BR112019004066B1

BR112019004066B1 - Método e dispositivo para extrudar e marcar um produto cilíndrico

Info

Publication number: BR112019004066B1
Application number: BR112019004066-8A
Authority: BR
Inventors: Jacques Thomasset; Eduardo Rey
Original assignee: Aisapack Holding Sa
Priority date: 2016-09-13
Filing date: 2017-09-13
Publication date: 2022-12-20
Also published as: CN109789624A; JP6970744B2; PL3512684T3; BR112019004066A2; WO2018051235A1; JP2019531928A; ES2952833T3; EP3512684A1; KR20190057082A; BR112019004066A8; EP3512684B1; KR102319797B1; MX2019002709A; RU2019109901A3; CA3034979A1; US11548197B2; US20210291422A1; RU2019109901A; RU2750063C2; CN109789624B

Abstract

A presente invenção refere-se a um método para extrusão e marcação de um tubo de embalagem, que compreende as seguintes etapas sucessivas: a) formação de uma marcação parcial ou totalmente tubular (12) de um filme em uma máquina de conformação (20); b) inserção da marcação em um elemento de calibração (22); c) extrusão de um corpo tubular (13) na parte lateral da face côncava da marcação (12) em uma cabeça de extrusora (24); e d) colocação da face externa do corpo tubular extrudado em contato com a face côncava da marcação. No método, a marcação (12) compreende pelo menos uma camada, cuja temperatura de fusão é pelo menos 20°C superior à temperatura de fusão do corpo tubular extrudado (13). Uma primeira diferença de pressão é formada no tubo extrudado com um jato de ar. A invenção também se refere a um dispositivo para implementar o dito método, e um tubo obtido pelo dito método.

Description

PEDIDO DE PATENTE CORRESPONDENTE

[0001] O presente pedido de patente reivindica a prioridade do pedido de patente europeia anterior de N° EP16188491.1, depositado em 13 de setembro de 2016 em nome da AISAPACK HOLDING S.A., cujo conteúdo do pedido de patente anterior é incorporado por referência, na sua totalidade, ao presente pedido de patente.

CAMPO TÉCNICO E TÉCNICA ANTERIOR

[0002] A presente invenção refere-se ao campo de tubos ou cilindros e, mais particularmente, ao capo de tubos de embalagem para produtos líquidos ou viscosos, tais como pastas de dente e cremes, cuja saia é obtida por extrusão de material.

[0003] Os tubos de embalagem flexíveis têm duas partes distintas, isto é, um corpo ou saia cilíndrico flexível conectado a uma cabeça, incluindo um pescoço, que é fechado por uma tampa. A saia do tubo é obtida por extrusão de um corpo tubular ou por soldagem de um filme de camadas múltiplas, que é enrolado para formar esse corpo tubular, antes da soldagem de borda com borda ou com uma sobreposição.

[0004] Existem vários métodos para adicionar e fixar uma cabeça de tubo na extremidade de uma saia extrudada previamente. A cabeça de tubo pode ser moldada por compressão ou injeção e soldada conjuntamente à saia por um processo de sobremoldagem. Outro método consiste na pré-fabricação da cabeça de tubo por moldagem por injeção ou compressão e depois montagem da cabeça de tubo na saia por soldagem.

[0005] O tubo assim formado é depois decorado no nível da saia, especialmente, pelo usuário final do tubo, e técnicas de impressão são rotineiramente usadas para adicionar a decoração necessária. Quando a saia é obtida por extrusão de um corpo tubular, a operação de impressão é conduzida antes ou depois da montagem da saia e da cabeça de tubo. Essa operação de impressão apresenta várias desvantagens ligadas ao fato que a impressão não é conduzida em uma geometria plana, mas tubular da saia. Isso acarreta geralmente um processo de maior complexidade e, consequentemente, equipamento caro, produtividades baixas e flexibilidade reduzida do processo de manufatura. A falta de flexibilidade das máquinas de impressão acarreta, por exemplo, operações de retrabalho para decorações complexas, tal como um processo de impressão em tela ou um de decoração a quente.

[0006] Para superar as dificuldades da decoração por impressão, um método alternativo consiste na aplicação de uma marcação adesiva pré-impressa no tubo. A marca, que é associada com um filme de suporte, geralmente feito de PET, é separada do suporte quando da aplicação à superfície externa do tubo. A marcação é pré-revestida com um adesivo colante, que se liga a marcação ao substrato do tubo. A camada adesiva é protegida pelo filme de suporte, antes da aplicação da marcação ao tubo.

[0007] Por exemplo, o método descrito no pedido de patente internacional WO 2007/092652 consiste na aplicação de uma marcação fina, que é aderente a um filme de suporte antes de uso. Nesse método, a operação de revestimento ou de ativação da camada adesiva ocorre no momento de aplicação da marcação à superfície do tubo. Uma variante desse método consiste na aplicação da camada adesiva à marcação no momento da aplicação. Outra variante consiste na aplicação da camada adesiva à superfície do tubo, antes de aplicação da marcação. O método descrito no pedido de patente internacional WO 2007/092652 apresenta, no entanto, várias desvantagens. A adição de uma camada adesiva por revestimento, no momento da aplicação da marcação ou da adição de uma etapa de ativação, torna o processo de manufatura mais complexo, em particular, quando aplicado em uma linha de extrusão contínua de tubos (Figura 2 do pedido de patente internacional WO 2007/092652). Outra desvantagem reside no fato do tempo de ativação muito curto da camada adesiva que esse método requer, o que pode acarretar uma alternativa restrita e cara de adesivos. Outra desvantagem está situada no número de embalagem: a marcação, que é adicionada à superfície do tubo, não é parte integral da parede de embalagem. As bordas da marcação são algumas vezes visíveis ou destacáveis por toque e comprometer as propriedades decorativas e estéticas da embalagem.

[0008] O pedido de patente europeia EP 0 457 561 descreve um método e um dispositivo para constituição de corpos tubulares extrudados tendo um filme superficial laminado. Esse método consiste em formar um primeiro corpo tubular de um filme, extrudar um revestimento dentro do dito corpo tubular, estirar radialmente o revestimento e comprimir o revestimento contra o corpo tubular. Esse método apresenta várias desvantagens. Uma primeira desvantagem é associada com o fato que o revestimento tem que ser extrudado dentro do corpo tubular formado pelo filme. Essa operação requer um diâmetro de tubo suficientemente grande para colocar no tubo as ferramentas necessárias para a extrusão e o estiramento radial do revestimento extrudado. O método proposto nessa técnica anterior não propicia a produção de tubos de pequeno diâmetro e, em particular, com um diâmetro inferior a 35 mm. O pedido de patente europeia EP 0 457 561 também propõe a calibração interna do diâmetro do tubo. Além dos aspectos genéricos citados acima, esse método apresenta a desvantagem de gerar pequenas variações do diâmetro externo do tubo. Essas variações, que dependem da regularidade da produtividade da extrusora, podem gerar efeitos decorativos. De fato, para obter decoração de alta qualidade, as bordas do filme decorativo na superfície externa do corpo tubular devem ser unidas pelo topo. Então, as variações das produtividades de extrusão, mencionadas acima, têm o efeito de variar o diâmetro externo do corpo tubular, e, desse modo, de movimentar as bordas do filme decorativo para longe umas das outras ou para ficarem próximas entre si. Essas variações geram defeitos visuais no nível da junção das bordas do filme decorativo.

[0009] Desvantagens similares são encontradas, por exemplo, nos métodos e dispositivos descritos nos pedidos de patente DE 1 504 918 e DE 10 2006 006 993.

[0010] A patente U.S. 4.261.777 descreve um método e um dispositivo para a produção de uma seção estrutural sintética, oca, em que pelo menos um dos seus lados é coberto por um filme de camada única, a parte lateral da seção estrutural coberta pelo filme tendo uma superfície plana. O filme pode ser de papel ou metal ou, de novo, de um material sintético. No dispositivo, um filme é, portanto, aplicado à superfície plana da seção estrutural, e vácuo é, de preferência, aplicado à seção estrutural formada, com a pressão atmosférica mantida na seção estrutural para comprimi-la contra o filme. Os perfis produzidos não são cilíndricos, mas retangulares e incluem o dito filme de camada única em pelo menos uma face plana. O filme, portanto, não precisa ser conformado em qualquer maneira particular, e basta ser de modo para que ele seja desenrolado e aplicado na superfície plana proporcionada. Se for desejado aplicar um filme em duas superfícies planas da seção estrutural, então, dois filmes são desenrolados e aplicados individualmente à superfície da seção estrutural.

[0011] O pedido de patente europeia EP 0 182 763 descreve um método e um sistema para a produção de um tubo de material extrudável, circundado por um filme metálico. No método descrito, o tubo é formado primeiro, após o que um módulo é introduzido, que é circundado pelo filme metálico. O dito filme compreende uma camada adesiva, e o conjunto tubo - filme é laminado para produzir o produto final.

[0012] O pedido de patente JP 2001 226476 descreve produtos formados de composições de poliéster.

[0013] O pedido de patente DE 39 20 854 descreve perfis elásticos extrudados, em particular, superfícies de estruturas de janelas ou portas com acabamentos decorativos de madeira. A seção estrutural extrudada é unida a um filme e, em particular, a um grão de madeira. A seção estrutural tem uma forma de "T" e em que suas superfícies, nas quais se aplica um filme, são planas. Na máquina de produção, um filme é aplicado às superfícies planas necessárias, uma vez que a seção estrutural tenha sido extrudada, e o conjunto seção estrutural - filme é então calibrado e resfriado para formar o produto final. Como as superfícies nas quais o filme é aplicado são planas, não é necessário conformar o filme, basta desenrolá-lo e aplicá-lo na superfície desejada.

[0014] O pedido de patente internacional WO 2015/159234, em nome da AISAPACK HOLDING SA, descreve um método e um dispositivo para extrusão e marcação de um tubo de embalagem obtido por extrusão, essa publicação sendo incorporada por referência na sua totalidade no presente relatório descritivo.

[0015] O método descrito na publicação mencionada acima propicia a decoração de saias de tubos extrudados, devido ao método econômico e flexível. Consiste em associar operações de extrusão com operações de marcação para terminar com um corpo tubular decorado. A marcação é formada por um filme decorativo compreendendo pelo menos duas camadas. O filme decorativo é integrado à embalagem, durante a extrusão do corpo tubular no estado em fusão, de modo que a superfície externa da embalagem decorativa forma uma superfície contínua sem bordas agudas. Devido ao método da publicação mencionada acima, o filme decorativo forma uma parte integral da embalagem, diferentemente de uma marcação do tipo usual adicionada à embalagem já formada.

[0016] No pedido de patente internacional WO 2015/159234, o filme decorativo, que forma toda ou parte da superfície externa do corpo tubular, é, de preferência, soldada no corpo tubular devido ao calor da resina extrudada. Em uma concretização, o filme decorativo entra em contato com o extrusado em fusão antes da fase de resfriamento, antes da etapa de calibração.

[0017] O método de acordo com o pedido de patente internacional WO 2015/159234 é o resultado da combinação de um processo de extrusão e de um processo de marcação. O método consiste em colocar a marcação em contato em torno do corpo tubular no estado em fusão, de preferência, após a operação de conformação do filme em uma geometria tubular. A estrutura tubular multicamada, resultante é vantajosamente calibrada e resfriada para obter o tubo extrudado decorado.

[0018] Em uma concretização do pedido de patente internacional WO 2015/159234, o método inclui uma primeira etapa de conformar o filme a uma geometria parcial ou totalmente tubular, seguida por uma segunda etapa de extrusão de um corpo tubular no estado em fusão; depois, uma terceira etapa consiste em colocar a superfície externa do corpo tubular, no estado em fusão, em contato com a superfície interna (côncava) da marcação, e, finalmente, uma quarta etapa de calibração, consistindo na aplicação na superfície externa da marcação tencionada para formar a superfície externa do tubo contra a superfície interna do elemento de calibração. A terceira etapa é conduzida por meio de uma diferença de pressão, entre as superfícies interna e externa do corpo tubular. A quarta etapa emprega uma diferença de pressão, entre a superfície interna e a saia do tubo.

[0019] O método de acordo com o pedido de patente internacional WO 2015/159234 consiste na produção de um corpo tubular extrudado, tendo uma marcação de filme decorativo, que pode compor toda sua superfície externa. Desse modo, o corpo tubular é completamente envelopado na marcação, quando da introdução no elemento de calibração e nos sucessivos tanques de resfriamento. O material em fusão não roça as ferramentas resfriadas, o que propicia o aperfeiçoamento da estética da embalagem produzida e da sua resistência às fissuras por impacto e por tensão.

[0020] No pedido de patente internacional WO 2015/159234, uma primeira diferença de pressão é usada para colocar o corpo tubular em contato com a marcação. A primeira diferença de pressão é exercida pelo menos entre a saída de extrusado do bocal da ferramenta e a zona de contato entre a superfície interna do filme e a superfície externa do extrusado. A primeira diferença de pressão possibilita impedir que bolhas de ar fiquem retidas entre a marcação e a superfície externa do corpo tubular. Em uma concretização da invenção, a diferença de pressão é criada por uma pressão de ar positiva dentro do tubo. Um modo alternativo para criar essa diferença de pressão consiste na criação de uma câmara de pressão reduzida, entre a extrusora e o elemento de calibração. Em uma concretização, o corpo tubular e a marcação são colocados em contato entre eles imediatamente após a conformação do tubo em uma geometria tubular.

[0021] Em uma variante do método, o filme é conformado em uma geometria tubular conjuntamente com a inflação do corpo tubular na superfície interna do filme. Nessa variante, o plano de contato (o plano formado pela zona de contato), entre o filme e o corpo tubular, é inclinado relativo ao eixo do tubo diferentemente da técnica anterior, na qual o plano de contato é sempre perpendicular ao eixo do tubo.

[0022] Uma segunda diferença de pressão é vantajosamente empregada para comprimir a superfície externa do tubo contra a superfície interna do elemento de calibração e impedir a retração do tubo, durante o resfriamento. Essa denominada etapa de calibração permite o ajuste preciso do diâmetro externo do tubo. No método de acordo com o pedido de patente internacional WO 2015/159234, a superfície externa do tubo é conformada pela marcação que chega para deslizar na superfície interna do elemento de calibração. O tubo é então resfriado e cortado com uso dos métodos usuais.

[0023] Não obstante, foi provado que os aperfeiçoamentos dos métodos conhecidos podem ser empregados para melhorar a qualidade dos produtos obtidos e reduzir os defeitos de produção.

DEFINIÇÕES

[0024] No presente texto o termo "marcação" se refere à fixação de um filme, o dito filme também sendo indicado um "filme decorativo" ou uma "marcação", em um tubo. O termo "decoração" se refere a uma informação e/ou uma estética e/ou elemento visual de segurança (tal como uma marca), presente significativamente no filme.

[0025] O termo "corpo tubular" é usado para indicar o material extrudado no estado em fusão, que é comprimido contra o filme decorativo.

[0026] O termo "tubo" é usado para indicar o produto formado pelo filme decorativo e pelo material extrudado. O termo "tubo" se aplica a partir do momento no qual o corpo extrudado é comprimido contra o filme decorativo.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0027] Um objetivo da invenção é, portanto, aperfeiçoar os métodos de produção de tubos, incluindo uma marcação.

[0028] Outro objetivo da invenção é propor um método de produção de tubos por extrusão dentro de uma marcação de forma tubular, que é aperfeiçoada em comparação com esse método da técnica anterior.

[0029] A teoria do método, de acordo com a presente invenção, é similar àquela descrita na publicação do pedido de patente internacional WO 2015/159234, que é incorporada por referência no presente pedido de patente, em cujo método importantes modificações foram feitas como descrito a seguir.

[0030] Em uma concretização, a invenção se refere a um método de extrusão e de marcação de um tubo de embalagem, compreendendo as seguintes etapas sucessivas conduzidas em uma linha de extrusão e marcação: a) formação de uma marcação parcial ou totalmente tubular de um filme em uma máquina de conformação; b) introdução da marcação em um elemento de calibração; c) extrusão de um corpo tubular na parte lateral da face côncava da marcação em uma cabeça de extrusora; d) colocação da face externa do corpo tubular extrudado em contato com a face côncava da marcação, em cujo método a marcação compreende pelo menos uma camada, cujo ponto de fusão é pelo menos 20°C maior do que o ponto de fusão do corpo tubular extrudado.

[0031] Em uma concretização, a etapa d) é conduzida por meio de um jato de ar.

[0032] Em uma concretização, a etapa d) é também conduzida por meio de uma primeira diferença de pressão (ΔP1), que é criada entre a parte interna e a parte externa do corpo tubular. Considerando que a parte externa do corpo tubular está na pressão atmosférica, a primeira diferença de pressão é criada por uma pressão elevada no corpo tubular, isto é, por formação de uma pressão superior à pressão atmosférica no corpo tubular.

[0033] Em uma concretização, a primeira diferença de pressão (ΔP1) é gerada por um primeiro tampão, situado a jusante da máquina de conformação, que, pelo menos parcialmente, obstrui o escapamento de ar pela parte interna do corpo tubular.

[0034] Em uma concretização, a primeira diferença de pressão é também gerada por um escapamento controlado de ar a partir do lado a montante da máquina de conformação, por meio da cabeça da extrusora.

[0035] Em uma concretização, o tampão é retido dentro do tubo por forças magnéticas.

[0036] Em uma concretização, o primeiro tampão é situado após os meios para puxar o tubo.

[0037] Em uma concretização, um segundo tampão é conectado à cabeça da extrusora durante a fase de partida.

[0038] Em uma concretização, após a fase de partida, o segundo tampão é liberado da cabeça da extrusora e transportado pelo tubo móvel, até que fique em contato com o primeiro tampão ou contra outros meios adequados.

[0039] A primeira diferença de pressão (ΔP1), portanto, facilita, o puxão do tubo pelo meio de puxamento.

[0040] Em uma concretização, uma segunda diferença de pressão ΔP2 é estabelecida entre a parte interna e a parte externa do tubo.

[0041] Em uma concretização, a segunda diferença de pressão ΔP2 é criada por uma pressão reduzida em um tanque de vácuo, isto é, por estabelecimento de uma pressão externa inferior àquela no tubo.

[0042] O uso conjunto de uma primeira diferença de pressão (ΔP1), no nível do corpo tubular, e uma segunda diferença de pressão (ΔP2), no nível do tubo, propiciam uma redução das variações em diâmetro do tubo. De fato, em uma concretização preferida da invenção, a pressão dentro do corpo tubular (superior à pressão atmosférica) e a pressão fora do tubo (inferior à pressão atmosférica) são controladas durante o processo de manufatura do tubo. O controle da pressão interna aumentada e da pressão externa diminuída possibilita contornar as variações na pressão atmosférica, durante a produção, e, consequentemente, garantir variações muito pequenas de diâmetro dos tubos produzidos. Em dispositivos de extrusão convencionais, apenas a pressão fora do tubo ou dentro do tubo é controlada, o que torna o método dependente das variações em pressão atmosférica. Para impedir variações no diâmetro do tubo, são adicionados aos dispositivos de extrusão convencionais, sistemas de regulagem de pressão, com base em medida contínua do diâmetro do tubo. A invenção possibilita fazer ainda com esses dispositivos de regulagem de pressão caros o ajuste direto do valor da pressão dentro e fora do tubo.

[0043] Os tubos obtidos usando o método de acordo com a invenção são muito precisos. Em particular, o diâmetro do tubo é muito preciso. As variações no diâmetro dos tubos, durante a produção, foram medidas e foram observadas variações muito pequenas no diâmetro. Numericamente, essas pequenas variações representam um desvio-padrão inferior a 5 centésimos de um milímetro e, de preferência, inferior a 2 centésimos de um milímetro.

[0044] Em uma concretização, a etapa c) é conduzida no elemento de calibração.

[0045] Em uma concretização, o elemento de calibração é resfriado.

[0046] Em uma concretização, o elemento de calibração inclui uma superfície de contato, que propicia a redução de atrito com a marcação.

[0047] Em uma concretização, a superfície de atrito, entre o elemento de calibração e a marcação, não é lubrificada ou pelo menos parcialmente lubrificada ou é texturizada.

[0048] Em uma concretização, a superfície de atrito do elemento de calibração é lubrificada pelo menos pela água de resfriamento.

[0049] Em uma concretização, a água, usada para lubrificação e para resfriamento, é pelo menos parcialmente desmineralizada.

[0050] Em uma concretização, a água, usada para lubrificação e para resfriamento, é água obtida por osmose.

[0051] Em uma concretização, a tensão da marcação, na entrada da máquina de conformação, é regulada.

[0052] Em uma concretização, o tubo sofre um tratamento para otimizar sua redondeza. O tratamento pode ser, por exemplo, um tratamento térmico ou de outro tipo.

[0053] Em uma concretização, as bordas da marcação são, por exemplo, dispostas de extremidade com extremidade.

[0054] Em uma concretização, as extremidades da marcação formam, por exemplo, uma sobreposição.

[0055] Em uma concretização, a invenção se refere a um dispositivo para executar um método como o descrito no presente pedido de patente, o dispositivo compreendendo: pelo menos um dispositivo para formação de uma marcação parcial ou totalmente tubular de um filme; um dispositivo de extrusão compreendendo um bocal da extrusora para a formação de um corpo tubular, no lado da face côncava da marcação; e um elemento de calibração, o bocal da extrusora sendo disposto dentro do elemento de calibração, o dito dispositivo compreendendo pelo menos um meio soprador para criar um jato de ar comprimido no corpo tubular extrudado, para colocar o dito corpo tubular extrudado em contato com a face côncava da marcação conformada, o dispositivo compreendendo ainda um primeiro tampão, que bloqueia, pelo menos parcialmente, o escapamento de ar pela parte interna do corpo tubular formado, o tampão sendo mantido fixo em posição no dispositivo, a despeito do movimento longitudinal do corpo tubular formado no dispositivo.

[0056] Em uma concretização, o dispositivo compreende uma bucha magnética, que imobiliza o primeiro tampão.

[0057] Em uma concretização, o tampão compreende um meio magnético, que coopera com a bucha magnética para imobilizar o primeiro tampão.

[0058] Em uma concretização, o dispositivo compreende um segundo denominado "tampão de partida" conectado à haste do soprador, que bloqueia, pelo menos parcialmente, o escapamento do ar comprimido e propicia a inflação do corpo tubular, durante a etapa de partida do processo de manufatura.

[0059] Em uma concretização, o segundo tampão compreende pelo menos uma arruela fixa ou retrátil.

[0060] Em uma concretização preferida, uma vez que o processo de produção tenha sido iniciado, o segundo tampão é solto da haste do soprador e é transportado pelo tubo móvel, até que entre em contato com o primeiro tampão, que é, por sua vez, retido em posição durante a produção.

[0061] Em uma concretização, o primeiro tampão é um tampão flutuante, mantido em uma posição fixa na máquina por meios externos, o dito tampão mantendo a pressão no tubo extrudado.

[0062] Em uma concretização, o primeiro tampão é um tampão magnético e o dispositivo compreende uma bucha magnética, que imobiliza o tampão a despeito do movimento do tubo.

[0063] Em uma concretização, o primeiro tampão compreende pelo menos uma arruela.

[0064] Em uma concretização do dispositivo, uma primeira diferença de pressão (ΔP1), isto é, uma pressão elevada, pode ser estabelecida entre a parte interna e a parte externa do corpo tubular, e uma segunda diferença de pressão (ΔP2), isto é, uma pressão reduzida, pode ser estabelecida entre a parte interna e a parte externa do tubo.

[0065] Em uma concretização, a primeira diferença de pressão (ΔP1) e a segunda diferença de pressão (ΔP2) podem ser controladas durante a manufatura do tubo, para reduzir as variações no diâmetro do tubo produzido.

[0066] Em uma concretização, a invenção se refere a um tubo de embalagem, obtido por um método como o descrito no presente pedido de patente.

[0067] A marcação é, de preferência, fina em comparação com a espessura do corpo tubular extrudado.

[0068] Em uma concretização, o tubo formado da marcação e o corpo extrudado sofrem tratamento térmico para otimizar sua redondeza.

[0069] A marcação assume, de preferência, a forma de um filme multicamada com uma camada interna e uma camada externa. Quando é posta em contato com o corpo extrudado no estado em fusão, a superfície do filme ou da camada interna, formando a interface com o corpo tubular, é aquecida a uma temperatura que permite que o dito corpo tubular seja soldado no filme decorativo. Em uma concretização preferida, todo o calor necessário para soldagem é proporcionado pelo corpo tubular. Em virtude de ser fina, a marcação é resfriada na sua superfície externa (convexa) conjuntamente com a operação de soldagem. O resfriamento é promovido por contato da superfície externa da marcação na superfície interna do elemento de calibração, ou por contato com a água. O resfriamento da marcação, conjuntamente com a operação de soldagem, possibilita manter a qualidade da decoração e as propriedades superficiais da marcação (acabamento brilhante, acabamento fosco, rugosidade, etc.).

[0070] A marcação é vantajosamente integrada com a espessura da embalagem e cobre toda a superfície externa do corpo tubular.

[0071] Em uma concretização da invenção, a marcação forma apenas uma parte da circunferência do corpo tubular, e suas bordas são retidas pela resina extrudada, de modo que a superfície externa do corpo tubular forme uma superfície contínua.

[0072] A marcação pode aplicar decoração na embalagem. Pode igualmente aplicar propriedades superficiais para modificar o "toque" da embalagem. Nesse aspecto, a invenção propicia o tratamento superficial da embalagem com outros materiais, que são impossíveis ou difíceis de extrudar, tais como papel, têxtil, resinas de "toque macio", etc. Essas propriedades podem ser vantajosamente para as marcas ou para formar um elemento de segurança.

[0073] A marcação é usada vantajosamente por causa de suas propriedades de barreira. Essa concretização evita o uso de um dispositivo para coextrusão do corpo tubular.

[0074] Outra vantagem da invenção é facilitar a extrusão de graus de resina, que são de difícil extrusão em virtude da geração de fenômenos de "aderência e deslizamento", durante a calibração, ou de uma geração de defeitos superficiais, ou, de novo, de geração de fissuras no extrusado.

[0075] Mais geralmente, a invenção pode ser usada para aumentar a produtividade em virtude do material em fusão não ficar mais em contato direto com a superfície do elemento de calibração. O atrito do material em fusão com o elemento de calibração, encontrado em um processo de extrusão convencional, é eliminado e, desse modo, a produtividade pode ser aumentada.

[0076] A embalagem resultante desse processo de manufatura oferece uma coesão muito grande entre a marcação e o corpo tubular. Os riscos da marcação de ficar solta, durante o uso da embalagem, são evitados em comparação com a embalagem da técnica anterior produzida com uma marcação adesiva. Outra vantagem é associada à ausência de descontinuidade na superfície do corpo tubular, o que possibilita impedir os desconfortos associados com as marcações na borda, cujas superfícies podem acumular pó e deteriorar as propriedades estéticas.

[0077] A invenção propicia ainda a produção de tubos decorados de diâmetros pequenos ou grandes. Oferece uma flexibilidade muito grande e pode ser usada em novas instalações ou permite a modificação de instalações de extrusão existentes.

[0078] A invenção também consiste em um dispositivo de extrusão e marcação definido nas reivindicações. O dispositivo, produzido de acordo com uma concretização preferida, compreende: um meio para extrusão de um corpo tubular no estado em fusão; um tanque de calibração e resfriamento a vácuo; um meio para impelir o tubo resfriado; um meio para cortar ou enrolar e um meio para desenrolar um filme; uma máquina de conformação de pescoço de cisne disposta entre a cabeça da extrusora e o tanque de calibração a vácuo; um meio para exercer uma primeira diferença de pressão entre a parte interna e a parte externa do corpo tubular extrudado; um meio para exercer uma segunda diferença de pressão entre a parte interna e a parte externa do tubo, quando este entra no tanque de calibração a vácuo.

[0079] A marcação passa, de preferência, por uma máquina de conformação de pescoço de cisne disposta entre o bocal da extrusora e o elemento de calibração. Devido à máquina de conformação de pescoço de cisne, a marcação não entra nas ferramentas de extrusão, o que impede dano ao filme decorativo. Na presente invenção, a máquina de conformação de pescoço de cisne permite que as ferramentas de extrusão sejam estendidas para a parte interna da geometria tubular formada pelo filme. O uso de uma máquina de conformação de pescoço de cisne é vantajoso por várias razões. Impede o contato entre o filme e as ferramentas quentes, e, em virtude de sua compacidade, propicia a redução do comprimento da ferramenta, referida como o bocal, que é estendida dentro do pescoço de cisne. As perdas na cabeça e, consequentemente, as pressões geradas pelo fluxo do material em fusão no ferramental são bastante reduzidas.

[0080] De acordo com uma variante da invenção, a máquina de conformação de pescoço de cisne, quando associada com uma diferença de pressão, entre a parte interna e a parte externa do corpo tubular, propicia a associação do corpo tubular com o filme decorativo no pescoço de cisne. Uma vantagem desse procedimento é a possibilidade de posicionamento da máquina de conformação de pescoço de cisne na vizinhança da cabeça da extrusora para apreender o corpo tubular tão logo ele sai das ferramentas. O corpo tubular é depositado no filme, que desliza no pescoço de cisne e impele conjuntamente o corpo tubular. A compacidade da máquina de conformação de pescoço de cisne é bastante vantajosa. Essa máquina de conformação pode ser facilmente instalada entre a cabeça da extrusora e o elemento de calibração.

[0081] Outra variante da invenção consiste na extrusão de um corpo tubular usando uma resina, incluindo agentes de expansão. O efeito desses agentes de expansão é produzir inflação do corpo tubular, no estado em fusão, e, desse modo, colocar a face externa do corpo tubular, no estado em fusão, em contato com a face interna da camada interna do filme. De acordo com essa variante, a colocação da camada externa do corpo tubular em contato com a camada ou face interna do filme é, de preferência, provocada pelos agentes de expansão contidos na resina e não por uma diferença de pressão. De modo similar, o diâmetro externo é, de preferência, calibrado pela ação dos agentes de expansão, mas também pode resultar de uma diferença de pressão entre a superfície interna do corpo tubular e a superfície externa do filme, ou pela ação combinada dos agentes de expansão e uma diferença de pressão. Essa variante da invenção é particularmente vantajosa para reduzir o peso da embalagem, sem apresentar a desvantagem de uma aparência deteriorada pelos agentes de expansão. De fato, o filme decorativo, que forma a superfície externa da embalagem, confere propriedades superficiais e decorativas, e o uso dos agentes de expansão permite a redução da quantidade de resina, que forma o corpo tubular extrudado e que forma a camada interna da embalagem.

[0082] A invenção não é limitada à deposição de um filme em um corpo tubular no estado em fusão. Outra variante da invenção consiste na deposição do filme decorativo na superfície externa de um corpo extrudado sólido, incluindo os agentes de expansão. Por exemplo, o filme decorativo é depositado na superfície externa de um corpo cilíndrico extrudado contendo agentes de expansão. A expansão do corpo cilíndrico na saída das ferramentas de extrusão faz com que a camada interna do filme seja posta em contato com a superfície externa do corpo extrudado. Conjuntamente com isso, ou sucessivamente, o diâmetro externo do corpo cilíndrico decorado é ajustado devido à passagem do corpo cilíndrico para um elemento de calibração e um tanque de resfriamento. Essa variante da invenção é particularmente vantajosa para a produção de partes de embalagem, como as tampas sintéticas usadas em garrafas de vidro. Um mercado importante é o mercado de vinho. A otimização desse tipo de tampa pode necessitar de diferentes propriedades superficiais (capacidade de escorregamento, selagem, decoração) e propriedades de núcleo (contato com o vinho, elasticidade, compressão, resistência mecânica).

[0083] O filme decorativo pode ser depositado em corpos extrudados de seção redonda, oval ou quadrada ou de uma geometria mais complexa.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0084] A invenção vai ser mais bem entendida pela descrição das suas concretizações com referência aos desenhos, em que: a Figura 1 é um diagrama de blocos de uma concretização do método de acordo com a invenção; a Figura 2 é uma vista lateral esquemática de uma máquina de extrusão de acordo com a presente invenção; a Figura 3 mostra um detalhe de uma concretização da invenção; a Figura 4 mostra outro detalhe de uma concretização da invenção; a Figura 5 mostra, em seção, um tubo obtido por uso da invenção; a Figura 6 mostra um tubo obtido por uso do método da invenção, em que as bordas do filme decorativo são embutidas no corpo tubular; a Figura 7 mostra um detalhe da Figura 6; a Figura 8 é uma vista em seção transversal parcial de um tubo compreendendo um filme decorativo na superfície, cujas bordas são dispostas de extremidade com extremidade; as bordas são embutidas no corpo tubular; e a Figura 9 mostra uma variante de um tubo compreendendo um filme decorativo, cujas bordas são dispostas de extremidade com extremidade; de acordo com essa variante, as bordas ficam em contato entre si e a superfície externa do tubo forma uma superfície lisa contínua.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0085] A Figura 1 mostra uma concretização do método da invenção na forma de um diagrama de blocos representando as etapas do método.

[0086] Em uma primeira etapa (1), um filme decorativo (que vai formar a marcação) é desenrolado de um carretel, que é o método usual de produção de filmes decorativos desse tipo para tubos desse tipo.

[0087] No método de acordo com a invenção, segue-se a segunda etapa (2), que pode ser opcional, na qual é feita especialmente uma operação de impressão do filme decorativo. O filme decorativo pode ser impresso por uso de quaisquer dos métodos de impressão plana conhecidos, tais como, por exemplo (não limitantes): flexografia, serigrafia, heliogravura, impressão tipográfica, impressão ofsete, estampagem a quente, folha a frio ou de novo impressão digital e combinações dessas tecnologias de impressão. A invenção vai ser associada vantajosamente com a impressão digital para produções necessitando de flexibilidade e de rápidas mudanças de decoração. A impressão pode ser também coberta por um verniz protetor.

[0088] No método de acordo com a invenção, segue-se uma terceira etapa, que pode ser opcional, em que um tratamento térmico do filme decorativo é feito. Essa etapa consiste especialmente no aquecimento do filme a uma temperatura geralmente entre 60 e 160°C, inclusive. Essa temperatura depende da estrutura do filme usado e das resinas. Uma temperatura do tratamento térmico é, de preferência, usada abaixo do ponto de fusão do filme. Quando o filme é um filme de camadas múltiplas, é geralmente a camada de menor resistência térmica, que define a temperatura do tratamento. Por exemplo, para um filme decorativo de estrutura de camadas múltiplas de PET/PE, uma temperatura do tratamento térmico inferior a 120°C é usada. Um exemplo de um dispositivo para executar o tratamento térmico é aquele em que o filme é obrigado a passar por um rolo regulado na temperatura do tratamento térmico. A face não impressa do filme é, de preferência, colocada em contato com a superfície do rolo quente. Um segundo rolo a jusante pode ser usado para resfriar o filme antes da etapa (4). A etapa de tratamento térmico (3) é opcional e é usada para relaxar quaisquer tensões que possam estar presentes no filme, após as operações de impressão e da produção do filme decorativo. O tratamento térmico também pode ser usado para reduzir o atrito do filme nas ferramentas de conformação (etapa 7) e ferramentas de calibração (etapas 8 e 9). De fato, o tratamento térmico pode ter o efeito de aperfeiçoar a secagem ou a reticulação da camada impressa.

[0089] No processo de desenrolamento, segue-se uma quarta etapa (4), que pode ser opcional, em que uma ou ambas as bordas laterais do filme desenrolado é ou são cortadas. Essa etapa propicia o ajuste preciso das dimensões do filme àquelas do tubo que vai ser produzido, e, por exemplo, formar pelo menos uma borda de referência no filme, ou, de novo, remover uma borda (ou ambas as bordas), que pode ser deteriorada e contornar esse risco associado ao transporte e ao manuseio de carreteis de filme.

[0090] Na etapa seguinte (5), o filme é posicionado precisamente e sua tensão ajustada em vista de conformá-lo na sua geometria tubular, que é a etapa (6) mostrada. O ajuste da tensão é um parâmetro, que é importante para obter a geometria tubular necessária, sem tensões internas no filme decorativo 12 e, portanto, sem deformação subsequente do filme conformado na sua geometria da marcação.

[0091] Paralelamente a isso, na etapa (7), um corpo tubular 13 é formado por extrusão dentro do filme decorativo 12, que tenha sido conformado com sua geometria tubular.

[0092] De acordo com a invenção, o corpo tubular 13 é diretamente extrudado no filme 12, que está na sua forma tubular, e a etapa (8) compreende colocar a superfície do corpo extrudado 13 em contato com a superfície interna da camada interna do filme de forma tubular 12.

[0093] Na etapa seguinte (9), o filme 12 do corpo tubular extrudado 13, que forma um tubo 14, sofrem uma operação de calibração em um elemento de calibração 22, para fixar o diâmetro acabado do produto, e uma operação de resfriamento no elemento de calibração 22.

[0094] Na etapa seguinte (10), o tubo conformado e calibrado 14 continua a sofrer uma operação de resfriamento. Durante a etapa 10, pode ser vantajoso adicionar elementos de reconformação, que têm o efeito de otimizar a redondeza do tubo. Esses elementos de reconformação deformam o tubo durante a etapa de resfriamento, isto é, o corpo tubular é resfriado por um tempo controlado em uma geometria diferente da circular. Isso possibilita neutralizar quaisquer dos efeitos na redondeza da descontinuidade da marcação, quando suas bordas não estão unidas.

[0095] Na etapa opcional (11), o tubo 14 sofre tratamento térmico, que tem o efeito de otimizar sua redondeza. O tratamento térmico é executado a uma temperatura, que depende da natureza da resina extrudada. Para uma extrusão de polietileno, a temperatura do tratamento térmico é geralmente entre 60 e 100°C, inclusive. A temperatura do tratamento também depende da espessura do tubo e do tempo de passagem do tubo no dispositivo de tratamento. Esse tratamento térmico é usualmente conduzido por passagem do tubo em um banho de água quente.

[0096] Na etapa seguinte (12), o tubo 14 é impelido longitudinalmente e é finalmente cortado no comprimento requerido (etapa (13)).

[0097] As etapas (8) a (12) são executadas usando uma diferença de pressão (uma pressão aumentada e/ou diminuída), para conformar o tubo 14 na sua configuração final, como explicado abaixo na presente descrição.

[0098] Finalmente, uma vez que as operações mencionadas acima tenham sido conduzidas, o tubo conformado 14 é cortado no comprimento requerido, ou o tubo conformado 14 é enrolado, dependendo das operações subsequentes, que vão ser conduzidas, e da maneira na qual é preciso recuperar os produtos conformados (tubos individuais ou não individuais, na forma de um rolo, etc.).

[0099] A Figura 2 mostra uma vista lateral de uma máquina de produção, de acordo com a invenção, que propicia a execução do método de acordo com a presente invenção. A teoria da máquina é similar àquela descrita do método de acordo com a presente invenção. A teoria da máquina é similar àquela descrita na publicação do pedido de patente internacional WO 2015/159234, incorporada por referência, em que as características gerais de uma máquina desse tipo e os seus princípios operacionais são considerados.

[00100] A máquina é alimentada, por um lado, com um filme decorativo 12, que está, por exemplo, enrolado na forma de um carretel 19 de filme. Naturalmente, o filme decorativo 12 pode ser fornecido em alguma outra forma adequada. O filme decorativo 12 passa por uma série de rolos, um dos quais é um rolo motriz 15, que propicia desenrolamento ativo do filme com uma tensão ótima. Há também um braço aplicador de tensão 16, após o rolo motriz 15, que propicia que uma tensão constante seja mantida no filme decorativo 12, antes que ele entre na máquina pela máquina de conformação (de pescoço de cisne 20). Para reduzir as forças no filme decorativo, a tensão do filme, na entrada da máquina de conformação, é regulada. Para ser mais preciso, a velocidade de rotação do motor 15 é regulada pela posição do braço de aplicação de tensão 16, situado entre o rolo motriz 15 e a máquina de conformação 20. A massa do braço de aplicação de tensão 16 é ajustada em função da tensão requerida no filme decorativo 12.

[00101] Esses elementos da máquina de extrusão e marcação conduzem as etapas 1 a 6 do método, descrito acima e mostrado na Figura 1.

[00102] Na entrada da máquina há também uma extrusora 23 com uma cabeça da extrusora 24 e um bocal da extrusora 27, que vão tirar o material usado para produzir o tubo pelo método empregado na presente invenção, na etapa 7 da Figura 1.

[00103] No tanque de resfriamento e de vácuo 21, há um elemento de calibração 22, no qual passa o filme decorativo 12, conformado à geometria tubular, e o tubo extrudado 13, dentro do dito filme nas etapas 8 e 9 do método. O tubo 14 é então resfriado e se movimenta na direção 38 de movimento. Fora do tanque 21, é impelido por lagartas motrizes da Caterpillar 17 ou outros meios de equipamentos, permitindo que o tubo 14 produzido seja avançado na velocidade requerida.

[00104] A estação seguinte, na direção a jusante da máquina, compreende uma bucha magnética 39, que é situada em torno do tubo 14, e um primeiro tampão magnético 26, que é situado, geralmente, dentro do tubo 14. Esse tampão 26 é usado para manter uma pressão dentro do tubo 14, durante sua produção, como explicado abaixo na descrição. Para resumir, o tampão 26 é retido fixo em posição na bucha 39 por meio de uma força magnética, enquanto que o tubo é movimentado na direção de produção a jusante da máquina. A referência 33 indica um cortador circunferencial, que é usado para cortar tubos individuais no tamanho requerido no ciclo de produção. Finalmente, a referência 34 indica os tubos produzidos com o filme decorativo 12 nas suas superfícies externas, que tenham sido cortados no tamanho requerido.

[00105] A Figura 3 mostra os detalhes de construção no lado do bocal da extrusora 24, na entrada da máquina de produção. Partindo da esquerda nessa figura, mostra-se o filme decorativo 12, que é conformado na geometria tubular e introduzido no elemento de calibração 22. O bocal da extrusora 27 é também introduzido no elemento de calibração 22, e um corpo tubular extrudado 13 é formado na saída do bocal 27, dentro do filme decorativo 12 formado na geometria tubular. Dentro do bocal 27 há uma haste do soprador 28, que permite a criação de um jato de ar 36. O jato de ar coloca em contato a superfície externa do corpo tubular extrudado 13 e a face interna do filme decorativo 12. A intensidade do jato de ar é otimizada pela vazão de ar e pela geometria de uma fenda do soprador 30. Se a intensidade do jato de ar for insuficiente, o contato entre o corpo tubular extrudado 13 e o filme decorativo 12 é irregular e pequenas bolhas de ar são verificadas como ficando retidas na interface do corpo extrudado e do filme decorativo. Essas bolhas de ar deterioram a estética final do tubo e são consideradas defeitos: devem ser, portando, evitadas tanto quanto possível. Consequentemente, para evitar essas bolhas de ar, a intensidade do jato de ar é otimizada principalmente em função da reologia do corpo extrudado, da espessura da parede do corpo extrudado e da velocidade linear do processo de marcação.

[00106] A haste do soprador 28 compreende pelo menos uma fenda do soprador 30 e um segundo tampão 29, denominado tampão de partida. As arruelas 31 do tampão de partida 29 reduzem a seção de passagem para o ar na direção de movimento 38 e permitem a inflação do corpo extrudado, durante a etapa de partida do processo de produção. O diâmetro das arruelas 31 é ligeiramente inferior ao diâmetro interno do corpo extrudado 13, para impedir o contato das ditas arruelas com o material do dito corpo tubular 13, ainda no estado em fusão. Em uma concretização alternativa, o tampão de partida 29 inclui um dispositivo para contrair as arruelas 31. Na partida, as arruelas 31 bloqueiam a cavidade interna do corpo tubular 13, para inflar o corpo extrudado. Após a partida, as arruelas 31 são deformadas, ou contraídas ou movimentadas, para reduzir os seus tamanhos totais na direção radial e impedir o contato delas com o material do corpo tubular 13 no estado em fusão.

[00107] Para manter uma determinada pressão no tubo conformado, a jusante do segundo tampão de partida 29, o primeiro tampão magnético 26 é usado na maneira mostrada na Figura 4. Esse tampão magnético 26 é inserido dentro do corpo tubular 13, cuja parede foi solidificada (ver na Figura 2 sua posição a jusante da máquina). O tampão magnético 26 é inserido vantajosamente dentro do corpo tubular 13, após o tanque de resfriamento e vácuo 21. De acordo com uma concretização preferida da invenção, o tampão magnético 26 é inserido no corpo tubular, após a lagarta motriz da Caterpillar 17 e antes do cortador circunferencial 33. Naturalmente, outros locais equivalentes são possíveis.

[00108] O tampão magnético 26 inclui pelo menos um ímã e uma arruela, mas, de preferência, vários ímãs 37 e arruelas 31, que limitam e/ou impedem o escapamento do ar comprimido presente dentro do tubo na direção de extrusão. Em uma concretização preferida, o tampão magnético 26 bloqueia o escapamento de ar na direção de movimento do tubo 38. Para esse fim, o tampão magnético 26 interage com a bucha magnética 39, também incluindo os ímãs 37, para se manter em uma posição estável e fixa relativa à bucha 39. Nessa concretização preferida da invenção, os ímãs 37 do tampão magnético 26 e da bucha magnética 39 são dispostos de modo a exercer uma força de repulsão entre o tampão magnético 26 e a bucha 39. O tampão magnético 26 e a bucha magnética 39 são otimizados em função da força de repulsão axial necessária. O tampão magnético 26 e a bucha magnética 39 podem conter várias linhas de ímãs 37 para aumentar a força axial. Uma variante da invenção consiste no uso de eletroímãs para reter o tampão 26 em posição na bucha 39, a despeito do movimento linear do tubo 14 produzido.

[00109] A ação conjunta do jato de ar 36, alimentado pela haste do soprador 38, e do tampão magnético 26 cria uma primeira diferença de pressão ΔP1, entre a parte interna e a parte externa do corpo tubular 13. Essa primeira diferença de pressão é estabelecida partindo da formação do corpo tubular 13 (Figura 3) e tão distante quanto da posição do tampão magnético 26, situado a montante do cortador circunferencial 33 (Figura 4). De acordo com a invenção, a diferença de pressão ΔP1 é gerada pelo tampão magnético 26, situado a jusante da máquina de conformação, que, pelo menos parcialmente, bloqueia o escapamento de ar, de modo a manter essa diferença de pressão. Essa diferença de pressão é uma pressão elevada relativa à pressão fora do corpo tubular 13, que é preferivelmente a pressão atmosférica.

[00110] De acordo com uma concretização preferida, o tampão magnético 26 bloqueia totalmente o tubo e impede o escapamento de ar do lado a jusante.

[00111] De acordo com a invenção, a diferença de pressão ΔP1 é também gerada por um escapamento controlado de ar do lado a montante da máquina de conformação pela cabeça da extrusora. O fluxo de ar, alimentado pela haste do soprador 28, de preferência, escapa pelo canal de escapamento 32, situado entre o bocal da extrusora 27 e o filme decorativo 12.

[00112] Em uma variante, o segundo tampão 29 (tampão de partida) pode ser solto da haste do soprador 28, uma vez que a operação de partida tenha sido executada para não haver risco de qualquer influência no tubo extrudados, que não tenha ainda ficado no estado endurecido (e, desse modo, estável). Desse modo, uma vez que o processo de produção tenha sido iniciado e o tubo tenha sido pressurizado devido ao primeiro tampão magnético 26, o segundo tampão pode ser liberado e transportado pelo tubo de movimentação, até que entre em contato com o primeiro tampão, que fica, geralmente, em posição durante o ciclo de produção. Isso evita o risco de criação de defeitos no tubo extrudado, na saída do bocal de extrusão 27. O meio para fixar e liberar o tampão 29 pode ser de qualquer tipo: magnético, mecânico (tal como uma conexão), etc.

[00113] De acordo com a invenção, uma segunda diferença de pressão ΔP2 é criada no tanque de resfriamento e vácuo 21, e essa diferença de pressão resulta em uma pressão reduzida, isto é, a pressão fora do tubo 14 é mais baixa do que a pressão dentro do tubo 14. Essa diferença de pressão ΔP2 é adicionada à diferença de pressão ΔP1. A diferença de pressão ΔP2 é aplicada no elemento de calibração 22, após o corpo extrudado 13 ter sido colocado em contato com o filme decorativo 12.

[00114] O elemento de calibração 22 é resfriado por água. Na concretização preferida, o elemento de calibração 22 é mergulhado em um banho de água no tanque 21, a temperatura da água sendo regulada. Uma concretização alternativa consiste no resfriamento do elemento de calibração 22 por aspersão dele. A redução do atrito entre o filme decorativo 12 e a superfície interna do elemento de calibração 22 é importante para obter um processo estável e evitar deterioração da impressão. O uso de revestimentos "escorregadios" na superfície do elemento de calibração 22, tais como os revestimentos do tipo de PTFE, por exemplo, propicia uma redução significativa das forças de atrito. Uma abordagem complementar ou alternativa consiste em também reduzir a área de contato por uso de superfícies de contato texturizadas ou jateadas com areia na superfície interna do elemento de calibração. A lubrificação também tem um papel importante na redução das forças de atrito no elemento de calibração 22. Por exemplo, água desmineralizada pode ser vantajosamente usada para lubrificar a interface pelo menos parcialmente. Outros meios equivalentes podem ser naturalmente considerados. O elemento de calibração 22 pode ter uma geometria cônica seguida por uma geometria cilíndrica. A geometria cônica é usada para ajustar a geometria do tubo por contração da marcação, em virtude do efeito do calor. Outras geometrias do elemento de calibração, que criem um efeito equivalente, podem ser usadas.

[00115] A invenção, isto é, o método e a máquina, propicia o aperfeiçoamento da redondeza dos tubos 14, obtidos pelo método de extrusão e marcação.

[00116] A invenção propicia, desse modo, a obtenção de tubos como aqueles mostrados na Figura 6.

[00117] A invenção propicia que tubos sejam obtidos com um diâmetro muito preciso, devido ao uso conjunto de uma primeira diferença de pressão (ΔP1) e uma segunda diferença de pressão (ΔP2). De acordo com a invenção, no caso da primeira diferença de pressão, a pressão dentro do corpo tubular 13 é, de preferência, maior do que a pressão atmosférica, e, no caso da segunda diferença de pressão, a pressão fora do tubo 14 é, de preferência, inferior à pressão atmosférica. A diferença de pressão resultante entre a parte interna e a parte externa do tubo é igual à soma de (ΔP1) e (ΔP2).

[00118] O controle das pressões interna e externa possibilita ignorar as variações da pressão atmosférica durante a produção e, consequentemente, garantir variações muito pequenas no diâmetro dos tubos produzidos. Para os tubos de diâmetro de 35 mm, observou- se uma variação muito baixa no diâmetro, correspondente a um desvio-padrão inferior a 0,02 mm. Esse resultado é impossível de obter com um dispositivo de extrusão convencional, no qual as variações no diâmetro da ordem de 0,1 mm podem ser produzidas, que são provocadas por variações na pressão atmosférica. Como indicado acima, em dispositivos de extrusão convencionais, apenas a pressão fora do tubo ou dentro do tubo é controlada, o que torna o processo dependente das variações na pressão atmosférica. Para impedir essas variações de diâmetro, são adicionados aos dispositivos de extrusão convencionais, sistemas de regulagem de pressão, com base em medida contínua do diâmetro do tubo. A invenção possibilita eliminar esses dispositivos de regulagem caros.

[00119] Devido à invenção, os tubos obtidos pelo método são muito precisos: em particular, o diâmetro do tubo apresenta variações inferiores a 0,05 mm e, de preferência, inferiores a 0,02 mm, independentemente de variações na pressão atmosférica.

[00120] Uma característica particular da invenção reside no fato que a superfície do tubo 14 em contato com as ferramentas de calibração é a superfície externa do filme decorativo 12, que não está no estado em fusão. Isso tem o efeito de facilitar a operação de calibragem do diâmetro externo do tubo. As propriedades tribológicas entre a superfície interna do elemento de calibração e a superfície externa do tubo são radicalmente modificadas em comparação com uma operação de extrusão convencional. O método propicia, desse modo, o uso de novos materiais extrudados ou maiores velocidades de extrusão.

[00121] A Figura 6 mostra os tubos 14 obtidos pelo método. O filme decorativo 12 forma toda ou parte da superfície externa do tubo 14. O detalhe 7 mostra o embutimento da borda 18 do filme decorativo na parede do corpo tubular 13. A superfície externa do tubo 14 é contínua no nível da borda do filme decorativo 12. A espessura da marcação 12 é pequena em comparação com a espessura do corpo tubular 13.

[00122] As Figuras 8 e 9 mostram uma concretização da invenção com uma marcação sobre toda a periferia do tubo.

[00123] A Figura 8 mostra uma primeira concretização de uma decoração de 360° do tubo, com as bordas 18 e 18' da marcação 12 dispostas de extremidade com extremidade e ligeiramente espaçadas entre elas. O espaçamento das bordas da marcação 12 pode ser associado com a precisão do corte lateral da marcação 12. Pequenos vãos 25 entre as bordas 18 e 18', inferiores a 100 mícrons e invisíveis a olho nu, são algumas vezes obtidos. O vão 25 é cheio pela resina formando o corpo tubular 13, desse modo, criando uma superfície externa lisa do tubo 14, sem descontinuidade no nível das bordas 18 e 18'.

[00124] A Figura 9 mostra uma segunda concretização na qual as bordas 18 e 18' da marcação 12 são dispostas de extremidade com extremidade e postas em contato entre elas. Nessa configuração, a continuidade do filme decorativo e da superfície externa do tubo 14 é observada. Como a espessura da marcação 12 é pequena comparada com a espessura do corpo tubular 13, as bordas 18 e 18' são imperceptíveis. Essa concretização é particularmente benéfica para proporcionar uma decoração de 360° ou garantir a continuidade das propriedades de barreira, quando a camada de barreira é conduzida pela marcação 12. Essa segunda concretização pode necessitar meios para o corte lateral da marcação 12, situado a montante do pescoço de cisne 20. Esses meios de corte propiciam o ajuste preciso da largura do filme decorativo, para obter o posicionamento de extremidade com extremidade mostrado na Figura 9.

[00125] Outra concretização da invenção consiste na formação de uma sobreposição entre as bordas 18 e 18' do filme decorativo 12. Essa concretização é particularmente benéfica, quando a superfície inferior do filme 13 pode ser soldada na sua superfície superior. A sobreposição é vantajosamente soldada durante a etapa (8) de colocá- las em contato entre elas e a etapa de calibração e resfriamento (9). Nessa concretização preferida, a sobreposição é soldada devido ao calor proporcionado pelo corpo tubular extrudado 13, no estado em fusão. Uma concretização alternativa consiste na adição de uma operação de preaquecimento, antes da etapa (8), ou de uma operação de soldagem da sobreposição antes da, simultaneamente com a, ou depois da etapa (8).

[00126] Para aumentar a resistência mecânica do corpo tubular 13 no nível das bordas 18 e 18' do filme decorativo, outra concretização da invenção consiste na criação de um aumento na espessura do corpo tubular 13, no local da junção das bordas do filme. Esse aumento localizado na espessura do tubo propicia uma resistência mecânica homogênea do tubo obtida pela sua circunferência.

[00127] Outra concretização da invenção consiste na adição de uma tira de reforço entre o filme decorativo 12 e o corpo tubular 13, que conecta as bordas do filme decorativo entre elas. A tira de reforço é vantajosamente soldada devido ao calor proporcionado pelo corpo tubular 13, no estado em fusão. Se necessário, uma operação de preaquecimento ou uma operação de soldagem pode ser adicionada para fixar a tira de reforço na face interna do filme 12.

[00128] O corpo tubular extrudado ou coextrudado 13 é geralmente constituído de uma resina termoplástica da família de poliolefinas (por exemplo, polietileno de baixa densidade linear, polietileno de baixa densidade, polietileno de alta densidade, misturas de polietileno, polipropileno), mas a invenção não é limitada ao uso das resinas descritas acima. Por exemplo, a estrutura de camadas múltiplas, com uma resina de etileno e álcool vinílico, como uma barreira de oxigênio, e uma resina de poliolefina, é usada rotineiramente para aperfeiçoar o desempenho de barreira da embalagem. O corpo tubular 13 representa pelo menos 70% da espessura do tubo 14 e, de preferência, pelo menos 80% da espessura do tubo 14.

[00129] A marcação 12 forma pelo menos parte da superfície externa do tubo 14. Esse filme decorativo permite, por exemplo, a identificação do produto embalado e do fabricante, proporciona decoração, etc. Na concretização preferida, o filme decorativo é fino. É, de preferência, um filme de camadas múltiplas e pode ser constituído de uma grande variedade de materiais, incluindo papel, alumínio e materiais plásticos. O filme de suporte pode ser igualmente constituído em parte de um filme têxtil, para proporcionar propriedades sensoriais específicas. O filme decorativo 12 compreende pelo menos uma camada (isto é, sua camada interna), que, pelo efeito do calor proporcionado pelo corpo tubular 13, propicia a adesão do filme decorativo no dito corpo tubular extrudado 13. A estrutura de camadas múltiplas pode compreender, por exemplo, camadas de polietileno, polipropileno, poli (tereftalato de etileno), poliamida, copolímero de etileno e álcool vinílico, papel, alumínio, camadas de metalização ou camadas de óxido de silício, camadas adesivas, etc. A espessura do filme decorativo é, de preferência, entre 5 e 100 mícrons inclusive, e vantajosamente entre 10 e 50 mícrons inclusive.

[00130] As propriedades específicas do filme decorativo são necessárias para uso do método e são descritas abaixo. Na etapa (8) do método mostrado na Figura 1, o corpo extrudado 13 é colocado em contato com a superfície interna do filme decorativo 12. Uma vez que o contato tenha sido estabelecido, o corpo extrudado 13, no estado em fusão, transmite parte de sua energia térmica ao filme decorativo durante a etapa de calibração (9), que tem o efeito de soldagem do filme no extrusado 13. Um filme decorativo de camadas múltiplas é preferivelmente usado para impedir que o filme seja deteriorado pelo efeito do calor proporcionado pelo extrusado. A estrutura de camadas múltiplas do filme permite a combinação de uma primeira camada, que vai, pelo menos parcialmente, fundir em contato com o corpo extrudado 13, e uma segunda camada, cujo ponto de fusão é pelo menos 20°C e preferivelmente 40°C maior do que aquele da dita primeira camada, de modo que a segunda camada não seja afetada pela energia térmica do corpo extrudado 13.

[00131] As propriedades térmicas da segunda camada possibilitam especialmente impedir uma contração significativa do filme, em virtude do efeito do calor proporcionado pelo extrusado. De fato, a contração dimensionável do filme vai ter um efeito negativo não apenas na decoração, mas também na homogeneidade da espessura do tubo. Determinou-se experimentalmente que menos de 5% de contração do filme é necessária para obter uma embalagem de qualidade. Essa contração é preferivelmente inferior a 2%.

[00132] O filme decorativo é também carregado em tração, durante o uso do método e, especialmente, durante as etapas (6) e (8) a (12) do método. Na etapa (6), a conformação do filme com a geometria tubular gera atrito entre o filme e as ferramentas. Nas etapas (8) e (9), o corpo tubular 13, que está ainda em grande parte no estado em fusão, é impelido pelo filme decorativo. A força de tração no filme decorativo é entre 10 N e 100 N inclusive e depende do atrito entre o filme e as ferramentas e do diâmetro do tubo. Essa força de tração gera altas tensões no filme, que é geralmente fino.

[00133] As estruturas de camadas múltiplas do filme decorativo, que têm, conjuntamente, propriedades térmicas e mecânicas, são, por exemplo, estruturas incluindo uma camada polimérica biorientada do tipo de PET, PP ou PA.

[00134] O filme decorativo deve ter, portanto, ao mesmo tempo propriedades térmicas e propriedades mecânicas, que conferem a ele uma estabilidade dimensional quando o filme é aquecido pelo extrusado e mantido sob tensão pela força de tração axial aplicada durante o método.

[00135] Em uma concretização preferida da invenção, a marcação 12 inclui na sua estrutura pelo menos uma camada, cujo ponto de fusão é superior a 160°C, e pelo menos uma camada do mesmo tipo do corpo tubular. A camada, que tem boa estabilidade térmica, pode ser constituída, por exemplo, de poli (tereftalato de etileno) (PET) biorientado, poliamida (PA), alumínio (Alu) ou papel. Para um corpo tubular de polietileno, esses são exemplos de estrutura de filme decorativo: PET/PE, PE/PET/PE, PA/PE, Alu/PE, PE/Alu/PE, Papel/PET/PE.

[00136] A marcação 12 pode ser impressa por todos os métodos de impressão plana conhecidos, tais como, por exemplo, flexografia, serigrafia, heliogravura, impressão tipográfica, impressão ofsete, estampagem a quente, folha a frio ou de novo impressão digital e combinações dessas tecnologias de impressão. A invenção vai ser associada vantajosamente com a impressão digital para produções necessitando de flexibilidade e de rápidas mudanças de decoração. A impressão é geralmente coberta com um verniz protetor, proporcionando, também, efeitos de foscagem ou brilho, por exemplo. A seleção do verniz é importante, especialmente, seu coeficiente de atrito nas ferramentas de conformação e calibração.

[00137] A invenção pode ser vantajosamente associada com a impressão digital em linha da marcação 12. Nesse caso, o rolo 19 de filme decorativo, mostrado na Figura 2, é substituído por uma máquina de impressão digital, operando em uma maneira sincronizada com a linha de extrusão e marcação. De acordo com uma variante dessa configuração, uma ou mais operações de complexação em linha também podem ser executadas antes do processo de extrusão e decoração. Por exemplo, uma operação de complexação é necessária quanto é preciso que a impressão fique retida dentro da espessura do filme decorativo 12. Uma possível configuração, que possibilita que se tenha a camada impressa retida, resulta da sucessão das seguintes etapas: - desenrolamento de um primeiro filme não decorado; - impressão digital do primeiro filme; - complexação de um segundo filme no primeiro filme, para reter a impressão e obter o filme decorativo; - corte lateral das bordas do filme decorativo; e - execução do método de extrusão e decoração de acordo com os princípios da invenção.

[00138] O filme decorativo 12 pode ser impresso no verso ou anverso, de modo que a impressão fique na superfície do tubo 14 ou retida dentro da espessura do tubo. A impressão é vantajosa para a produção de decoração complexa a um custo mais baixo, porque a operação de decoração é conduzida plana em um filme fino.

[00139] A invenção é particularmente vantajosa para a produção de tubos com menores custos com uma decoração na faixa de topo.

[00140] A invenção é particularmente vantajosa para melhorar as propriedades sensoriais dos tubos ao proporcionar o filme decorativo com uma camada superficial tendo um "toque" particular. Essas propriedades são proporcionadas, por exemplo, por um filme de polipropileno biorientado fosco ou um filme têxtil.

[00141] A invenção é particularmente vantajosa porque permite a modificação da funcionalidade da embalagem por mudança do filme decorativo. Essas funcionalidades podem ser de uma ordem estética (decoração), ordem sensorial (toque), ordem técnica (propriedades de barreira) ou ordens informacionais (comunicação na embalagem).

[00142] A invenção é particularmente vantajosa porque o filme decorativo forma uma parte integral da embalagem. É integrado na sua estrutura e contribui para suas propriedades.

[00143] A invenção não é limitada à produção dos poucos exemplos de estruturas de camadas múltiplas citadas no texto. É óbvio que uma pessoa versada na técnica que a invenção possibilita aumentar o número de estruturas que podem ser produzidas e combinar materiais muito diferentes (plástico, papel, alumínio, etc.).

[00144] A invenção propicia a produção padronizada de corpos tubulares sem decoração, mas incluindo um filme superficial. Essa variante pode ser usada mais especificamente para aperfeiçoar as propriedades mecânicas, de barreira ou sensoriais (toque) dos tubos.

[00145] A invenção também pode ser usada no campo de embalagens, especialmente, para proporcionar uma decoração, mas também em campos técnicos para aperfeiçoar as propriedades mecânicas ou de barreira. Uma concretização vantajosa da invenção proporciona a barreira e a decoração por meio do filme. O filme de camadas múltiplas, que proporciona a barreira e a decoração, é combinado com um corpo extrudado de camada única, que propicia a simplificação do dispositivo de extrusão.

[00146] Para extrusão de produtos difíceis, a invenção pode ser usada para reduzir os custos de produção por aumento da produtividade.

[00147] Uma primeira variante da invenção leva à sucessão das seguintes operações, utilizando os princípios da invenção descritos acima: - produção por soldagem de um primeiro corpo tubular de um filme de camadas múltiplas; - extrusão de um segundo corpo tubular, no estado em fusão, no dito primeiro corpo tubular; e - conjuntamente, deposição da marcação na superfície externa do segundo corpo tubular, de acordo com o método da invenção.

[00148] Uma segunda variante da invenção consiste na retenção da marcação na parede do tubo. As seguintes operações são usadas para isso: - extrusão de um primeiro corpo tubular no estado em fusão; - conjuntamente, deposição da marcação na face externa do primeiro corpo tubular pelo método da invenção; e - depois, extrusão de um segundo corpo tubular e deposição do dito segundo corpo tubular, no estado em fusão, na face externa da marcação.

[00149] A marcação usada na segunda variante inclui, de preferência, três camadas. As camadas superficiais do filme propiciam a soldagem nas camadas extrudadas, e a terceira camada retida proporciona as propriedades térmicas e mecânicas.

[00150] O segundo corpo tubular, no estado em fusão, é, de preferência, depositado na face externa da marcação, quando o primeiro corpo tubular é, pelo menos parcialmente, resfriado.

[00151] Uma terceira variante da invenção consiste na adição de um filme na superfície externa de um corpo tubular extrudado e que inclui agentes de expansão. O seguinte método é usado: - extrusão do corpo tubular, no estado em fusão, de uma resina incluindo agentes de expansão; - disposição do filme em torno do corpo tubular usando uma máquina de conformação de pescoço de cisne; - colocação da superfície externa do corpo tubular em contato com a face interna ou da camada interna do filme, devido à ação conjugada dos agentes de expansão e do jato de ar; e - calibração do corpo tubular e resfriamento.

[00152] Os agentes de expansão podem ser agentes de expansão físicos ou químicos. Os agentes de expansão físicos misturados com o polímero são, por exemplo, dióxido de carbono gasoso ou nitrogênio, cuja mudança de estado (líquido ou gás) cria a expansão do polímero no estado em fusão. Os agentes de expansão químicos podem ser azodicarbonamida ou azobis formamida. A vantagem da invenção para a produção de corpos tubulares ou cilíndricos expandidos é a combinação das propriedades superficiais e decorativas, proporcionadas pelo filme, e das propriedades de redução de peso, proporcionadas no núcleo pelos agentes de expansão.

[00153] As concretizações da invenção são proporcionadas por meio de exemplo ilustrativo e não devem ser consideradas como limitantes da invenção. Podem ser combinadas com outra ou associadas a meios equivalentes, dependentes das circunstâncias dentro do contexto da presente invenção. NÚMEROS DE REFERÊNCIA 12 - filme ou marcação decorativo 13 - corpo extrudado 14 - tubo 15 - rolo motriz 16 - braço de aplicação de tensão - lagarta motriz da Caterpillar - bordas do filme - carretel de filme - máquina de conformação (de pescoço de cisne) - tanque de vácuo e resfriamento - elemento de calibração - extrusora - cabeça da extrusora - vão entre as bordas do filme - tampão magnético - bocal da extrusora - haste do soprador - tampão de partida - fenda do soprador - arruelas - canal de escapamento - cortador circunferencial - segmento de tubo decorado - defeito de conformação - jato de ar - ímãs - direção de movimento - bucha magnética

Claims

1. Método de extrusão e de marcação de um tubo de embalagem, caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes etapas sucessivas conduzidas em uma linha de extrusão e marcação: a) formação de uma marcação parcialmente ou totalmente tubular (12) de um filme em uma máquina de conformação (20); b) introdução da marcação em um elemento de calibração (22); c) extrusão de um corpo tubular (13) na parte lateral da face côncava da marcação (12); d) colocação da face externa do corpo tubular extrudado em contato com a face côncava da marcação, em cujo método: a marcação (12) compreende uma camada tendo um ponto de fusão que é pelo menos 20°C maior do que o ponto de fusão do corpo tubular extrudado (13); e a etapa (d) é conduzida por meio de um jato de ar criando uma primeira diferença de pressão (ΔP1), entre a parte interna e a parte externa do corpo tubular, a dita primeira diferença de pressão (ΔP1) sendo gerada por um primeiro tampão flutuante (26), situado a jusante da máquina de conformação (20), que, pelo menos parcialmente, obstrui o escapamento de ar pela parte interna do corpo tubular (14).

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a marcação (12) compreende pelo menos duas camadas, uma das ditas camadas tendo um ponto de fusão que é pelo menos maior do que o ponto de fusão do corpo tubular extrudado (13).

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a primeira diferença de pressão (ΔP1) é também gerada por um escapamento controlado de ar do lado a montante da máquina de conformação (20) pela cabeça da extrusora (24).

4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o primeiro tampão (26) fica retido dentro do tubo por forças magnéticas.

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o primeiro tampão (26) é situado após o meio (17) para puxamento do tubo.

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que um segundo tampão (29) é conectado à cabeça da extrusora durante a fase de partida.

7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que, após a fase de partida, o segundo tampão (29) é liberado da cabeça da extrusora e transportado pelo tubo móvel, até que entre em contato com o primeiro tampão (26).

8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que uma segunda diferença de pressão (ΔP2) é estabelecida entre a parte interna e a parte externa do tubo (14), a dita segunda diferença de pressão (ΔP2) sendo criada por uma pressão reduzida em um tanque a vácuo (21).

9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a etapa c) é conduzida no elemento de calibração (22), o elemento de calibração (22) sendo resfriado.

10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o elemento de calibração (22) inclui uma superfície de contato, que propicia a redução de atrito com a marcação (12).

11. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a tensão da marcação (12), na entrada da máquina de conformação (20), é regulada.

12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o tubo sofre um tratamento para otimizar sua redondeza.

13. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que as bordas da marcação são dispostas de extremidade com extremidade ou as bordas da marcação ficam sobrepostas entre si.

14. Dispositivo de extrusão e marcação, caracterizado pelo fato de que compreende: um dispositivo para formação de uma marcação parcialmente ou totalmente tubular (12) de um filme; um dispositivo de extrusão compreendendo um bocal da extrusora (27) para a formação de um corpo tubular (13), no lado da face côncava da marcação (12); um elemento de calibração (22); o bocal da extrusora (27) sendo disposto dentro do elemento de calibração (22); o dito dispositivo compreendendo pelo menos um meio soprador (28) para criar um jato de ar comprimido no corpo tubular extrudado, para colocar o dito corpo tubular extrudado em contato com a face côncava da marcação conformada, um segundo tampão (29), próximo do bocal da extrusora, e um primeiro tampão flutuante (26), distante do bocal da extrusora, o primeiro tampão sendo mantido em uma posição fixa na máquina por meios externos, o dito tampão mantendo a pressão no tubo extrudado.

15. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o dito segundo tampão (29) é preso destacavelmente no meio soprador (28).

16. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 14 ou 15, caracterizado pelo fato de que o primeiro tampão (26) é um tampão magnético, e o dispositivo compreende uma bucha magnética (39), que imobiliza o tampão (26) a despeito do movimento do tubo.