o una máquina montadora de cajas a partir de dichas placas.

3. Aparato, de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque dicha unidad de inyección y esparcimiento (10) comprende:

una primera matriz (11) que incluye un primer cuerpo de matriz (18) al que está fijada dicha boquilla (12) y que define una primera superficie de presión de esparcimiento (13) dispuesta alrededor de dicha boquilla (12) para hacer contacto con la región (B) alrededor del agujero (A) en un primer lado de la placa de cartón corrugado (P);

un dispositivo inyector de cola (24) en conexión con la boquilla (12) por al menos un conducto (20) a través de dicho primer cuerpo de matriz (18) para suministrar las cantidades de cola a ser inyectadas desde la boquilla (12);

al menos un dispositivo de calentamiento (19) dispuesto para calentar el primer cuerpo de matriz (18);

un primer punzón (15) que incluye un primer cuerpo de punzón (21) con una abertura (16) capaz de alojar al menos en parte la boquilla (12) y una segunda superficie de presión de esparcimiento (17) dispuesta alrededor de dicha abertura (16) para hacer contacto con la región (B) alrededor del agujero (A) en un segundo lado de la placa de cartón corrugado (P); y

unos primeros medios de accionamiento para mover dicha primera matriz (11) y/o dicho primer punzón (15) el uno hacia el otro hasta presionar la región (B) alrededor del agujero (A) en ambos lados de la placa de cartón corrugado (P) mediante dichas primera y segunda superficies de presión de esparcimiento (13, 17) después de que la cola haya sido inyectada.

4. Aparato, de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque la boquilla (12) está dimensionada para disponerse ajustadamente en el agujero (A) teniendo dicha boquilla (12) un surco anular (22) y una pluralidad de salidas de inyección (14) que desembocan en dicho surco anular (22), estando el surco anular (22) posicionado para quedar substancialmente enfrentado a dichas aberturas a los canales internos expuestas en el borde del agujero (A), cuando dicha primera superficie de presión de esparcimiento (13) está en contacto con dicho primer lado de la placa de cartón corrugado (P).

5. Aparato, de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque dicho primer cuerpo de matriz (18) es de un material con un elevado coeficiente de transmisión térmica seleccionado de un grupo que comprende aleaciones de hierro, aluminio y cobre, entre otros, y dicho primer cuerpo de punzón (21) es un cuerpo hueco de un material con un bajo coeficiente de fricción seleccionado de un grupo que comprende teflón, entre otros, fijado a un núcleo (25) de un material metálico.

6. Aparato, de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque dichos medios transportadores están configurados para transportar y soportar las placas de cartón corrugado (P) entre unos patines inferiores (2) y unos patines superiores (3) a lo largo de una trayectoria (T) en un plano imaginario a través de la estación de inyección y esparcimiento (100), y dichos primeros medios de accionamiento comprenden al menos un primer actuador para mover la primera matriz (11) entre una posición inactiva, en la que la primera superficie de presión de esparcimiento (13) está separada del primer lado de la placa de cartón corrugado (P) y la boquilla (12) está fuera del agujero (A), y una posición de trabajo, en la que la primera superficie de presión de esparcimiento (13) está en contacto con el primer lado de la placa de cartón corrugado (P) y la boquilla (12) está insertada en el agujero (A).

7. Aparato, de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque dichos primeros medios de accionamiento comprenden al menos un segundo actuador (23) para mover el primer punzón (15) entre una posición inactiva, en la que la segunda superficie de presión de esparcimiento (17) está en separada del segundo lado de la placa de cartón corrugado (P), y una posición de trabajo, en la que la segunda superficie de presión de esparcimiento (17) está presionando contra el segundo lado de la placa de cartón corrugado (P) mientras el primer lado de la placa de cartón corrugado (P) es soportado por la primera superficie de presión de esparcimiento (13) de la primera matriz (11).

8. Aparato, de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque dicha unidad de consolidación (50) comprende:

una segunda matriz (51) que incluye un segundo cuerpo de matriz (57) definiendo una abertura (52) adaptada para ser dispuesta en alineación con el agujero (A) de la placa de cartón corrugado (P) y una primera superficie de presión de consolidación (53) dispuesta alrededor de dicha abertura (52) para hacer contacto con la región (B) alrededor del agujero (A) en el primer lado de la placa de cartón corrugado (P);

un segundo punzón (54) que incluye un segundo cuerpo de punzón (58) que define un tocón (55) dimensionado para ser insertado a través del agujero (A) de la placa de cartón corrugado (P) y en la abertura (52) de dicha segunda matriz (51), y una segunda superficie de presión de consolidación (56) dispuesta alrededor de dicho tocón (55) para hacer contacto con la región (B) alrededor del agujero (A) en el segundo lado de la placa de cartón corrugado (P); y

unos segundos medios de accionamiento para mover dicha segunda matriz (51) y/o dicho segundo punzón (54) el uno hacia el otro para presionar la región (B) alrededor del agujero (A) en ambos lados de la placa de cartón corrugado (P) mediante dichas primera y segunda superficies de presión de consolidación (53, 56) después de que la región (B) alrededor del agujero (A) de la placa de cartón corrugado (P) haya sido presionado en la unidad de inyección y esparcimiento (10) y la cola se haya enfriado a dicha temperatura substancialmente por debajo de la temperatura de aplicación.

9. Aparato, de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque dicho segundo cuerpo de matriz (57) es una placa de un material con un bajo coeficiente de fricción seleccionado de un grupo que comprende teflón, entre otros, fijada a un primer núcleo (59) de un material metálico, y dicho segundo cuerpo de punzón (58) es un cuerpo hueco de un material con un bajo coeficiente de fricción seleccionado de un grupo que comprende teflón, entre otros, fijado a un segundo núcleo (64) de un material metálico.

10. Aparato, de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque dicho tocón (55) del segundo punzón (54) está dimensionado para deslizar ajustadamente dentro del agujero (A) de la placa de cartón corrugado (P) para arrastrar cualquier sobrante de cola adherido a su borde interno, y la segunda matriz (51) incluye además una chapa acerada (60) dispuesta entre dicho segundo cuerpo de matriz (57) y dicho primer núcleo (59) y provista de un agujero (61) alineado con dicha abertura (52) del segundo cuerpo de matriz (57) y dimensionado para deslizar ajustadamente a lo largo de dicho tocón (55) del segundo punzón (54) con el fin de retener cualquier resto de cola adherido al mismo.

11. Aparato, de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado porque dichos medios transportadores están configurados para transportar y soportar las placas de cartón corrugado (P) entre unos patines inferiores (2) y unos patines superiores (3) a lo largo de una trayectoria (T) en un plano imaginario a través de la estación de consolidación (500), y dichos segundos medios de accionamiento comprenden al menos un actuador (62) para mover el segundo punzón (54) entre una posición inactiva, en la que la segunda superficie de presión de consolidación (56) está separada del segundo lado de la placa de cartón corrugado (P), y una posición de trabajo, en la que la segunda superficie de presión de consolidación (56) está en contacto con el segundo lado de la placa de cartón corrugado (P) y el tocón (55) está insertada en el agujero (A) y en la abertura (52) de la segunda matriz (51) mientras el primer lado de la placa de cartón corrugado (P) es soportado por la primera superficie de presión de consolidación (53) de la segunda matriz (51).

12. Aparato, de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque dichos medios transportadores están configurados para mover placas de cartón corrugado (P) provistas de varios agujeros (A) cada una, y porque en la estación de inyección y esparcimiento (100) están instaladas varias de dichas unidades de inyección y esparcimiento (10), una para cada agujero (A) de la placa de cartón corrugado (P), posicionadas para actuar al unísono en relación con todos los agujeros (A) de cada placa de cartón corrugado (P), y en la estación de consolidación (500) están instaladas varias de dichas unidades de consolidación (50), una para cada agujero (A) de la placa de cartón corrugado (P), posicionadas para actuar al unísono en relación con todos los agujeros (A) de cada placa de cartón corrugado (P).

13. Método para sellar bordes de agujeros en placas de cartón corrugado, comprendiendo dicho cartón corrugado dos capas exteriores de material plano y al menos una capa interior de material ondulado formando unos canales internos entre dichas dos capas exteriores, y donde cada una de dichas placas de cartón corrugado (P) comprende al menos un agujero pasante (A) que deja expuestas en su borde unas aberturas a dichos canales internos, comprendiendo el método los pasos de:

inyectar una cantidad de cola al interior de dichos canales internos de la placa de cartón corrugado (P) por dichas aberturas expuestas en dicho borde del agujero (A);

presionar las capas exteriores de la placa de cartón corrugado (P) la una contra la otra en una región (B) alrededor de dicho agujero (A) con una presión suficiente para aplastar dicha capa interior ondulada; y

calentar dicha cantidad de cola a inyectar a una temperatura de aplicación,

y donde dicho paso de presionar se lleva a cabo en dos etapas:

una primera etapa que comprende aplicar una primera presión a la región (B) alrededor del agujero (A) de la placa cartón corrugado (P) mientras la cola está substancialmente a dicha temperatura de aplicación con el fin de aplastar los canales internos y esparcir dicha cantidad de cola entre las dos capas exteriores en dicha región (B); y

una segunda etapa que comprende aplicar una segunda presión a la región (B) alrededor del agujero (A) de la placa cartón corrugado (P) cuando la temperatura de la cola ha descendido substancialmente por debajo de dicha temperatura de aplicación y mantener dicha segunda presión durante un tiempo suficiente para la solidificación al menos parcial de la cola.

14. Método, de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizado porque dichas primera y segunda etapas de aplicación de presión están separadas por un período durante el cual la presión es liberada.