WO2007129881A1 - Rollo de pelicula reforzada y pre-estirada con aire atrapado y metodo - Google Patents

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WO2007129881A1
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roll
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stretched
stretching
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Ángel Gerardo SANTILLÁN DÍAZ DE LEÓN
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Santillan Diaz De Leon Angel G
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Definitions

  • the present invention relates to a stretch film for wrapping bulky loads, and particularly to a roll of reinforced film with two, or three, or four or five or more longitudinal reinforcing bands, pre-stretched and rewound with trapped air, as well as a method of manufacturing and winding a roll of reinforced film with two, or three, or four or five or more longitudinal and pre-stretched linear low density polyethylene (LLDPE) stiffeners, stretched between 30 % and 380% in machine direction depending on! final product that is required, with a controlled stretch in two stages, the film has been differentially rewound, which allows air to be trapped between the layers of the roll thus producing a soft or spongy roll that prevents and resists damage when falling Due to its characteristic to absorb shock.
  • LLDPE linear low density polyethylene
  • Rolls of stretch film or sticky type are used to wrap and secure bulky loads such as boxes on pallets.
  • the edges of the conventional stretch film or any stretch film that has been pre-stretched and wound in a cardboard center without having trapped air are prone to damage and therefore the performance of the roll is greatly impaired. For example, if the roll falls to the ground, it is damaged or holes are made in the edge of the roll. E) damage to the edges of the film causes the film to tear while the load is being wrapped, handled or transported, this causes low operator efficiency and unsafe loads.
  • the prior art has supplied pre-stretched films with reinforced edges, which are reinforced by annealing the edge, with a hem or folding at the edge. These reinforcements harden the edges of the film, which makes it more prone to damage.
  • winding machines have also been developed using an oscillatory pattern to provide an alternate margin edge to the roll of stretch film, thereby reducing the risk of edge damage with subsequent tearing when stretched.
  • the prior art has also supplied pre-stretched films with reinforced edges, however, it has not supplied pre-stretched films with longitudinal reinforcing bands in the area that does not comprise the side edges of said film.
  • Patent application # 20030189118 US published on October 9, 2003 by Smith, corresponds to a pre-stretched film with annealed edges, which are obtained by feeding thermoplastic material to an annealing and cutting station, longitudinally cutting the pre- stretched, the material is thermally annealed along the cutting line, and rewinding the material cut and annealed into rolls.
  • Patent # 5,565,222 US issued to Scherer on October 15, 1996, presents an apparatus for folding stretch film edges as well as a film with folded edges. A strip of stretch wrap film material is supplied, with flat and double thickness folds on opposite edges.
  • the strip with fold is made in an apparatus that has a first roller of a width less than the width of the material with which it is generally fed to the machine by which the opposite margins of the material project beyond the opposite ends of the roller , and a second roller to guide the strip at an acute angle from the first roller causing the opposite edges to bend.
  • the strip is held taut by means of a tension roller or some other means, and guide bars are provided to bend the opposite edges beyond a 90 degree angle so that they continue to be bent inwards against the main body of the strip.
  • Patent # 5,531,393 US granted to Salzsauler in July 1996, provides a roll of stretched plastic film with an engraved surface to enclose air and thus facilitate the unwinding of the film, stretched between 50 and 300 percent of the length Original of the film, it is used to wrap parquet loads, and specifically includes a fold in the edge to reinforce the edge, such folded edge is made so that it minimizes the stacking of the folded edge in the roll.
  • Patent # 6,592,699 US issued to Mehta on July 15, 2003, presents a process for manufacturing highly stretched film that has permanently heat sealed edges that are almost invisible.
  • a folding device bends the edges of the film to form folded edges.
  • the folded film is passed through a support mechanism that has two hot rollers.
  • a series of contact point rollers apply pressure to the folded film while it is heated by the hot rollers.
  • the pressure at the point of contact combined with the heat imparted by the hot rollers causes a thermal welding of the bent edges resulting in a permanent thermal seal.
  • the hot drawing process performs the two functions of stretching and heat sealing at the edges.
  • the stretched film resulting from this process has permanently heat sealed edges that will not separate, which prevent tearing of the film during the subsequent process and use.
  • US Patent No. 5,967,437 issued to Martin-Cocher on October 19, 1999, claims a machine for winding film, and a method of manufacturing pre-stretched film reels, resulting in pre-stretched film reels.
  • the winding method of pre-stretched stretch film reels includes the incorporation of oscillation into the film with a component perpendicular to the axis of the film. For example: during the pre-stretching and winding of the film, either in a tension reel, a reel of arunentation, or in the coil from which the stretch film to be stretched is taken, it is kept in oscillation, and / or the rewind center is kept in oscillation.
  • the film reels obtained in this way do not have a greater thickness, nor low tension on the edges of the reels as it is in the case of the pre-stretched film of prior art.
  • a better resistance to damage is obtained with the subsequent risk of tearing, not only through having a lower tension on the edge of the coil but also a rounded edge is obtained in the roll of the film in the coil.
  • Patent # 6,102,313 US issued to Salzsauler on August 15, 2000 describes a method and apparatus for producing rolls of sheet material without a cardboard center and a roll of material without a center.
  • a roll of sheet material, such as plastic wrap film, having a low tension winding inner layer and a higher pressure winding outer layer provides us with a centerless roll. Eliminating the need for a center reduces the cost of production of rolls of sheet material and reduces the weight and external dimensions of the roll with the subsequent reduction in shipping and storage costs.
  • An apparatus and method for producing a roll such as this starting from a pre-wound master roll or as part of a production line to make the sheet material, involves the variation of the longitudinal tension applied to the sheet material when being wound in a expandable shaft After the roll has cured the expandable shaft is collapsed and removed from the roll to obtain a coreless roll.
  • the master roll can be pre-stretched prior to the centerless roll formation, if desired, and can be pre-stretched as a step in the centerless roll formation.
  • the layers form a structure that enhances the ability of the air to be trapped between the successive layers of the roll, such trapped air can help to stiffen the entire roll preventing it from collapsing once it is axis is removed.
  • Patent # 5,458,841 US refers to a process and apparatus for manufacturing pre-stretched plastic film.
  • the method and the apparatus are capable of producing a film starting from molten material and by cooling the film to achieve a non-molten condition in order to stretch it.
  • the cooled film is introduced and passed through a primary contact point and a secondary contact point to plastically and elastically stretch the cooled film to cold orientate the film such that said film is stretched beyond its point of transfer
  • the cooled film is introduced into a plurality of follower rolls at a relatively low tension over a certain distance that allows the cooled film to relax and recover a greater part of its elastic deformation. Hence the film is formed in a roll before being fixed to a unit.
  • Patent # 6,375.78 US issued to Wojcik, on April 23, 2002 illustrates a high speed apparatus and process for heating and stretching a film by means of a stretching mechanism that includes a first hot roller and a second roller hot.
  • the film is stretched while transferring from the first hot roller to the second hot roller, which rotates at a higher speed than the speed the first hot roller rotates.
  • the film is fed into the stretching mechanism at a rate of between 1500 to 2500 feet per minute where it is stretched to a length greater than 450% of its initial length.
  • the enveloping contact between the large diameter hot rollers and the film, as well as the small distance between the two hot rollers, results in a highly stretched film with a minimum of engagement.
  • One of the objectives of the present invention is to obtain a roll of reinforced and pre-stretched film for wrapping pallets and a method for manufacturing a film that can be reinforced and pre-stretched in a two-phase stretching process at a wide range of percentages. of its original and differentially rewound length to trap air between the film layers to produce a shock-resistant roll, which is easy to use and weighs approximately half of what conventional stretch films of equivalent length weigh.
  • An objective related to this invention is to provide a roll of film that is reinforced with stretches of stretch film previously cut to 25mm in width and that are laminated and welded or not to the base film before its pre-stretching.
  • Said reinforcements can be two, three, four, five or more depending on the product that is required for the particular application.
  • Another objective of this invention is to provide an assembly of a crimping apparatus that allows the lateral reinforcement bands to be crimped after being laminated to the base film, which gives a greater resistance to the film when stretched.
  • Another objective of this invention is to provide a roller assembly for continuous or discontinuous welding, with discontinuation being understood as long points from 3mm to 120mm long, to permanently join the amount of reinforcements required, whether these two, three, fourth, five more longitudinal bands, to the base film before pre-stretching said laminated film with the reinforcing bands.
  • Another objective related to this invention is to provide a roll of film that is reinforced with longitudinal bands and stretched in a two-stage stretching process through three polyurethane-coated rollers rotating in the same direction but at different incremental speeds with each other and individually controlled and transmitted through chains and catarinas or a synchronous band transmission to pre-stretch the reinforced film in a range of 30% to 380% of the original length of the film.
  • Another objective related to the present invention is to provide a method of stretching and construction of an apparatus in which the reinforced film is forced to wrap around the stretching rollers by means of the assembly of a follower roller car which in turn facilitates the feeding of The raw material in the machine.
  • Another objective of this invention is to provide the assembly of a follower roller car that is separated from the base of the machine, said carriage rotates by means of hinges and opens to allow easy feeding of the raw material, and once it has been When the raw material is loaded in the machine, the carriage is again locked into the closed position by a pair of pneumatic cylinders with the stretchable film between the stretching rollers and the follower rollers to create a quick and easy movement step to load the material and carry out method.
  • a further objective of this invention is to provide an assembly of a roll carriage having a pneumatic system for oscillating said roll carriage axially up to 20mm away, which allows the film to move axially during the process of pre-stretching and differential rewind, which produces a roll that has soft and shock-resistant edges due to its spongy characteristic.
  • a roll of reinforced film with two, three, four, five or more laminated longitudinal reinforcement bands, welded or not, to the base film and pre-stretched together as well as a method to stretch a reinforced film with two, three, four, five or more longitudinal reinforcement bands laminated and welded or not to the base film and pre-stretched in a set of linear low density polyethylene base materials (LLDPE) mono-oriented or stretched , between 30% and 380% on the original length of the base film, depending on the final product that is required, in the direction of the machine (DM) in a two-stage controlled stretching process.
  • LLDPE linear low density polyethylene base materials
  • the film is differentially rewound, so that it traps air between the layers of the roll to produce a soft and spongy roll that resists and prevents damage due to fall due to the fact that it dampens the blows.
  • One of the advantages of the present invention is that it produces a film for wrapping pallets It can be reinforced and pre-stretched between 30% and 380% according to the needs of particular applications.
  • An additional advantage of this invention is that it provides a roll of reinforced and pre-stretched film for wrapping pallets that provides greater restraint force to the wrapping of the pallets by the laminated reinforcements welded or not to the base film when they are applied. number of turns than a conventional stretch film, achieving greater integrity in the load than with conventional stretch film.
  • a further advantage is that it weighs only about half of what a conventional stretch film roll weighs in the equivalent length, which facilitates its handling.
  • Another advantage of this invention is that it provides an easy and fast movement to load the raw material and carry out the method.
  • Figure 1. It is a schematic side view of the reinforced and pre-stretched film of the present invention at the time of being stretched in the film stretching apparatus and wound in a roll, the method of the present invention being carried out.
  • Figure 2. It is a schematic rear view of the base stretch film and the apparatus at the time the reinforcement is laminated to the base stretch film.
  • Figure 2A It is a detailed schematic view of the rolling rollers and the application of the reinforcement band to the edge of the base film.
  • Figure 3. It is a schematic diagram of the process of strengthening the base stretch film before being pre-stretched.
  • Figure 4. It is a schematic side view of the stretched film and of the apparatus of Figure 1 showing the vertical arrangement of the follower rollers in a position away from the active stretching rollers to allow easy loading of the raw material into the apparatus.
  • Figure 5. It is a schematic side elevation view of the end of a finished roll of the pre-stretched film of the present invention.
  • Figure 6. It is a schematic front elevated view of a finished roll of the reinforced and pre-stretched film of the present invention.
  • Figure 6A It is a schematic detailed view of a protruding edge of the reinforced and pre-stretched rewind film showing the angled protruding edge and the air trapped between the layers of the film in the roll.
  • Figure 8.- It is a schematic side elevation view of the rewinding station of the present invention.
  • Figure 9, - It is a schematic sectional view of the rewinding station of Figure
  • the present invention includes a reinforced and pre-stretched 2OC film for wrapping large articles, a laminating, welding and stretching apparatus for carrying out the method of the present invention, and a finished roll of the reinforced film, pre-stretched and rewound with air trapped between the layers of the film.
  • a reinforced and pre-stretched 2OC film of mono-oriented low density linear polyethylene (LLDPE) is reinforced, welded and pre-stretched from an unstretched length of the base film 2OA from the base film roll 31 , laminated with 2, 3, 4, 5 or more reinforcements 60 from an unstretched length of reinforcement bands 25mm wide of the same type of the base film, which are laminated under pressure between rollers 49 and 50, which are joined or weld to the base film 2OA by means of heat or ultrasound between the welding rollers 52 and 53, wherein the reinforcement bands that were placed and welded at the edges of the base film are crimped by means of the lateral crimp 56, said Reinforced film is stretched to the desired length to meet the requirements for use in the direction of the machine (parallel to the side of the edges) in a controlled two-stage stretching process.
  • LLDPE mono-oriented low density linear polyethylene
  • the pre-stretched film has stretch lines 28 in the direction of the machine, as well as printing of the reinforcement bands 62, parallel to the sides of the film, as seen in the finished pre-stretched roll 32 of Figures 5 and 6.
  • the pre-stretched film 2OC is wound to a second roll 32, with the reinforced and pre-stretched film wound around a cardboard center 33B with air spaces 27, as shown in Figure 6A, between the layers pre-stretched film produced by the differential rewind of said reinforced and pre-stretched film causes the air to be trapped 27 between the layers of the reinforced and pre-stretched film, obtaining a cushioned roll that has a fluffy and soft characteristic that prevents and resists damage due to falls due to shock absorption.
  • the reinforced and pre-stretched film can be stretched the desired amount depending on the use of any reinforced and pre-stretched film between 30% and 380% more than the original length of the base film.
  • a method to reinforce and pre-stretch film and form a roll of reinforced and pre-stretched film with trapped air in which the edges are soft and overlap to wrap large articles consists of three steps:
  • a first step is to laminate a mono-oriented linear low density polyethylene base film (LLDPE) from a roll of raw material 2OA that is in a first roll 31 with 2, or 3, or 4, or 5, or more reinforcing bands 60 between two pressure rollers 49 and 50, welding or joining by heat or ultrasound between the rollers 52 and 53, crimping the edges of the base film without stretching 2OA with the reinforcing bands that are placed on the edges, in the crimping station 56.
  • the requirement of the final product determines the amount of reinforcement bands that will be required, the more resistance is required, the more reinforcement bands are applied.
  • a second step is to pre-stretch a mono-oriented linear low density polyethylene base film (LLDPE) that has been reinforced with laminated and welded reinforcing bands 60, the edges of which have been crimped with the 2OB lateral reinforcement bands from a unstretched length of this, to a desired length to meet the requirements of use, stretching the film in the direction of the machine, producing stretch lines 28 parallel to the edges of the sides of the film in a two-stage controlled stretching process Stretching
  • the pre-stretched film can be stretched any desired amount producing a 2OC reinforced and pre-stretched film between 30% and 380% greater than the nominal length of the 2OA base film depending on the requirements of use.
  • the second step consists in stretching the reinforced film 2OB between three stretching rollers covered with polyurethane 21, 22 and 23 that rotate at different individually controlled incremental speeds, a first stretching phase occurs between a first roller 21 and a second roller 22 that stretch the film between 30% and 150% more than the original length of the reinforced film, and a second phase of stretching between the second roller 22 and a third roller 23 stretching the film between 0% and 210% more than the original length of The film that serves as raw material.
  • the speeds are set according to the controlled stretching required in each of the stretching stages and are transmitted from the motor 41 by chains and catarinas or by a synchronous transmission band to each of the three polyurethane coated stretching rollers 21, 22 and 23.
  • the follower roller carriage assembly 15 is shown schematically that separates from the base of the machine when turning on a pivot outward to allow feeding the reinforced base film without stretching 2OB coming from the First roll 31 and passes through the pressure rolling rollers 49 and 50 of reinforcing bands, the welding or joining rollers 52 and 53 and the edge crimping station 56.
  • the carriage 15 closes and is secured within its closed position by a pair of pneumatic cylinders with the reinforced base film 2OB between the stretching rollers 21, 22 and 23 and the follower rollers 10, 11, 12, 13 and 14.
  • a third step comprises the differential rewinding of the second roll 32 of pre-stretched film consisting of trapping the air 27 between a consecutive series of layers of the reinforced and pre-stretched film 2OC when rotating the second roll 32 to produce air spaces 27 between the layers of the pre-stretched film 2OC and producing a soft overlapping edge 26, as can be seen in Figure 4A, thus obtaining a second roll 32 padded with a fluffy and soft characteristic that prevents and resists damage from falls because it dampens blows.
  • the differential rewind step includes a cardboard center 33B of the second roll 32 that slides on a fixed speed mandrel 46 at a controlled rate according to the amount of pressure exerted by a guided pneumatic cylinder 48 which it allows to rewind the material 2OC differentially while the roll 32 grows in diameter.
  • This differential rewind enhances the fact of trapping air 27 by rotating the roll 32, as can be seen in Figure 4A, between the layers of the film being rewound in the cardboard center 33B.
  • the peripheral speed in the fixed speed mandrel is adjusted between 5 and 20% higher than the peripheral speed of the third drawing roller 23, the pressure of the guided pneumatic cylinder determines the degree of sliding of the cardboard center 33B on the fixed mandrel
  • the pressure to be used determines the final use of the 2OC reinforced and pre-stretched film roll.
  • the reinforced and pre-stretched film 2OC is unwound from the roll 32 and wrapped around the pallet or some other large article, the film automatically adheres to itself and secures the pallet or any other large article by only giving a stretching from 10 to 40 cm. just before turning the corner of the platform or article to be wrapped, thus activating the elastic memory of the reinforced and pre-stretched film without requiring excessive stretching when wrapping the film because it has been previously stretched to the Desired length for work.
  • This reinforced and pre-stretched 2OC film provides a greater restraint force on the load that is being wrapped than a conventional stretchable film or even the pre-stretched films mentioned in the prior art used, allowing the use of fewer turns for achieve the same containment of the load, which translates into significant savings for the user.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Shaping By String And By Release Of Stress In Plastics And The Like (AREA)

Abstract

Un rollo de película reforzada con dos, o tres, o cuatro o cinco o mas bandas de refuerzo longitudinales y pre-estirada de polietileno lineal mono-orientada de baja densidad (LLDPE), que se estira entre el 30% y el 380% de la longitud original de la película base, dependiendo del producto final que se requiera. El estirado es en la dirección de maquina (DM) a un ritmo de estiramiento controlado en dos etapas. Rebobinando diferencialmente la película se atrapa aire entre las capas del rollo, y forma bordes suaves traslapados alrededor del la orilla del rollo para producir un rollo esponjoso y suave que previene y resiste el daño a las caídas debido a que amortigua los golpes, así como el método de fabricación.

Description

ROLLO DE PELÍCULA REFORZADA Y PRE-ESΗRADA CON AIRE ATRAPADO Y MÉTODO
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
El presente invento se refiere a una película estirable para envoltura de cargas voluminosas, y particularmente a un rollo de película reforzada con dos, o tres, o cuatro o cinco o más bandas de refuerzo longitudinales, pre-estirada y rebobinada con aire atrapado, así como un método para fabricar y embobinar un rollo de película reforzada con dos, o tres, o cuatro o cinco o más bandas de refuerzo longitudinales y pre-estirada de polietileno lineal de baja densidad (LLDPE por sus siglas en Inglés), estirada entre 30% y 380% en dirección máquina dependiendo de! producto final que se requiera, con un estiramiento controlado en dos etapas, Ia película ha sido rebobinada en forma diferencial, Io cual permite que quede aire atrapado entre las capas del rollo produciendo así un rollo suave o esponjoso que previene y resiste el daño al caer debido a su característica para amortiguar los golpes. Descripción de Ia técnica previa utilizada:
Rollos de película estirable o de tipo adherible se utilizan para envolver y asegurar cargas voluminosas tales como cajas sobre tarimas. Utilizando una película que ha sido previamente estirada simplifica Ia operación de envoltura de cargas entarimadas. Los bordes de Ia película estirable convencional o cualquier película estirable que ha sido pre-estirada y embobinada en un centro de cartón sin tener aire atrapado son propensos a dañarse y por consiguiente el rendimiento del rollo se ve bastante mermado. Por ejemplo, si el rollo se cae al suelo, se daña o se hacen agujeros en Ia orilla del rollo. E) daño en los bordes de Ia película provoca que Ia película se rasgue mientras Ia carga esta siendo envuelta, manejada o transportada, esto provoca baja de eficiencia de los operarios y cargas inseguras.
La técnica previa ha suministrado películas pre-estiradas con bordes reforzados, los cuales son reforzados por medio de recocido del borde, con un dobladillo o plegado en el borde. Estos refuerzos endurecen las orillas de Ia película, Io que Ia hace más propensa a dañarse. Por otra parte también se han desarrollado máquinas con embobinado usando un patrón oscilatorio para proporcionar una orilla de margen alterno al rollo de película estirable, reduciendo así el riesgo de daño del borde con el subsecuente desgarramiento cuando se estira.
La técnica previa también ha suministrado películas pre-estiradas con bordes reforzados, sin embargo, no ha suministrado películas pre-estiradas con bandas de refuerzo longitudinales en el área que no comprende los bordes laterales de de dicha película.
La solicitud de patente #20030189118 US, publicada en octubre 9, 2003 por Smith, corresponde a una película pre-estirada con orillas recocidas, las cuales se obtienen ai alimentar material termoplástico a una estación de recocido y corte, cortando longitudinalmente el material pre-estirado, se recoce térmicamente el material a Io largo de Ia línea de corte, y rebobinando el material cortado y recocido en rollos. La patente #5.565.222 US, otorgada a Scherer en Octubre 15 de 1996, presenta un aparato para doblar bordes de película estirable así como una película con bordes doblados. Se suministra una tira de material de película estirable para envoltura, con dobleces planos y de doble espesor en los bordes opuestos. La tira con doblez se hace en un aparato que tiene un primer rodillo de un ancho menor a Ia anchura del material con el que generalmente se alimenta a Ia maquina por el cual los márgenes opuestos del material se proyectan mas allá de los extremos opuestos del rodillo, y un segundo rodillo para guiar Ia tira a un ángulo agudo desde el primer rodillo provocando que los bordes opuestos se doblen. La tira se mantiene tensa mediante un rodillo de tensión o algún otro medio, y se proporcionan unas barras guía para doblar los bordes opuestos más allá de un ángulo de 90 grados de modo que continúen siendo dobladas hacia adentro contra el cuerpo principal de Ia tira.
La patente #5.531.393 US, otorgada a Salzsauler en Julio de 1996, suministra un rollo de película plástica estirada con una superficie grabada para encerrar aire y así facilitar el desenrollado de Ia película, estirada entre el 50 y 300 por ciento de Ia longitud original de Ia película, se utiliza para envolver cargas entarimadas, y específicamente incluye un doblez en el borde para reforzar Ia orilla, tal orilla doblada está hecha de manera que minimiza el amontonamiento del borde doblado en el rollo.
La patente #6.592.699 US, otorgada a Mehta en Julio 15 de 2003, presenta un proceso para fabricar película altamente estirada que tiene bordes sellados permanentemente con calor que son casi invisibles. Un aparato plegador dobla las orillas de Ia película para formar bordes doblados. La película doblada se pasa a través de un mecanismo de soporte que tiene dos rodillos calientes. Una serie de rodillos de punto de contacto aplican presión a Ia película doblada mientras ésta es calentada por los rodillos calientes. La presión en el punto de contacto combinado con el calor impartido por los rodillos calientes provoca una soldadura térmica de los bordes doblados resultando un sellado térmico permanente. Debido a que los bordes de Ia película se doblan antes del estirado en caliente, el proceso de estirado en caliente hace las dos funciones de estiramiento y sellado con calor en los bordes. La película estirada resultante de este proceso tiene bordes sellados permanentemente con calor que no se separaran, los cuales previenen el desgarramiento de Ia película durante el subsecuente proceso y uso.
La patente #5.967.437 US, otorgada a Martin-Cocher el 19 de octubre de 1999, reivindica una máquina para embobinar película, y un método de fabricación de bobinas de películas pre-esti radas, teniendo como resultado bobinas de película pre-estirada. El método de embobinado de bobinas de película estirable pre-estirada incluye Ia incorporación de oscilación a Ia película con un componente perpendicular al eje de Ia película. Por ejemplo: durante el pre-estiramiento y embobinado de Ia película, ya sea en un carrete tensor, un carrete de arunentación, o en Ia bobina de donde se toma Ia película estirable que se va a estirar, ésta se mantiene en oscilación, y/o el centro de rebobine se mantiene en oscilación. Esto asegura que las capas sucesivas de película estén escalonadas especialmente en las orillas del rollo de película. Las bobinas de película obtenida de esta forma no presentan un mayor espesor, ni baja tensión en las orillas de las bobinas como es en el caso de Ia película pre-estirada de técnica previa. Se obtiene una mejor resistencia al daño con el subsecuente peligro de desgarramiento, no solo a través de tener una menor tensión en Ia orilla de Ia bobina sino también se obtiene un borde redondeado en el rollo de Ia película en Ia bobina.
La patente #6.102.313 US otorgada a Salzsauler en Agosto 15 de 2000 describe un método y un aparato para producir rollos de material en hoja sin centro de cartón y un rollo de material sin centro. Un rollo de material en hoja, como película plástica para envoltura, teniendo una capa interna embobinada a baja tensión y una capa externa embobinada a una presión más alta nos provee un rollo sin centro. Eliminando Ia necesidad de un centro reduce el costo de producción de rollos de material en hoja y reduce el peso y las dimensiones externas del rollo con Ia subsecuente reducción en costos de embarque y almacenaje. Un aparato y método para producir un rollo como este partiendo de un rollo maestro pre-embobinado o como parte de una línea de producción para hacer el material en hoja, involucra Ia variación de Ia tensión longitudinal aplicada al material en hoja al ser embobinado en un eje expandible. Después de que el rollo se haya curado el eje expandible se colapsa y extraído del rollo para obtener un rollo sin núcleo. El rollo maestro puede ser pre-estirado previo a Ia formación del rollo sin centro, si se desea, y puede ser pre-estirado como un paso en Ia formación del rollo sin centro. Las capas forman una estructura que realza Ia habilidad del aire para ser atrapado entre las sucesivas capas del rollo, tal aire atrapado puede ayudar a dar rigidez al rollo completo previniendo que se colapse una vez que es eje es removido. La Patente #5.458.841 US, otorgada a Shirrell, el 17 de Octubre de 1995, se refiere a un proceso y aparato para fabricar película plástica pre-estirada. El método y el aparato son capaces de producir una película partiendo de material fundido y mediante el enfriamiento de Ia película para lograr una condición no fundida para poder así estirarla. La película enfriada se introduce y es pasada a través de un punto de contacto primario y un punto de contacto secundario para plásticamente y elásticamente estirar Ia película enfriada para orientar en frío Ia película de tal manera que dicha película es estirada más allá de su punto de cedencia. La película enfriada se introduce en una pluralidad de rollos seguidores a una tensión relativamente baja a través de una cierta distancia que permite que Ia película enfriada se relaje y recobre una mayor parte de su deformación elástica. De ahí Ia película se forma en un rollo antes de ser fijada a una unidad. La patente #6.375.78 US, otorgada a Wojcik, en Abril 23 del 2002 ¡lustra un aparato y un proceso de alta velocidad para calentar y estirar una película por medio de un mecanismo de estiramiento que incluye un primer rodillo caliente y un segundo rodillo caliente. La película se estira mientras se transfiere del primer rodillo caliente al segundo rodillo caliente, el cual gira a una velocidad más alta que Ia velocidad que gira el primer rodillo caliente. La película se alimenta en el mecanismo del estiramiento a un ritmo de entre 1500 a 2500 pies por minuto en donde es estirada a una longitud mayor del 450% de su longitud inicial. El contacto envolvente entre los rodillos calientes de gran diámetro y Ia película, así como Ia pequeña distancia entre los dos rodillos calientes, da como resultado una película altamente estirada con un mínimo de encuellamiento.
Lo que se necesita es un rollo de película reforzada con dos, tres cuatro o cinco bandas de refuerzo soldadas a Ia película base y pre-estirada para envolver tarimas que se pueda estirar a un amplio rango de porcentajes de su longitud y rebobinado diferencialmente para atrapar aire entre las capas del rollo para permitir resistencia a golpes, que sea fácil de usar, y un método para fabricar dicha película.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
Uno de los objetivos del presente invento es obtener un rollo de película reforzada y pre-estirada para envolver tarimas y un método para fabricar una película que pueda ser reforzada y pre-estirada en un proceso de estiramiento de dos fases a un amplio rango de porcentajes de su longitud original y diferencialmente rebobinado para atrapar aire ente las capas de película para producir un rollo resistente a los golpes, que sea fácil de usar y que pese aproximadamente la mitad de lo que pesan las películas estirables convencionales de longitud equivalente. Un objetivo relacionado a este invento es suministrar un rollo de película que se refuerza con bandas de película estirable previamente cortadas a 25mm de ancho y que son laminadas y soldadas o no a Ia película base antes de su pre-estiramiento. Dichos refuerzos pueden ser dos, tres, cuatro, cinco o más dependiendo del producto que se requiere para Ia aplicación en particular. Otro objetivo de este invento es suministrar un ensamble de un aparato de engargolado que permite a las bandas de refuerzo laterales ser engargoladas después de ser estas laminadas a la película base, Io cual da una mayor resistencia a Ia película al ser estirada.
Otro objetivo de este invento es el de suministrar un ensamble de rodillos para soldar en forma continua o descontinúa, entendiéndose descontinúo por puntos largos de 3Om m a 120mm de largo, para unir en forma permanente Ia cantidad de refuerzos requeridos, sean estos dos, tres, cuarto, cinco más bandas longitudinales, a Ia película base antes de pre-estirar dicha película laminada con las bandas de refuerzo.
Otro objetivo relacionado a este invento es suministrar un rollo de película que se refuerza con bandas longitudinales y se estira en un proceso de estiramiento a dos fases a través de tres rodillos cubiertos de poliuretano girando en el mismo sentido pero a diferentes velocidades increméntales entre sí e individualmente controladas y transmitidas a través de cadenas y catarinas o una transmisión de banda síncrona para pre-estirar Ia película reforzada en un rango del 30% al 380% de Ia longitud original de Ia película.
Otro objetivo relacionado al presente invento es suministrar un método de estiramiento y construcción de un aparato en donde Ia película reforzada es forzada a envolverse alrededor de los rodillos de estiramiento por medio del ensamble de un carro de rodillos seguidores que a su vez facilita Ia alimentación de Ia materia prima en Ia maquina.
Otro objetivo más de este invento es suministrar el ensamble de un carro de rodillos seguidores que se separa de Ia base de Ia maquina, dicho carro gira por medio de bisagras y se abre para permitir alimentar fácilmente Ia materia prima, y una vez que se haya cargado Ia materia prima en Ia máquina el carro se bloquea nuevamente dentro de Ia posición cerrada por un par de cilindros neumáticos con Ia película estirable entre los rodillos estiradores y los rodillos seguidores para crear un paso rápido y de fácil movimiento para cargar el material y llevar a cabo el método. Otro objetivo más de este invento es suministrar un ensamble de un carro porta-rollos que tiene un sistema neumático para oscilar dicho carro porta-rollos en sentido axial hasta 20mm de distancia, Io cual permite que Ia película se desplace en sentido axial durante el proceso de pre-estiramiento y rebobine diferencial, Io cual produce un rollo que tiene orillas suaves y resistentes a los golpes debido a su característica esponjosa. En pocas palabras, un rollo de película reforzada con dos, tres, cuatro, cinco o más bandas de refuerzo longitudinales laminadas, soldadas o no, a la película base y pre-estirada en conjunto, así como un método para estirar una película reforzada con dos, tres, cuatro, cinco o más bandas de refuerzo longitudinales laminados y soldadas o no a Ia película base y pre-estirada en conjunto de materiales base polietileno lineal de baja densidad (LLDPE, por sus siglas en Inglés) mono-orientada o estirada, entre un 30% y 380% sobre Ia longitud original de Ia película base, dependiendo del producto final que se requiera, en Ia dirección de Ia maquina (DM) en un proceso de estirado controlado en dos etapas. Enseguida Ia película se rebobinada diferencialmente, de tal manera que atrapa aire entre las capas del rollo para producir un rollo suave y esponjoso que resiste y previene daños por caída debido a que amortigua los golpes. Una de las ventajas del presente invento es que produce una película para envolver tarimas que puede ser reforzada y pre-estirada entre el 30% y el 380% de acuerdo a las necesidades de las aplicaciones particulares.
Una ventaja adicional de este invento es que proporciona un rollo de película reforzada y pre-estirada para envolver tarimas que proporciona una mayor fuerza de contención a Ia envoltura de las tarimas por los refuerzos laminados soldados o no a Ia película base cuando se aplican Ia misma cantidad de vueltas que una película estirable convencional, logrando una mayor integridad en Ia carga que con película estirable convencional.
Una ventaja adicional de este invento es que se proporciona un rollo de película reforzada y pre-estirada para envoltura con aire atrapado para tener un efecto acojinado. Aun otra ventaja más de este invento es que provee un rollo de película reforzada y pre-estirada para envolver tarimas que es pre-estirada Ia cantidad adecuada para el trabajo que lo hace fácil de usar sin tener que estirar de más y evita lastimaduras al eliminar el esfuerzo que se requiere para estirar Ia película reforzada y pre-estirada a mano.
Otra ventaja más todavía es que pesa solamente aproximadamente la mitad de lo que pesa un rollo de película estirable convencional en Ia longitud equivalente, Io cual facilita su manejo.
Otra ventaja de este invento es que provee un movimiento fácil y rápido para cargar Ia materia prima y llevar a acabo el método. Breve descripción de las Figuras: Estos y otros detalles de mí invento serán descritos en conexión con las Figuras adjuntas, los cuales son proporcionados solamente a modo de ilustración y no en limitación del invento.
Figura 1.- Es una vista lateral esquemática de Ia película reforzada y pre-estirada del presente invento al momento de ser estirada en el aparato de estiramiento de película y embobinada en un rollo, llevándose a cabo el método del presente invento.
Figura 2.- Es una vista posterior esquemática de Ia película estirable base y del aparato en el momento que se lamina el refuerzo a Ia película estirable base.
Figura 2A.- Es una vista detallada esquemática de los rodillos de laminación y la aplicación de la banda de refuerzo al borde de Ia película base. Figura 3.- Es un diagrama esquemático del proceso de reforzamiento a Ia película estirable base antes de ser pre-estirada.
Figura 4.- Es una vista lateral esquemática de Ia película estirada y del aparato de Ia Figura 1 mostrando el arreglo vertical de los rodillos seguidores en posición alejados de los rodillos estiradores activos para permitir Ia carga fácil de Ia materia prima en el aparato. Figura 5.- Es una vista elevada lateral esquemática del extremo de un rollo terminado de Ia película pre-estirada del presente invento. Figura 6.- Es una vista elevada frontal esquemática de un rollo terminado de Ia película reforzada y pre-estirada del presente invento.
Figura 6A. Es una vista detallada esquemática de un borde sobresaliente de Ia película reforzada y pre-estirada rebobinada demostrando el borde sobresaliente angulado y el aire atrapado entre las capas de Ia película en el rollo.
Figura 7,- Vista del plano superior esquemático de Ia estación del rebobinado del presente invento.
Figura 8.- Es una vista elevada lateral esquemática de Ia estación de rebobinado del presente invento. Figura 9,- Es una vista en corte esquemática de Ia estación de rebobinado de Ia Figura
8. Método preferente para llevar a cabo el invento:
En las Figuras 1 al 9, el presente invento incluye una película reforzada y pre-estirada 2OC para envolver artículos grandes, un aparato laminador, soldador y estirador para llevar a cabo el método del presente invento, y un rollo terminado de Ia película reforzada, pre-estirada y rebobinada con aire atrapado entre las capas de Ia película.
En Ia Figura 1, una película reforzada y pre-estirada 2OC de polietileno lineal de baja densidad mono-orientada (LLDPE) es reforzada, soldada y pre-estirada desde una longitud no estirada de Ia película base 2OA desde el rollo de película base 31, laminada con 2, 3, 4, 5 o más refuerzos 60 desde una longitud no estirada de bandas de refuerzo de 25mm de ancho del mismo tipo de Ia película base, que se laminan a presión entre los rodillos 49 y 50, que se unen o soldán a Ia película base 2OA por medio de calor o ultrasonido entre los rodillos de soldar 52 y 53, en donde las bandas de refuerzo que fueron colocados y soldadas en los bordes de Ia película base son engargolados por medio del engargolado lateral 56, dicha película reforzada se estira a Ia longitud deseada para satisfacer los requerimientos de uso en Ia dirección de Ia máquina (paralelo al lado de los bordes) en un proceso controlado de estiramiento en dos etapas. La película pre-estirada tiene líneas de estiramiento 28 en Ia dirección de Ia máquina, así como impresión de las bandas de refuerzo 62, paralelas a los lados de Ia película, como se aprecia en el rollo pre-estirado terminado 32 de las Figuras 5 y 6. La película pre-estirada 2OC se embobina a un segundo rollo 32, con Ia película reforzada y pre-estirada embobinada alrededor de un centro de cartón 33B con espacios de aire 27, como se muestra en Ia Figura 6A, entre las capas de película pre-estirada producido por el rebobinado diferencial de dicha película reforzada y pre-estirada provoca que el aire quede atrapado 27 entre las capas de Ia película reforzada y pre-estirada, obteniendo un rollo acojinado que tiene una característica esponjoso y suave que previene y resiste daños por caídas debido a que amortigua los golpes. La película reforzada y pre-estirada puede ser estirada Ia cantidad deseada dependiendo del uso que se Ie de a cualquier película reforzada y pre-estirada entre el 30% y el 380% más de Ia longitud original de Ia película base.
En Ia Figura 1, un método para reforzar y pre-estirar película y formar un rollo de película reforzada y pre-estirada con aire atrapado en el que los bordes son suaves y se traslapan para envolver artículos grandes consta de tres pasos:
Un primero paso consiste en laminar una película base de polietileno lineal de baja densidad mono-orientada (LLDPE) desde un rollo de materia prima sin estirar 2OA que esta en un primer rollo 31 con 2, o 3, o 4, o 5, o más bandas de refuerzo 60 entre dos rodillos de presión 49 y 50, soldando o uniendo por calor o ultrasonido entre los rodillos 52 y 53, engargolando los bordes de Ia película base sin estirar 2OA con las bandas de refuerzo que van colocadas sobre los bordes, en la estación de engargolado 56. El requerimiento del producto final determina Ia cantidad de bandas de refuerzo que se requerirán, entre más resistencia se requiere, más bandas de refuerzo son aplicadas. Un segundo paso consiste en pre-estirar una película base de polietileno lineal de baja densidad mono-orientada (LLDPE) que ha sido reforzada con bandas de refuerzo 60 laminadas y soldadas, cuyos bordes han sido engargolados con las bandas de refuerzo lateral 2OB desde una longitud sin estirar de esta, a una longitud deseada para satisfacer los requerimientos de uso, estirando Ia película en dirección de Ia máquina, produciendo líneas de estiramiento 28 paralelas a los bordes de los lados de Ia película en un proceso de estiramiento controlado en dos etapas de estiramiento. La película pre-estirada puede ser estirada cualquier cantidad deseada produciendo una película reforzada y pre-estirada 2OC entre un 30% y 380% mayor que Ia longitud nominal de Ia película base 2OA dependiendo de los requerimientos de uso .
El segundo paso consiste en estirar Ia película reforzada 2OB entre tres rodillos estiradores cubiertos de poliuretano 21, 22 y 23 que giran a diferentes velocidades increméntales individualmente controladas, una primera fase de estiramiento ocurre entre un primer rodillo 21 y un segundo rodillo 22 que estiran Ia película entre el 30% y 150% más de Ia longitud original de Ia película reforzada, y una segunda fase de estiramiento entre el segundo rodillo 22 y un tercer rodillo 23 estirando Ia película entre el 0% y 210% más de Ia longitud original de Ia película que sirve de materia prima. Las velocidades se fijan de acuerdo al estiramiento controlado requerido en cada una de las etapas de estiramiento y se transmiten desde el motor 41 por cadenas y catarinas o por una banda de transmisión síncrona a cada uno de los tres rodillos estiradores recubiertos de poliuretano 21, 22 y 23.
En Ia Figura 4, se muestra esquemáticamente el ensamble de carro de rodillos seguidores 15 que se separa de Ia base de Ia máquina al girar sobre un pivote hacia afuera para permitir alimentar fácilmente Ia película base reforzada sin estirar 2OB que viene desde el primer rollo 31 y pasa por los rodillos de laminado a presión 49 y 50 de bandas de refuerzo, los rodillos de soldado o unión 52 y 53 y Ia estación de engargolado de borde 56. Una vez que se alimenta Ia película reforzada sin estirar a Ia máquina el carro 15 se cierra y es asegurado dentro de su posición cerrado por un par de cilindros neumáticos con Ia película base reforzada 2OB entre los rodillos de estiramiento 21, 22 y 23 y los rodillos seguidores 10, 11, 12, 13 y 14.
En las Figuras 7, 8 y 9, un tercer paso comprende el rebobinado diferencial del segundo rollo 32 de película pre-estirada que consiste en atrapar el aire 27 entre una serie consecutiva de capas de Ia película reforzada y pre-estirada 2OC al girar el segundo rollo 32 para producir espacios de aire 27 entre las capas de Ia película pre-estirada 2OC y produciendo un borde traslapado suave 26, como se puede apreciar en Ia Figura 4A, obteniendo así un segundo rollo 32 acojinado con una característica esponjosa y suave que previene y resiste el daño por caídas debido a que amortigua los golpes.
En las Figuras 7 al 9 el paso de rebobinado diferencial incluye un centro de cartón 33B del segundo rollo 32 que se desliza sobre un mandril de velocidad fija 46 a un ritmo controlado de acuerdo a Ia cantidad de presión ejercida por un cilindro neumático guiado 48 que permite rebobinar el material 2OC en forma diferencial mientras que el rollo 32 crece en diámetro. Este rebobine diferencial realza el hecho de atrapar aire 27 al girar el rollo 32, como se aprecia en Ia Figura 4A, entre las capas de Ia película al ser rebobinadas en el centro de cartón 33B. La velocidad periférica en el mandril de velocidad fija se ajusta entre el 5 al 20% más alto que Ia velocidad periférica del tercer rodillo de estirado 23, Ia presión del cilindro neumático guiado determina el grado de deslizamiento del centro de cartón 33B sobre el mandril fijo, entre menos presión se aplica más aire 27 queda atrapado y el diámetro final del rollo 32 es mayor, entre más presión se aplica menos aire 27 queda atrapado y el diámetro final del rollo 32 es menor. La presión a utilizar Io determina el uso final que se quiera dar al rollo de película reforzada y pre-estirada 2OC.
En uso, Ia película reforzada y pre-estirada 2OC se desenrolla del rollo 32 y se envuelve alrededor de la tarima o algún otro artículo grande, Ia película se adhiere automáticamente a sí misma y asegura Ia tarima o cualquier otro artículo grande al solo dar un estiramiento de 10 a 40 cm. justo antes de dar Ia vuelta a Ia esquina de Ia tarima u articulo a envolver, activando así Ia memoria elástica de Ia película reforzada y pre-estirada sin requerir un estiramiento excesivo al envolver Ia película debido a que ha sido pre-estirada previamente a Ia longitud deseada para el trabajo. Esta película reforzada y pre-estirada 2OC proporciona una mayor fuerza de contención en Ia carga que esta siendo envuelta que una película estirable convencional o incluso que las películas pre-estiradas mencionadas en Ia técnica previa utilizada, permitiendo el uso de menor cantidad de vueltas para lograr Ia misma contención de Ia carga, lo que se traduce en un ahorro significativo para el usuario. Se entiende que Ia descripción anterior se proporciona simplemente para ilustración y no en limitación del invento y se pueden hacer varias modificaciones sin salirse de Ia esencia del invento com o se reivindica.

Claims

REIVINDICACIONESHabiendo descrito suficientemente mi invención, considero como una novedad y por tanto reclamo como de mi exclusiva propiedad, Io contenido en las siguientes cláusulas:
1. Una película reforzada y pre-estirada para envolver artículos grandes, Ia película consta de: una película reforzada y pre-estirada de polietileno lineal mono-orientada de baja densidad (LLDPE) laminada longitudinalmente con dos, tres, cuatro, cinco o más bandas de refuerzo del mismo tipo de material que Ia película base, soldadas o no a dicha película base y engargoladas dichas bandas de refuerzo que quedan laminados en los bordes longitudinales de dicha película base, estirada desde una longitud sin estirar de una película base a una longitud deseada en Ia dirección de máquina para satisfacer los requerimientos de uso en un proceso de estiramiento controlado en dos etapas, Ia película reforzada y pre-estirada teniendo líneas de estiramiento y leves hendiduras mostrando Ia presencia de las bandas de refuerzo en Ia dirección de máquina, Ia película reforzada y pre-estirada embobinada en rollo con espacios de aire entre las capas de Ia película producido por el rebobine diferencial de Ia película reforzada y pre- estirada, y de esa manera atrapar aire entre las capas sucesivas de Ia película reforzada y pre-estirada ya en rollo con bordes suaves y traslapados alrededor del mismo, logrando un rollo acojinado, esponjoso y suave que previene y resiste los daños causados por caída debido a que amortigua los golpes.
2. La película reforzada y pre-estirada de Ia Cláusula 1 en donde Ia longitud de Ia película pre-estirada es entre el 30% y el 380% más largo que Ia longitud de Ia película base.
3. Un método para reforzar y pre-estirar película para envolver artículos grandes consiste en: Un primer paso para reforzar Ia película base al laminar dos, o tres, o cuatro, o cinco o más bandas de refuerzo longitudinales según Ia aplicación de uso, soldar o no dichas bandas de refuerzo por medio de calor o ultrasonido, engargolar las bandas de refuerzo laterales laminados a los bordes de Ia película base. Un segundo paso para pre-estirar una película de polietileno lineal mono-orientada de baja densidad (LLDPE) reforzada con bandas de refuerzo longitudinales del mismo material que Ia película base de una longitud sin estirar de Ia película base a una longitud deseada para satisfacer los requerimientos de uso que estiran Ia película en dirección de máquina en un proceso de estiramiento controlado en dos etapas formando líneas de estiramiento en Ia película en Ia dirección de máquina y enrollando Ia película pre-estirada en un segundo rollo. Un tercer paso donde se rebobina Ia película reforzada y pre-estirada del segundo rollo en forma diferencial atrapando aire entre una serie sucesiva de capas de Ia película reforzada y pre-estirada para producir espacios de aire entre las mismas capas de Ia película reforzada y pre-estirada y produciendo bordes suaves y traslapados alrededor del rollo, creando así un rollo que absorbe golpes teniendo una apariencia esponjoso y suave que previene y resiste el daño causado por caídas debido a su característica para amortiguar los golpes.
4. El método de Ia Cláusula 3 donde el primer paso comprende Ia laminación de dos, o tres, o cuatro, o cinco o más bandas de refuerzo en dirección longitudinal a Ia película base sin estirar.
5. El método de Ia Cláusula 3 donde el primer paso consiste en soldar o no por medio de calor o ultrasonido las bandas de refuerzo longitudinales a Ia película base sin estirar .
6. El método de Cláusula 3 donde el primer paso consiste en engargolar las bandas de refuerzo longitudinal a Ia película base sin estirar en sus dos bordes laterales.
7. El método de Ia Cláusula 3 donde el segundo paso comprende estirar Ia película a una longitud de entre el 30% y el 380% de Ia longitud original de Ia película base.
8. El método de Ia Cláusula 3 en donde el segundo paso incluye estirar Ia película en tres rodillos estiradores recubiertos de poliuretano que giran a diferentes velocidades increméntales individualmente controladas, en donde una primera fase de estiramiento controlado ocurre entre un primer rodillo y un segundo rodillo estirador recubiertos de poliuretano y una segunda fase de estiramiento controlado que ocurre entre el segundo y el tercer rodillo estirador recubiertos de poliuretano.
9. El método de Ia Cláusula 3 en donde el tercer paso de rebobine diferencial que consiste en proveer un centro de cartón del segundo rollo que se desliza sobre un mandril de velocidad fija a un deslizamiento controlado por Ia cantidad de presión ejercida por un cilindro neumático guiado que Ie permite a Ia película reforzada y pre-estirada enrollarse mientras el diámetro del segundo rollo crece en diámetro.
10. El método de Ia Cláusula 9 en donde Ia velocidad periférica del mandril de rebobine de velocidad fija se regula entre un 5% al 20% más alto que Ia velocidad periférica del tercer rodillo estirador para facilitar el atrapar aire entre las capas sucesivas de película reforzada y pre-estirada que se están envolviendo en un segundo roilo .
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