ES2199781T3 - Un procedimiento para la fabricacion de espatulas de punta blanda. - Google Patents
Un procedimiento para la fabricacion de espatulas de punta blanda.Info
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Abstract
Un procedimiento para la fabricación de una espátula o cuchillo de revestimiento o parcheo que comprende una banda (1) de acero u otro material con forma estable y un recubrimiento de polímero (5) resistente al desgaste aplicado sobre dicha banda a lo largo de una sección de borde longitudinal de la misma sometida a desgaste, que comprende las etapas siguientes: a) proporcionar un movimiento relativo continuo entre dicha banda (1) y una estación de aplicación y tratamiento (21, 23, 27); y b) aplicar continua en dicha estación de una composición de polímero de curado rápido a lo largo de dicha sección (5) de borde, caracterizado por c) permitir que la composición aplicada se extienda de forma que alcance las zonas más alejadas de dicha sección de borde y luego cure para formar un recubrimiento elástico no pegajoso; y, opcionalmente d) curar posteriormente el revestimiento a una temperatura más elevada.
Description
Un procedimiento para la fabricación de espátulas
de punta blanda.
La presente invención se refiere a procedimientos
para la fabricación de espátulas o cuchillas de recubrimiento o
parcheo que comprenden una banda de acero o de otro material con
forma estable y un revestimiento resistente al desgaste aplicado
sobre dicha banda a lo largo de una sección del borde longitudinal
de la misma expuesta al desgaste.
Las cuchillas de recubrimiento o parcheo
calzadas con material de caucho o blando se preparan en la
actualidad solamente mediante el moldeo en un molde cerrado en el
que se coloca una banda de acero o de otro material con forma
estable que constituye la base para el moldeo. En el extremo
inferior de un molde precalentado se inyecta una mezcla líquida de
componentes hasta que la misma aparece por el extremo superior
opuesto. Se debe tener cuidado para evitar la introducción de
burbujas de aire en el material líquido y no deberá tener lugar
ninguna fuga desde el molde. Sobre las superficies del molde se
aplica un agente de demoldeo, basado normalmente en siliconas, para
evitar que se pegue el material curado. Una vez relleno, se
introduce el molde en un horno de aire en circulación a 80º - 110º
hasta que tiene lugar el curado de forma que las cuchillas puedan
extraerse del molde. Esto normalmente dura entre 45 y 180 minutos.
Después del desmoldeo las cuchillas se vuelven a curar a 80º - 110º
durante 12 a 24 horas.
Este procedimiento discontinuo se asocia con
diferentes desventajas, entre las que los problemas principales
son:
- el procedimiento se realiza con una baja
productividad;
- se requiere un nuevo molde para cada nueva
configuración y longitud de cuchilla;
- los costes de fabricación del molde son altos,
especialmente en el caso de grandes moldes con perfiles
complejos;
- cuanto mayor sea el molde, mayor será el horno
adecuado para precalentar el molde y curar el material de caucho o
blando, y más alta será la presión necesaria para llenar el
molde;
- existen limitaciones en cuanto a la longitud de
la cuchilla debido a dificultades en el llenado del molde sin que
aparezcan defectos, la necesidad de tiempo de secado más largo y
viscosidades más bajas, aumentando el peso del molde, tiempo de
apertura, cierre y limpieza del molde, etc.
El documento EP A2 0 369 181 es un ejemplo de una
técnica con cierta relación, en el que la sección del borde de
láminas de metal delgadas, principalmente para conseguir protección
contra la corrosión, se recubre en ambas caras incluyendo la
porción del borde de las mismas con un material de obturación. Este
revestimiento por ambas caras, del borde se realiza con su
configuración definitiva por extrusión a través de una boquilla
con la configuración correspondiente. Sin embargo, el documento no
se refiere a cuchillas de recubrimiento o parcheo, ni guarda el
perfil protector obtenido por el procedimiento ninguna relación
con la presente invención.
Por estas y otras razones es deseable desarrollar
un procedimiento continuo económico para producir tales cuchillas
sin limitaciones en cuanto a longitud y configuración.
Un objeto de la invención es proporcionar un
procedimiento continuo para la fabricación de espátulas cuchillas
de recubrimiento o parcheo con un revestimiento de caucho o
material blando resistente al desgaste.
Otro objeto de la invención es conseguir tal
procedimiento que no implique limitaciones en cuanto a longitud de
cuchilla y a configuración de la cuchilla recubierta.
Otro objeto adicional de la invención es
proporcionar un procedimiento continuo que sea comercialmente
competitivo y flexible para satisfacer las necesidades de los
consumidores.
Para estos y otros objetos que podrán
comprenderse con claridad de la siguiente descripción, la
invención proporciona un procedimiento continuo para la fabricación
de cuchillas de revestimiento o de parcheo que comprende una banda
de acero o de otro material de forma estable y un revestimiento de
polímero resistente al desgaste aplicado sobre dicha banda a lo
largo de una sección de borde longitudinal de la misma sujeta a
desgaste. El procedimiento incluye las etapas siguientes:
a) proporcionar un movimiento continuo relativo
entre dicha banda y una estación de aplicación y tratamiento;
b) aplicar continuamente en dicha estación de una
composición de polímero de curado rápido a lo largo de dicha
sección de borde;
c) permitir que la composición aplicada se
extienda de forma que alcance los extremos más alejados de dicha
sección de borde y luego cure para formar un revestimiento elástico
no pegajoso; y, opcionalmente
d) curar posteriormente el revestimiento a una
temperatura más alta.
De acuerdo con una realización alternativa de tal
proceso continuo, se incluye las siguientes etapas:
a) proporcionar un movimiento relativo continuo
entre una segunda banda de doble ancho comparada con la primera
banda citada y una estación de aplicación y tratamiento;
b) suministrar continuamente en dicha estación
una composición de curado rápido a lo largo de una sección
longitudinal central de doble ancho en comparación con dicha
sección de borde;
c) permitir que la composición aplicada se
extienda en el ancho deseado y luego cure para formar un
revestimiento elástico no pegajoso y, opcionalmente, un curar
posteriormente el revestimiento a una temperatura más alta; y
d) cortar longitudinalmente de dicha segunda
banda a lo largo de la mediana de la sección central revestida de
la misma para formar dos cuchillas con filos revestidos.
En el procedimiento de acuerdo con la invención
se prefiere introducir antes de la aplicación de la etapa b)
anterior una etapa de creación de una superficie rugosa en dicho
borde o sección central para mejorar la adherencia del
revestimiento.
También se prefiere, para mejorar más la
adherencia del revestimiento el aplicar una imprimación antes de
la aplicación de la etapa b) anterior.
De acuerdo con una realización preferida de la
invención la composición de polímero de curado rápido tiene tiempo
de secado de aproximadamente
5 a 30 seg.
5 a 30 seg.
Entre los polímeros de curado rápido preferidos
se puede mencionar los seleccionados de entre los poliuretanos,
polímeros de estireno-butadieno, poliolefinas,
cauchos nitrílicos, cauchos naturales, poliacrilatos,
policloropreno, elastómeros termoplásticos, y polisiloxanos. Se
prefiere en particular utilizar como polímero un poliuretano.
Una composición de curado rápido adecuada es una
composición de poliuretano líquido de 3 componentes que contiene
un prepolímero, un poliol y un alargador de cadena. Tal
composición es mezclada continuamente con una solución
catalizadora, aplicando después la mezcla sobre la banda a
revestir.
El ancho del revestimiento es preferiblemente de
5 a 40 mm, aproximadamente, y un espesor preferido es de 1 a 3 mm
aproximadamente.
Después del curado del revestimiento se prefiere
someter el revestimiento a un rectificado o amolado para obtener
el perfil o configuración deseados.
La presente invención se describirá a
continuación con referencia al dibujo adjunto, en el que:
La Figura 1 es una vista diagramática de una
banda que se mueve continuamente, ilustrando también el
revestimiento a aplicar;
la Figura 2 es una vista correspondiente al
procedimiento alternativo de fabricación simultánea de dos
cuchillas de filo blando; y
la Figura 3 es una vista lateral diagramática de
un conjunto para la realización del proceso continuo de acuerdo
con la invención.
Una secuencia preferida de las etapas del proceso
se describe a continuación en términos generales, pero se ha de
observar que la presente invención no queda limitada a tales
etapas aparte de las definidas en las reivindicaciones anexas.
Esta etapa incluye la preparación de la
superficie de un sustrato metálico laminada en frío que tiene un
espesor de entre 0,1 y 1,5 mm, un ancho de 50 a 200 mm y una
longitud de hasta 100 m. La zona de la superficie de la cuchilla que
debe recibir el depósito del material blando (borde o centro) se
hace rugosa mediante chorro de arena y opcionalmente después de
desengrasa y limpia. El ancho de la superficie rugosa es de 5 a 40
mm (se ha de doblar estas cifras para el depósito central).
Esta etapa es la relacionada con la deposición de
un adherente o imprimación. Con el fin de obtener una buena
adherencia entre la composición de material blando y el sustrato de
base se prefiere la aplicación de una capa de adhesivo intermedio.
El disolvente o solución de adherente o imprimación con soporte de
agua se aplica sobre la zona de superficie tratada con chorro de
arena mediante uno cualquiera de los métodos siguientes: rociado,
aplicación a brocha, aplicación con rodillo, aplicación con
espátula, recubrimiento a chorro, etc de tal forma que se produzca
un revestimiento uniforma y liso con un espesor en seco de 5 a 30
\mum. Con el fin de ayudar y acelerar la evaporación del
disolvente o del agua se puede pasar la cuchilla por un túnel de
secado con aire caliente, tras lo cual el revestimiento se queda
libre de pegamento permitiendo el curvado de la cuchilla
revestida.
La composición de material blando se aplica
encima de la capa intermedia de imprimación empleando una mezcla a
baja (o alta) presión y una máquina de dosificado que permita el
manejo de sistemas de resina multicomponente de curado muy rápido
con vidas de crisol con valores tan pequeños como 5 a 30 segundos.
Los componentes de resina mezclados se vierten directamente desde
la cámara de mezclado sobre el sustrato metálico en movimiento a
través de una boquilla adecuada.
Durante los 5 a 30 segundos de tiempo de secado,
la resina se extiende hasta que alcanza el borde del sustrato o
permanece en el centro de la cuchilla de doble ancho, dependiendo
de la posición de la boquilla. Tras este muy corto tiempo, la
viscosidad aumenta debido a la reacción de los componentes e impide
una mayor extensión o goteo desde el borde del sustrato en la
alternativa de revestimiento del borde de la cuchilla de ancho
sencillo. Antes de que la resina aplicada alcance el punto de
curvado de la cuchilla se ha endurecido o curado hasta el punto de
hacerse elástica y libre de pegamento y la cuchilla puede
enrollarse utilizando un espaciador para evitar daños en la
superficie. El ancho y espesor de la tira aplicada son controlados
por el caudal y la velocidad lineal del sustrato, pero depende
también de la reología inicial y tiempo de secado que corresponden
a la velocidad de aumento de la viscosidad de la formulación. El
tiempo de secado se controla por el tipo y concentración del
catalizador de curado.
Normalmente se consigue un ancho de 5 a 40 mm y
un espesor de 1 a 3 mm, cuando se aplica un caudal de 0,25 a 1,5
kg/min y una velocidad lineal de 1,5 a 10 m/min de la banda en
desplazamiento.
Con el fin de obtener unas propiedades mecánicas
óptimas de la composición tipo caucho se aplica un tratamiento
térmico para un curado posterior adicional del material. Esto
puede realizarse directamente en la cuchilla enrollada de la Etapa
3 introduciendo la misma en un horno con aire en circulación durante
16 a 24 horas a 80º a 85ºC.
Finalmente, el depósito tipo caucho con curado
posterior se rectifica o amola hasta la forma y configuración
deseadas, y las cuchillas se cortan a las dimensiones deseadas. En
el caso alternativo de un depósito en el centro del sustrato, se
corta primero la cuchilla longitudinalmente en dos mitades mediante
un rayo láser o cualquier otro dispositivo de corte.
El dibujo muestra diagramáticamente las dos
alternativas de la fabricación de la cuchilla en las Figuras 1 y
2, así como una máquina adecuada preparada para el proceso
continuo de acuerdo con la Figura 3.
En la Figura 1 se muestra una banda de acero 1 en
desplazamiento moviéndose en el sentido de la flecha a). La
boquilla 3 de resina aplica la composición de resina que se
ensancha hasta la tira 5 deseada alcanzando un borde de la cuchilla
1.
La Figura 2 muestra la alternativa de una
fabricación simultánea de dos cuchillas utilizando una cuchilla 9
de doble ancho y la aplicación de un revestimiento 13 de doble
ancho mediante una boquilla 11 de aplicación. Después del curado del
revestimiento 13 se corta la cuchilla longitudinalmente en dos
mitades a lo largo de la línea 15 mediante un rayo láser o
cualquier dispositivo de corte.
La Figura 3 muestra diagramáticamente una vista
lateral de un conjunto de máquina para la realización del proceso
continuo de acuerdo con la invención. Una banda de acero 1 es
suministrada por un carrete 19 de almacenaje y se desplaza a través
de un túnel 21 de aire caliente para un precalentamiento y secado.
Una cámara de mezclado 23 provista de una boquilla 25 de
aplicación se sitúa por encima de la banda 1 en desplazamiento y
aplica una composición de revestimiento a lo largo del borde de la
banda 1 como se muestra en la Figura 1. La banda 1 revestida pasa
además a través de un túnel 27 de aire caliente a efectos de
curado y la banda 1 con el revestimiento aplicado elástico libre
de pegamento se arrolla sobre un carrete 29 utilizando un
espaciador para evitar daños superficiales y también para compensar
el espesor del revestimiento. Luego se rectifica o amola la
cuchilla revestida hasta la forma y configuración deseadas y la
banda se corta a las longitudes deseadas según la necesidad de los
consumidores.
Los ejemplos siguientes muestran mejor la
invención mediante realizaciones específicos de la misma. Sin
embargo, se deberá tener en cuenta que la invención no queda
limitada por estos ejemplos.
Un carrete de acero laminado en frío con un
espesor de 0,635 mm, un ancho de 100 mm y una longitud de 30 m, se
somete a tratamiento de chorro de arena en un lado en una zona que
forma una tira longitudinal de 3 cm de ancho desde un borde,
utilizando Edelkorund weiss (WSK) F 180 (Treibacher). La
zona superficial rugosa se reviste de forma continua con un agente
adhesivo tal como Chemosil 597 E (Henkel) empleado para
favorecer la adherencia de los poliuretanos colados al acero. La
solución de agente adhesivo o de unión se aplica sin diluir por
medio de una cuchilla de acero doblada de 0,15 mm de grosor y 4 cm
de ancho para cubrir toda la zona chorreada con arena con una
película uniforme y suave con un espesor en seco aproximado de 15
\mum. Tras la evaporación del disolvente, el carrete de acero
revestido so somete opcionalmente a un curado en un horno con aire
en circulación a 85ºC durante 2 horas.
La composición líquida de poliuretano fundido
empleada para recubrir la cuchilla se aplica encima de la tira de
recubrimiento de agente adhesivo por medio de una máquina de
mezclado y dosificado a baja presión equipada con un dispositivo
para inyectar un catalizador directamente en la cámara de mezclado.
El PUR de 3 componentes está formulado como una composición de muy
rápido curado mediante la inyección de una solución catalizadora de
alta eficacia directamente en la cámara de mezclado. La
composición está hecha de un MDI (Prepolímero "quasi" poliéster
que tiene un contenido de isocianato del 16,4%, tal como el
Ureflex® MDQ 23165 (Baulé), un Poliéster Poliol
Ureflex® D20 (Baulé) y un alargador de cadena
1,4-Butanediol (Baulé), mezclado en una proporción
de 100:140:10,4 respectivamente. La solución catalizadora
Ureflex® SD6 (Baulé) se introduce directamente en la cámara
de mezclado en una relación del 2% de la salida total de 0,25
Kg/min, proporcionando un tiempo de secado de aproximadamente 15
segundos y una vida de gel de aproximadamente 30 segundos. La mezcla
líquida se aplica a 1 cm del borde dentro de la tira de 3 cm de
ancho del agente adhesivo sobre el sustrato que se mueve a una
velocidad lineal de 3,3 m/min. El sustrato en movimiento se
arrolla a 4 m de distancia del punto de vertido, dando tiempo
suficiente para que el poliuretano se convierta en gel no pegajoso,
a la vez que se utiliza un espaciador para evitar daños en la
superficie del elastómero de poliuretano aplicado durante la
operación de arrollado. El carrete de sustrato arrollado y el
espaciador se someten luego a un tratamiento térmico en un horno
con aire circulante a 85ºC durante 24 horas. Después del
enfriamiento, el carrete se desenrolla no mostrando ninguna
deformación en el sustrato metálico. La tira de elastómero de
poliuretano totalmente curada presenta una dureza A shore de 70 a
73 (medida en la cuchilla), un ancho de 3 cm y un espesor de 2,5
mm, obtenidos en una pasada. Finalmente las cuchillas se rectifican
de forma continua hasta su configuración final, y se cortan a la
longitud deseada.
El Ejemplo I se repite utilizando una banda de
acero con un ancho de 200 mm, quedando la zona a recubrir
posicionada centralmente y teniendo un ancho de 6 cm. Esta zona se
trata y recubre como se describe en el Ejemplo I y luego se corta
la banda con láser a lo largo de la mediana de la zona recubierta,
y el afilado o amolado del filo se realiza hasta obtener la
configuración de la cuchilla deseada.
La invención se ha descrito anteriormente
mediante ejemplos específicos y una secuencia de etapas incluidas
en el proceso continuo de acuerdo con la invención. Sin embargo,
para el experto en la materia resulta obvio que se puede modificar
el proceso de diferentes maneras sin alejarse del concepto
inventivo de acuerdo con las reivindicaciones anexas. Con dichas
reivindicaciones se pretende abarcar todas tales
modificaciones.
Claims (10)
1. Un procedimiento para la fabricación de una
espátula o cuchillo de revestimiento o parcheo que comprende una
banda (1) de acero u otro material con forma estable y un
recubrimiento de polímero (5) resistente al desgaste aplicado sobre
dicha banda a lo largo de una sección de borde longitudinal de la
misma sometida a desgaste, que comprende las etapas
siguientes:
siguientes:
a) proporcionar un movimiento relativo continuo
entre dicha banda (1) y una estación de aplicación y tratamiento
(21,23,27); y
b) aplicar continua en dicha estación de una
composición de polímero de curado rápido a lo largo de dicha
sección (5) de borde, caracterizado por
c) permitir que la composición aplicada se
extienda de forma que alcance las zonas más alejadas de dicha
sección de borde y luego cure para formar un recubrimiento elástico
no pegajoso; y, opcionalmente
d) curar posteriormente el revestimiento a una
temperatura más elevada.
2. Un procedimiento para la fabricación de una
cuchilla con recubrimiento o parcheo que comprende una primera
banda (1) de acero o de otro material con forma estable y un
revestimiento de polímero (5) resistente al desgaste aplicado sobre
dicha banda a lo largo de una sección de borde longitudinal de la
misma sometida a desgaste, caracterizado por las etapas
siguientes:
a) proporcionar un movimiento continuo relativo
entre una segunda banda (9) de doble ancho comparada con dicha
primera banda y una estación de aplicación y tratamiento
(21,23,27);
b) suministrar continuamente en dicha estación
una composición de curado rápido a lo largo de una sección central
longitudinal (13) de doble ancho comparada con dicha sección (5)
de borde;
c) permitir que la composición aplicada se
extienda en el ancho deseado y luego curar hasta formar un
revestimiento elástico no pegajoso y, opcionalmente, curar
posteriormente a una temperatura más
elevada; y
elevada; y
d) cortar longitudinalmente dicha segunda banda a
lo largo de la mediana de la sección central revestida de la misma
para formar dos cuchillas con filos revestidos.
3. Un procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1 o la 2, caracterizado porque se da
rugosidad a dicho borde (5) o sección central (13) antes de la
aplicación de la etapa b) para mejorar la adherencia del
revestimiento.
4. Un procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, 2 ó 3, caracterizado por la aplicación de
una imprimación antes de la aplicación de la etapa b) para una
mejora adicional de la adherencia del revestimiento.
5. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en el que la composición de
polímero de rápido curado tiene un tiempo de secado de 5 a 30
segundos aproximadamente.
6. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en el que dicha composición de
polímero está basada en un polímero seleccionado de entre los
poliuretanos, polímeros de estireno-butadieno,
poliolefinas, cauchos de nitrilo, cauchos naturales, poliocrilatos,
policloropreno, elastómeros termoplásticos, y polisiloxanos.
7. Un procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 6, en el que dicho polímero es un poliuretano.
8. Un procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 7, en el que una composición de poliuretano líquido
de 3 componentes que contienen un prepolímero, un poliol y un
alargador de cadena se mezcla en continuo con una solución
catalizadora aplicando luego la mezcla sobre dicha banda.
9. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en el que dicho polímero se
aplica en un ancho de 5 a 40 mm aproximadamente y un espesor de 1 a
3 mm aproximadamente.
10. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en el que dicho revestimiento de
polímero se somete después del curado a una operación de
rectificado para obtener un perfil deseado.
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