ES2203527T3 - Metodo y aparatos para termoformacion de hojas de plastico. - Google Patents

Metodo y aparatos para termoformacion de hojas de plastico.

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ES2203527T3 ES00972965T ES00972965T ES2203527T3 ES 2203527 T3 ES2203527 T3 ES 2203527T3 ES 00972965 T ES00972965 T ES 00972965T ES 00972965 T ES00972965 T ES 00972965T ES 2203527 T3 ES2203527 T3 ES 2203527T3
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Abstract

Método para conformar hojas de plástico, comprendiendo el método los pasos de: (a) soportar una matriz (o un sustrato) (12) entre y a una distancia de hojas de plástico (36) en un recinto, (b) evacuar aire del recinto, y (c) empujar las hojas de plástico (36) haciendo así que las mismas establezcan contacto con las caras opuestas de la matriz (o del sustrato) (12) mientras se mantiene un vacío o un vacío considerable entre las hojas de plástico (36).

Description

Método y aparatos para termoformación de hojas de plástico.
Esta invención se refiere a un método y aparato para conformar hojas de plástico, y más en particular, pero no exclusivamente, para conformar y encolar hojas de plástico sobre las caras opuestas de un sustrato.
La US 5387452 describe un proceso para encolar hojas de plástico sobre las caras opuestas de un sustrato.
Según un primer aspecto de la presente invención, se aporta un método para conformar hojas de plástico, comprendiendo el método los pasos de:
(a) soportar una matriz (o un sustrato) entre y a una distancia de hojas de plástico en un recinto,
(b) evacuar aire del recinto, y
(c) empujar las hojas de plástico haciendo así que las mismas establezcan contacto con las caras opuestas de la matriz (o del sustrato) mientras se mantiene un vacío o un vacío considerable entre las hojas de plástico.
Preferiblemente, cuando están soportadas en el recinto, las hojas de plástico dividen el recinto en tres cámaras, una de las cuales está entre las hojas de plástico, mientras que las otras dos de dichas tres cámaras son puestas en comunicación con la atmósfera para así empujar las hojas de plástico para así hacer que las mismas establezcan contacto con las caras opuestas de la matriz (o del sustrato). En este caso, dichas otras dos cámaras pueden ser puestas a presión durante la etapa final de la operación de conformación.
Preferiblemente, el método comprende además el paso de calentar las hojas de plástico hasta una temperatura elevada antes del paso (c). En este caso, las hojas de plástico pueden ser calentadas hasta una temperatura superior a su temperatura de reblandecimiento. Ventajosamente, las hojas de plástico pueden ser calentadas por medios calentadores dispuestos dentro del contenedor. Los medios calentadores pueden ser medios calentadores de rayos infrarrojos o placas calentadoras.
En una realización, son calentadas membranas por los medios calentadores, y las membranas calentadas transfieren calor a las hojas de plástico y empujan las hojas de plástico para así hacer que las mismas establezcan contacto con las caras opuestas de la matriz (o del sustrato). En este caso, las hojas de plástico y las membranas pueden dividir el recinto en cinco cámaras.
Preferiblemente, el método es para conformar y encolar hojas de plástico sobre las caras opuestas de un sustrato y comprende los pasos (a), (b) y (c) anteriormente expuestos y adicionalmente un paso de recubrir el sustrato y/o las hojas de plástico con adhesivo antes del paso (b).
Según un segundo aspecto de la invención, se aporta un aparato para conformar hojas de plástico o para conformar y encolar hojas de plástico sobre las caras opuestas de un sustrato, comprendiendo el aparato un alojamiento, medios para soportar una matriz (o un sustrato) en el alojamiento, medios para soportar las hojas de plástico mutuamente distanciadas en torno al alojamiento, tapas separables susceptibles de ser unidas herméticamente al alojamiento, medios calentadores para calentar las hojas de plástico, y medios para evacuar o evacuar considerablemente el aire de un recinto que queda formado cuando las tapas están unidas herméticamente al alojamiento.
Preferiblemente, cada una de las tapas tiene una junta hermética periférica asociada a la misma para aprisionar una de las hojas de plástico entre el alojamiento y la tapa correspondiente, de forma tal que las hojas de plástico dividen el recinto en cámaras primera, segunda y tercera. En este caso, los medios de evacuación de aire son para evacuar selectivamente las cámaras primera, segunda y tercera.
El aparato puede comprender además medios para soportar una membrana entre los medios calentadores y cada hoja de plástico de forma tal que, en uso, las hojas de plástico y las membranas dividen el recinto en cinco cámaras. En este caso, los medios de evacuación de aire pueden ser para evacuar selectivamente las cinco cámaras.
Preferiblemente, el aparato puede comprender un mecanismo móvil que traslade la matriz (o el sustrato) al interior del alojamiento.
Preferiblemente, los medios calentadores, que son típicamente medios calentadores de rayos infrarrojos, están dispuestos en cada una de las tapas. Sin embargo, como alternativa, los medios calentadores pueden ser independientes de las tapas.
Se describe a continuación de manera más pormenorizada la invención a título de ejemplo y haciendo referencia a los dibujos acompañantes, en los cuales:
La Figura 1 es una sección vertical de una primera realización de un aparato para conformar dos hojas de plástico o para conformar y encolar dos hojas de plástico sobre un sustrato, según el segundo aspecto de la invención, y
las Figuras 2a y 2b son secciones verticales de una segunda realización del aparato, según el segundo aspecto de la invención.
Haciendo referencia a la Figura 1, el aparato que está ilustrado en la misma comprende un alojamiento 10 del sustrato en cuyo interior puede ser introducido longitudinalmente en la dirección A un sustrato 12 que puede ser fijado en la dirección lateral pudiendo ser soltado.
Perfiles extremos en U 14 y 16 del alojamiento 10 del sustrato son susceptibles de ser incorporados de manera hermética pudiendo ser separados.
Alas 18 salientes hacia el exterior, que soportan juntas herméticas 20, quedan previstas a ras de los extremos abiertos superior e inferior del alojamiento 10 del sustrato.
Tapas 22 son susceptibles de ser montadas de forma tal que pueden ser desmontadas y quedan alineadas con el alojamiento 10 del sustrato. Están previstas en los extremos abiertos de las tapas 22 alas 24 que soportan juntas herméticas 26 y están en correspondencia con las alas 18 y las juntas herméticas 20. De esta manera puede ser formado un recinto hermético en torno al sustrato 12. Están previstos en cada una de las tapas 22 calentadores de rayos infrarrojos 28.
Están también previstas tres aberturas 30, 32 y 34 para evacuar aire del interior del contenedor. La abertura 30 está conectada a la tapa superior 22 en un punto situado encima del ala 24. La abertura 32 está conectada al perfil extremo en U 16 del alojamiento 10 del sustrato entre las alas 18 y en un punto que es en sustancia coplanar con el sustrato 12 cuando el mismo ha sido introducido. La abertura 34 está conectada a la tapa inferior 22 en un punto situado debajo del ala 24.
En uso, el sustrato 12, que es típicamente un producto de madera, es recubierto con adhesivo, que es típicamente un adhesivo del tipo de los que forman una película seca y son activados por el calor, en las caras superior e inferior antes de ser introducido, posiblemente sobre un transportador replegable, en el interior del alojamiento 10 del sustrato. El sustrato 12 es entonces típicamente sujetado en su sitio en elementos que constituyen paredes laterales independientes (no ilustrados), y los perfiles extremos en U 14 y 16 del alojamiento 10 del sustrato son incorporados de manera que pueden ser separados entre los elementos que constituyen paredes laterales, de forma tal que queda formado un cierre hermético. Una hoja de plástico 36, que es típicamente de PVC, ABS u otro termoplástico, es colocada sobre cada una de las juntas herméticas 20, y las tapas 22 son entonces colocadas sobre cada una de las hojas de plástico 36 de forma tal que las juntas herméticas 26 quedan aplicadas herméticamente a las hojas de plástico 36. Las tapas superior e inferior 22 son entonces sujetadas en posición al alojamiento 10 del sustrato. El sustrato está distanciado de las hojas de plástico. Es así formado un cierre hermético por las hojas de plástico 36 interpuestas entre las juntas herméticas 20 y 26 soportadas por las alas 18 y 24, y queda formado un recinto que comprende las cámaras primera, segunda y tercera 38, 40 y 42. Obviamente, las caras de revestimiento de las hojas de plástico 36 pueden ser recubiertas con el adhesivo en lugar de recubrir el sustrato 12, o además de ello.
Las cámaras 38, 40 y 42 son entonces evacuadas a través de las aberturas 30, 32 y 34, respectivamente, hasta un vacío absoluto de al menos 920 milibares, e idealmente hasta 970-980 milibares para los sustratos permeables y hasta 990 milibares para los sustratos no permeables. Una vez que ha sido alcanzado el necesario nivel de vacío, son activados los calentadores 28 para calentar las hojas de plástico 36 hasta una temperatura superior a su temperatura de reblandecimiento (que es típicamente una temperatura de 110ºC a 170ºC). Al ser alcanzada la temperatura requerida, son desconectados los calentadores 28, y es entonces admitido aire a través de las aberturas 30 y 34 al interior de las cámaras 38 y 42, mientras que a la cámara 40 se la mantiene evacuada. El aire admitido obliga a las hojas de plástico 36 calentadas a establecer íntimo contacto con las caras superior e inferior del sustrato 12, que están recubiertas con adhesivo. Las hojas de plástico 36 calentadas activan el adhesivo termosensible, y es formada una unión entre el sustrato 12 y cada una de las hojas 36. El vacío es mantenido en la cámara 40 hasta que las hojas de plástico 36 están lo suficientemente duras y las uniones son lo suficientemente fuertes como para permitir la manipulación. En este punto, la cámara 40 es puesta en comunicación con la atmósfera, y las tapas 22 pueden ser retiradas para permitir el enfriamiento. El sustrato revestido puede ser entonces retirado, y se le pueden repasar los bordes.
En la práctica, las hojas de plástico 36 pueden combarse al ser calentadas. Si esta combadura es excesiva, la hoja inferior puede llegar a establecer contacto con el calentador inferior 28, con lo cual se fundirá, y la hoja superior puede llegar a establecer contacto con el sustrato, con lo cual será ocasionado prematuramente un punto frío y tendrá lugar una mala conformación. Para superar este inconveniente, la combadura de las hojas puede ser supervisada utilizando "ojos mágicos" del tipo de los de exploración. Cuando la combadura llegue a ser excesiva, las presiones relativas reinantes en las cámaras 38, 40 y 42 pueden ser ajustadas para elevar la hoja correspondiente usando la presión diferencial de aire.
En una modificación, los calentadores de rayos infrarrojos 28 pueden ser sustituidos por placas calentadoras. En este caso, las cámaras 38 y 42 serán evacuadas a través de las aberturas 30 y 34, con lo cual las hojas de plástico 36 serán llevadas a establecer contacto directo con las placas calentadoras. Una vez que las hojas de plástico 36 hayan alcanzado la temperatura requerida, las placas calentadoras serán desconectadas, y a través de las aberturas 30 y 34 será admitido aire al interior de las cámaras 38 y 42 tras haber sido evacuado de la cámara 40 aire a través de la abertura 32. De esta manera se logra que sean establecidos entre las hojas de plástico 36 y el sustrato 12 un similar contacto íntimo y una unión similar.
En una modificación adicional, puede ser interpuesta una membrana (no ilustrada) entre cada calentador de rayos infrarrojos 28 o placa calentadora y cada hoja de plástico 36. En este caso será apropiadamente dispuesta una abertura adicional (no ilustrada) para evacuar o admitir aire de o al interior de la cámara que queda formada entre cada membrana y hoja de plástico 36. En lugar de las hojas de plástico 36, serán calentadas por los calentadores de rayos infrarrojos 28 o por las placas calentadoras como se ha descrito anteriormente las membranas. Una vez desconectados los calentadores, es evacuado aire de entre las membranas y las hojas de plástico y es admitido de nuevo aire al interior de las cámaras 38 y 42, con lo cual se permite que las membranas establezcan contacto con las hojas de plástico 36 calentándolas así. De ser necesario, en este momento puede hacerse que circule aire caliente en las cámaras 38 y 42, y/o pueden ser activados los calentadores de rayos infrarrojos 28. Entonces es evacuado aire de la cámara 40 a través de su abertura 32 y opcionalmente de las cámaras 38 y 42, también si ello es necesario. Una vez que la cámara 40 haya sido suficientemente evacuada, las cámaras 38 y 42 son puestas en comunicación con la atmósfera o bien son incluso puestas a presión positiva, con lo cual las membranas obligan a las hojas de plástico 36 a establecer íntimo contacto con un sustrato 12 y unirse al mismo.
En esta modificación anteriormente descrita, las membranas son separadas de las hojas de plástico 36 a base de poner a presión positiva a través de las respectivas aberturas las cámaras formadas entre las membranas y las hojas de plástico 36.
Adicionalmente o bien como alternativa, las membranas pueden ser calentadas mediante aceite o agua o mediante elementos calentadores eléctricos incorporados dentro de las membranas.
En una segunda realización de la presente invención, los números de referencia iguales hacen referencia a elementos iguales. Para permitir un incremento de la productividad, el sustrato 12 puede ser montado en el alojamiento 10 del sustrato en un primer sitio de carga, y los perfiles extremos en U 14 y 16 pueden ser montados en un segundo sitio de montaje. Los calentadores de rayos infrarrojos 28 no tienen que estar necesariamente montados en las tapas 22. Haciendo referencia a las Figuras 2a y 2b, los calentadores 28 pueden ser susceptibles de ser situados en torno al alojamiento 10 del sustrato, que contiene el sustrato 12, para que las hojas de plástico 36, que son mantenidas en su sitio por juntas herméticas sujetables 126, sean calentadas hasta la temperatura deseada. Si el alojamiento 10 del sustrato lleva también las membranas, como se ha descrito anteriormente, éstas serán entonces también calentadas hasta una temperatura deseada junto con las hojas de plástico 36. El alojamiento 10 del sustrato es entonces posicionado con respecto a las tapas 122. Las tapas 122 son unidas al alojamiento 10 del sustrato de forma tal que por medio de las juntas herméticas auxiliares 144 forman un cierre hermético con el mismo, y comienza la evacuación, análogamente a la primera realización. Una vez concluida la conformación y la unión de las hojas de plástico 36 al sustrato 12, las tapas 122 pueden ser retiradas, y el alojamiento 10 del sustrato puede ser trasladado a un sitio para el enfriamiento. El sustrato revestido puede ser retirado en un sitio de descarga final.
En una modificación de la segunda realización, puede ser deseable que el alojamiento 10 del sustrato, conteniendo el sustrato 12 montado, permanezca estacionario mientras los componentes periféricos son sucesivamente posicionados en relación con el mismo.
En una adicional modificación de lo anteriormente descrito, puede ser deseable poner a presión las cámaras superior e inferior 38 y 42, típicamente con aire a una presión de 0,34 a 20,68 bares (de 5 a 300 psi) (psi = libras/pulgada^{2}) durante la etapa final de la operación de conformación y encolado.
Con el aparato anteriormente descrito, cuando no se usen membranas es posible conformar y unir a un sustrato hojas de plástico que tengan un espesor situado típicamente dentro de la gama de espesores que va desde 0,4 hasta 3,0 milímetros, formando así sobre el sustrato fuertes revestimientos resistentes al agrietamiento. Cuando se usen membranas, es posible conformar y encolar hojas que tengan un espesor situado típicamente dentro de la gama de espesores que va desde 0,2 mm hasta 0,5 mm.
Típicamente, el aparato anteriormente descrito puede ser usado para conformar y unir hojas de plástico a un sustrato de forma tal como una puerta. Además de estar hecho de madera, el sustrato puede estar hecho de una espuma, un caucho, un plástico o un metal adecuado, o de cualesquiera combinaciones de los mismos.
El método anteriormente descrito puede ser también usado para conformar simultáneamente dos hojas de plástico para darles una forma deseada. En este caso, el sustrato simplemente actúa como una matriz, y no es aplicado adhesivo alguno a las hojas de plástico ni al sustrato.
Las realizaciones anteriormente descritas son presentadas tan sólo a título de ejemplo, y para los expertos en la materia resultarán obvias varias modificaciones sin salir fuera del alcance de la invención definida en las reivindicaciones adjuntas.

Claims (20)

1. Método para conformar hojas de plástico, comprendiendo el método los pasos de:
(a) soportar una matriz (o un sustrato) (12) entre y a una distancia de hojas de plástico (36) en un recinto,
(b) evacuar aire del recinto, y
(c) empujar las hojas de plástico (36) haciendo así que las mismas establezcan contacto con las caras opuestas de la matriz (o del sustrato) (12) mientras se mantiene un vacío o un vacío considerable entre las hojas de plástico (36).
2. Método como el reivindicado en la reivindicación 1, en el que las hojas de plástico (36) dividen el recinto en tres cámaras (38, 40, 42), una de las cuales está entre las hojas de plástico, mientras que las otras dos (38, 42) de dichas tres cámaras son puestas en comunicación con la atmósfera para empujar las hojas de plástico haciendo así que las mismas establezcan contacto con las caras opuestas de la matriz (o del sustrato) (12).
3. Método como el reivindicado en la reivindicación 2, en el que dichas otras dos cámaras (38, 42) son puestas a presión durante la etapa final de la operación de conformación.
4. Método como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende además el paso de calentar las hojas de plástico (36) hasta una temperatura elevada antes del paso (c).
5. Método como el reivindicado en la reivindicación 4, en el que las hojas de plástico (36) son calentadas hasta una temperatura superior a su temperatura de reblandecimiento.
6. Método como el reivindicado en la reivindicación 4 o en la reivindicación 5, en el que las hojas de plástico (36) son calentadas por medios calentadores (28) situados dentro del contenedor.
7. Método como el reivindicado en la reivindicación 6, en el que los medios calentadores (28) son medios calentadores de rayos infrarrojos.
8. Método como el reivindicado en la reivindicación 6, en el que los medios calentadores (28) constan de dos placas calentadoras.
9. Método como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, en el que son calentadas membranas por los medios calentadores, y las membranas calentadas transfieren calor a las hojas de plástico (36) y empujan las hojas de plástico (36) haciendo así que las mismas establezcan contacto con las caras opuestas de la matriz (o del sustrato) (12).
10. Método como el reivindicado en la reivindicación 9, en el que las hojas de plástico (36) y las membranas dividen el recinto en cinco cámaras.
11. Método para conformar y unir hojas de plástico a las caras opuestas de un sustrato (12), comprendiendo dicho método el método que ha sido expuesto en cualquiera de las reivindicaciones precedentes y adicionalmente el paso de recubrir el sustrato (12) y/o las hojas de plástico (36) con adhesivo antes del paso (b).
12. Aparato para conformar hojas de plástico o para conformar y unir hojas de plástico (36) a un sustrato, comprendiendo el aparato un alojamiento (10), medios para soportar una matriz (o un sustrato) (12) en el alojamiento, medios para soportar las hojas de plástico (36) mutuamente distanciadas en torno al alojamiento (10), tapas separables (22) que son susceptibles de ser aplicadas al alojamiento (10) formando un cierre hermético con el mismo, medios calentadores (28) para calentar las hojas de plástico (36), y medios para evacuar o evacuar considerablemente aire de un recinto que queda formado cuando las tapas (22) están aplicadas al alojamiento (10) formando un cierre hermético con el mismo.
13. Aparato como el reivindicado en la reivindicación 12, en el que cada una de las tapas (22) tiene una junta hermética periférica asociada a la misma para aprisionar una de las hojas de plástico (36) entre el alojamiento (10) y la correspondiente tapa (22), de forma tal que, en uso, las hojas de plástico (36) dividen el recinto en cámaras primera, segunda y tercera (38, 40, 42).
14. Aparato como el reivindicado en la reivindicación 12, que comprende además medios para soportar una membrana entre los medios calentadores (28) y cada hoja de plástico (36) de forma tal que, en uso, las hojas de plástico y las membranas dividen el recinto en cinco cámaras.
15. Aparato como el reivindicado en la reivindicación 14, en el que los medios de evacuación de aire son para evacuar selectivamente las cinco cámaras.
16. Aparato como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 12 a 15, que comprende además un mecanismo móvil para trasladar la matriz (o el sustrato) (12) al interior del alojamiento (10).
17. Aparato como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 12 a 16, en el que los medios calentadores (28) están dispuestos en cada una de las tapas (22).
18. Aparato como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 12 a 16, en el que los medios calentadores (28) son independientes de las tapas (22).
19. Aparato como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 12 a 18, en el que los medios calentadores (28) son medios calentadores de rayos infrarrojos.
20. Aparato como el reivindicado en cualquiera de las reivindicaciones 12 a 18, en el que los medios calentadores (28) constan de placas calentadoras.
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