ES2254746T3

ES2254746T3 - Herramental con arrollamientos helicoidales para articulos con superficie estructurada.

Info

Publication number: ES2254746T3
Application number: ES02773790T
Authority: ES
Inventors: Michael R. Gorman; Thomas R. Laliberte
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2001-12-18
Filing date: 2002-10-14
Publication date: 2006-06-16
Anticipated expiration: 2022-10-14
Also published as: EP1458552A1; CN100430210C; JP4173814B2; US6969479B2; KR20040070217A; CN1604839A; US20040159970A1; WO2003051611A1; DE60208441D1; JP2005511366A; US20030111767A1; MXPA04005785A; BR0214983A; DE60208441T2; AU2002337886A1; EP1458552B1; ATE314190T1; US6767202B2; RU2004118407A; RU2311293C2

Abstract

¿ Un rodillo de mecanizado que comprende: un rodillo de base cilíndrico que comprende extremos primero y segundo separados a lo largo de un eje longitudinal; un primer alambre que comprende una pluralidad de primeras lagunas formadas en él, estando el primer alambre enrollado en arrollamientos helicoidales alrededor del rodillo de base, en donde la pluralidad de primeras lagunas en el primer alambre forman una pluralidad de primeras cavidades, comprendiendo cada cavidad de la pluralidad de primeras cavidades una abertura en una superficie exterior del rodillo de mecanizado; en donde una distancia entre el primer alambre y un plano de referencia transversal al eje longitudinal del rodillo de base aumenta y disminuye secuencialmente al menos una vez cuando se avanza en una dirección alrededor de una circunferencia del rodillo de base.

Description

Herramental con arrollamientos helicoidales para artículos con superficie estructurada.

Campo de la invención

La presente invención se refiere al campo de la fabricación de artículos con superficies estructuradas. Más particularmente, la presente invención proporciona herramental con arrollamientos helicoidales ondulantes para fabricación de artículos con una o más superficies estructuradas y métodos de utilización del herramental para fabricar artículos con una o más superficies estructuradas.

Antecedentes

Los artículos con una o más superficies estructuradas encuentran una diversidad de usos. Los artículos pueden proporcionarse en forma de películas que exhiben, v.g., una superficie externa incrementada, estructuras utilizadas para proporcionar un sujetador mecánico, propiedades ópticas, etc. Cuando estas películas se fabrican para uso como sujetadores mecánicos, las protrusiones que se encuentran en la superficie estructurada se denominan generalmente ganchos. Los ganchos pueden estar conformados en forma curva o pueden ser vástagos sustancialmente erguidos que se deforman en una operación subsiguiente para incluir, v.g., una cabeza en forma de seta.

Los sujetadores mecánicos se diseñan a veces de manera que pueden utilizarse dos tiras de ganchos para sujetar uno a otro dos artículos por adhesión de cada tira a uno de los artículos y acoplamiento posterior de las dos tiras entre sí. Un sujetador mecánico de este tipo se representa en la patente U.S. No. 3.192.589 (Pearson) que denomina al sujetador "hermafrodita" debido a que sus espárragos con cabeza tienen características a la vez de macho y hembra cuando están engranados. Los sujetadores Pearson pueden fabricarse moldeando una base de la cual emergen espárragos integrales sin cabeza y reblandeciendo luego por calentamiento las puntas de los espárragos.

La Patente U.S. No. 5.077.870 (Melbye et al.) describe un método de fabricación de la porción de la tira de ganchos de un sujetador mecánico por forzamiento de material fundido en el interior de cavidades formadas en una superficie de molde en movimiento. Los vástagos formados por la superficie del molde en movimiento se rematan luego para formar los sujetadores deseados. Las cavidades se forman en la superficie del molde por perforación. Como resultado, las cavidades son de forma cilíndrica y, aunque puede conseguirse cierta precisión en profundidad, diámetro y separación entre las cavidades, ello se obtiene con cierta dificultad y costes incrementados. Adicionalmente, el deterioro de la superficie del molde requiere típicamente que el molde entero se deseche.

La Patente U.S. No. 5.792.411 (Morris et al.) describe una herramienta de moldeo fabricada por mecanización con láser de una superficie de molde. El material fundido se fuerza luego en el interior de las cavidades en la superficie del molde en movimiento para formar vástagos. Los vástagos se rematan luego para formar los sujetadores deseados. Dado que las cavidades se forman por ablación con láser, la forma de la cavidad está basada en la distribución de energía en el haz de láser utilizado para formar las cavidades. Adicionalmente, es difícil obtener un control preciso sobre la profundidad de las cavidades debido a la variabilidad en el material utilizado para construir el molde, la potencia del haz de láser, la distribución de energía en el haz, el foco del haz, etc.

La patente U.S. No. 4.775.310 (Fischer) y la publicación PCT No. WO 97/46129 (Lacey et al.) describen un herramental utilizado para fabricar tiras de ganchos para un sujetador mecánico del estilo de gancho y lazo. Las herramientas están formadas por un tambor hueco con una camisa de refrigeración de agua. Una serie de discos de molde o serie alternante de discos de molde y placas separadoras se laminan juntos en toda la longitud del tambor para formar las cavidades de molde deseadas en la cara del rodillo. Desventajas de estos diseños incluyen el coste de fabricación de los discos de molde con precisión adecuada para asegurar que las cavidades de los moldes tienen la misma profundidad, longitud, separación, etc. Las limitaciones de espacio impuestas en los discos por dificultades de fabricación pueden, a su vez, limitar la velocidad de la línea en los procesos que utilizan las herramientas. Otras desventajas de este diseño incluyen una refrigeración no uniforme de las cavidades de los moldes, irregularidades en los productos producidos por las placas apiladas, etc.

Sumario de la invención

La presente invención proporciona rodillos de mecanizado y métodos de utilización de los rodillos de mecanizado para fabricar artículos con una o más superficies estructuradas. Los rodillos de mecanizado incluyen una superficie exterior que, cuando se utiliza en conexión con materiales de la viscosidad o conformabilidad apropiada, pueden formar una superficie estructurada sobre un artículo. Dado que las herramientas están fabricadas en forma de rodillos, las mismas pueden utilizarse ventajosamente en procesos de fabricación continuos. Alternativamente, pueden procesarse artículos discretos utilizando los rodillos de mecanizado de la presente invención.

Por "superficie estructurada" se entiende que una superficie del artículo se desvía de una superficie plana o lisa de cualquier otro tipo. Por ejemplo, la superficie estructurada puede incluir protrusiones que sobresalen de ella, tales como los vástagos utilizados en conexión con los sujetadores mecánicos. Otras superficies estructuradas alternativas, incluyen, pero sin carácter limitante: ranuras o salientes continuos, estructuras alargadas, etc.

Los rodillos de mecanizado de la presente invención se construyen a partir de un rodillo de base cilíndrico y se envuelven con uno o más alambres continuos en un patrón ondulante helicoidal. Los alambres se utilizan, esencialmente, para formar una superficie estructurada sobre el rodillo de mecanizado que es el negativo de la superficie estructurada a formar en los artículos procesados utilizando el rodillo de mecanizado. En una realización, al menos uno de los alambres enrollados alrededor del rodillo de base puede incluir una pluralidad de lagunas formados en el mismo que, cuando se enrollan alrededor del rodillo de base, forman una pluralidad de cavidades de molde en la superficie exterior del rodillo de mecanizado. Alternativamente, los uno o más alambres enrollados pueden utilizarse para formar una superficie estructurada continua, v.g., una ranura o ranuras continua(s).

Los arrollamientos ondulantes helicoidales formados por los alambres en los rodillos de mecanizado de la presente invención presentan un perfil o forma tal que la distancia entre un plano de referencia transversal al eje longitudinal del rodillo de base y el alambre o alambres aumenta y disminuye secuencialmente al menos una vez cuando se avanza en una dirección alrededor de una circunferencia del rodillo de base. Como resultado, aunque el alambre o alambres envueltos alrededor del rodillo de base avanzan a lo largo de la cara del rodillo, los mismos están ondulados para proporcionar la distancia variable deseada entre ellos con respecto al plano de referencia. El patrón ondulante helicoidal formado por el alambre o alambres puede proporcionarse por una superficie espiral próxima al extremo o extremos del rodillo de base.

Ventajas de este diseño de bobinado ondulante helicoidal pueden incluir, por ejemplo, una distribución más uniforme del desgaste sobre cualesquiera superficies (v.g., un rodillo prensador) contra las cuales está inclinado el rodillo de mecanizado durante la operación. Otra ventaja potencial puede encontrarse en la variación de la orientación de cualesquiera cavidades de molde (con relación a la dirección de la máquina) formadas en el rodillo de mecanizado por el alambre o alambres enrollados. Cualesquiera protrusiones formadas en un artículo estructurado por las cavidades del molde pueden variar también luego en su orientación con relación a la dirección de la máquina. Otra ventaja potencial adicional del devanado ondulante helicoidal sobre los rodillos de mecanizado de la presente invención es que la puede inhibirse rotación de los devanados con relación al rodillo de base.

Otras ventajas de los rodillos de mecanizado incluyen, pero sin carácter limitante, la posibilidad de reemplazar los devanados de los alambres sobre el rodillo de base si la superficie exterior del rodillo de mecanizado llega a deteriorarse o desgastarse. Los rodillos de mecanizado pueden ser también relativamente económicos en comparación con el coste de fabricación de los rodillos de mecanizado utilizando, v.g., placas apiladas o la perforación directa de la superficie del molde.

Otra ventaja es la posibilidad de controlar la separación entre las cavidades del molde junto con la anchura del rodillo por variación del espesor del alambre o alambres envueltos alrededor del rodillo de base. La separación de las cavidades del molde alrededor de la circunferencia puede controlarse también independientemente por control de la separación entre las lagunas en el alambre o alambres envueltos alrededor del rodillo de base. Una ventaja adicional es que, por el control del perfil o la forma de la sección transversal del alambre o alambres y la forma o formas de las lagunas formadas en el alambre, pueden conseguirse también variaciones en la forma o formas de las cavidades del molde.

Otra ventaja adicional de la presente invención es la masa térmica relativamente pequeña del alambre o alambres envueltos alrededor del rodillo de base en comparación con la masa térmica del rodillo de base. Como resultado, puede mejorarse el control térmico sobre las cavidades del molde, lo cual puede dar como resultado mejoras correspondientes en la uniformidad de los productos obtenidos utilizando los rodillos de mecanizado.

Tal como se usa en conexión con la presente invención, una "cavidad de molde" puede ser cualquier discontinuidad en una superficie lisa o plana por lo demás, en el interior de la cual puede fluir material moldeable durante un proceso de moldeo. En algunas realizaciones de la presente invención, los rodillos de mecanizado pueden incluir cavidades de molde con relaciones de dimensiones altas como se definen más adelante, aunque debe entenderse que una cavidad de molde no precisa tener una relación de dimensiones alta.

En un aspecto, la presente invención proporciona un rodillo de mecanizado que incluye un rodillo de base cilíndrica que tiene extremos primero y segundo separados a lo largo de un eje longitudinal; y un primer alambre con una pluralidad de primeras lagunas formadas en el mismo, estando el primer alambre envuelto en arrollamientos helicoidales alrededor del rodillo de base, en donde la pluralidad de las primeras lagunas en el primer alambre forman una pluralidad de primeras cavidades, incluyendo cada cavidad de la pluralidad de primeras cavidades una abertura en una superficie exterior del rodillo de mecanizado; en donde una distancia entre el primer alambre y un plano de referencia transversal al eje longitudinal del rodillo de base aumenta y disminuye secuencialmente al menos una vez cuando se avanza en una dirección alrededor de una circunferencia del rodillo de base.

En otro aspecto, la presente invención proporciona un rodillo de mecanizado que incluye un rodillo de base cilíndrico que tiene extremos primero y segundo separados a lo largo de un eje longitudinal; un primer alambre con una pluralidad de primeras lagunas formadas en el mismo, estando el primer alambre enrollado en arrollamientos helicoidales alrededor del rodillo de base; un segundo alambre envuelto alrededor del rodillo de base, en donde el segundo alambre está localizado entre arrollamientos helicoidales adyacentes del primer alambre; en donde el segundo alambre y la pluralidad de primeras lagunas en el primer alambre forman una pluralidad de primeras cavidades, incluyendo cada cavidad de la pluralidad de primeras cavidades una abertura en una superficie exterior del rodillo de mecanizado; y en donde una distancia entre el primer alambre y un plano de referencia transversal al eje longitudinal del rodillo de base aumenta y disminuye secuencialmente al menos una vez cuando se avanza en una dirección alrededor de una circunferencia del rodillo de base.

En otro aspecto, la presente invención proporciona un método de formación de una superficie estructurada en un artículo proporcionando un rodillo de mecanizado que incluye un rodillo de base cilíndrico que tiene extremos primero y segundo separados a lo largo de un eje longitudinal, un primer alambre con una pluralidad de primeras lagunas formadas en el mismo, estando arrollado el primer alambre en arrollamientos helicoidales alrededor del rodillo de base, en donde la pluralidad de primeras lagunas en el primer alambre forman una pluralidad de primeras cavidades, incluyendo cada cavidad de la pluralidad de primeras cavidades una abertura en una superficie exterior del rodillo de mecanizado, en donde una distancia entre el primer alambre y un plano de referencia transversal al eje longitudinal del rodillo de base aumenta y disminuye secuencialmente al menos una vez cuando se avanza en una dirección alrededor de una circunferencia del rodillo de base. El método incluye también poner en contacto un material moldeable con la superficie exterior del rodillo de mecanizado para formar la superficie estructurada utilizando la superficie exterior del rodillo de mecanizado, llenando el material moldeable al menos parcialmente al menos alguna de las primeras cavidades; y retirar la superficie estructurada de la superficie exterior del rodillo de mecanizado, en donde la superficie estructurada incluye una pluralidad de protrusiones correspondientes a la pluralidad de primeras cavidades.

En otro aspecto, la presente invención proporciona un método de formación de una superficie estructurada en un artículo proporcionando un rodillo de mecanizado que incluye un rodillo de base cilíndrico que tiene extremos primero y segundo separados a lo largo de un eje longitudinal, un primer alambre enrollado en arrollamientos helicoidales alrededor del rodillo de base, en donde una distancia entre el primer alambre y un plano de referencia transversal al eje longitudinal del rodillo de base aumenta o disminuye secuencialmente al menos una vez cuando se avanza en una dirección alrededor de una circunferencia del rodillo de base, un segundo alambre enrollado en arrollamientos helicoidales alrededor del rodillo de base, en donde el segundo alambre está localizado entre arrollamientos helicoidales adyacentes del primer alambre, y en donde los devanados helicoidales de los alambres primero y segundo se alternan a lo largo del eje longitudinal, y adicionalmente en donde una altura del primer alambre por encima del rodillo de base es menor que una altura del segundo alambre por encima del rodillo de base, con lo cual se forma una ranura helicoidal sobre una superficie exterior del rodillo de mecanizado, conformándose la ranura helicoidal a la forma del primer alambre. El método incluye adicionalmente poner en contacto un material moldeable con la superficie exterior del rodillo de mecanizado para formar una superficie estructurada en un artículo utilizando la superficie exterior del rodillo de mecanizado, llenando el material moldeable al menos parcialmente al menos una porción de la ranura helicoidal formada por los alambres primero y segundo; y retirar la superficie estructurada del rodillo de mecanizado, en donde la superficie estructurada incluye una serie de salientes.

Estas y otras características y ventajas de la presente invención se describen mas adelante en conexión con realizaciones ilustrativas de la presente invención.

Breve descripción de los dibujos

Fig. 1 es una vista en planta de un rodillo de mecanizado de acuerdo con la presente invención.

Fig. 1A es una vista ampliada de una porción de la superficie del rodillo de base 12 de Fig. 1 que representa una textura superficial en la superficie sobre la cual están enrollados los alambres.

Fig. 2 es una vista ampliada de una porción de la superficie del rodillo de mecanizado de Fig. 1 que ilustra las cavidades formadas en ella.

Fig. 3 es una vista ampliada en sección transversal del rodillo de mecanizado de Fig. 2, tomada a lo largo de la línea 3-3 en Fig. 2.

Fig. 4 es una vista ampliada de perspectiva en corte de una porción de la superficie del rodillo de mecanizado de Fig. 2 que ilustra las cavidades formadas en ella.

Fig. 5 es un diagrama esquemático de un perfil de arrollamiento helicoidal ondulante alternativo que puede utilizarse en un rodillo de mecanizado de la presente invención.

Fig. 6 es un diagrama esquemático de otro perfil de arrollamiento helicoidal ondulante alternativo que puede utilizarse en un rodillo de mecanizado de la presente invención.

Fig. 7 es una vista ampliada en perspectiva de una superficie estructurada formada utilizando un rodillo de mecanizado de acuerdo con la presente invención.

Fig. 8 es una vista ampliada en planta de una porción de la superficie de otro rodillo de mecanizado de acuerdo con la presente invención.

Fig. 9 es una vista en corte transversal de Fig. 8 tomada a lo largo de la línea 9-9.

Fig. 10 es una vista en corte transversal de Fig. 8 tomada a lo largo de la línea 10-10.

Fig. 11 es una vista en planta de una porción de otro rodillo de mecanizado de acuerdo con la presente invención.

Fig. 12 ilustra un método de fabricación de un rodillo de mecanizado de acuerdo con la presente invención.

Fig. 13 ilustra un método de fabricación de una película de topología de aspecto alto que utiliza un rodillo de mecanizado de acuerdo con la presente invención.

Fig. 14 es una vista en corte transversal del aparato de Fig. 13, tomada a lo largo de la línea 14-14 en Fig. 13.

Fig. 15 ilustra un método de fabricación de una película de topología de aspecto alto que incluye protrusiones en ambos lados utilizando dos rodillos de mecanizado de acuerdo con la presente invención.

Fig. 16 es una vista ampliada en corte transversal parcial de un proceso que utiliza otro rodillo de mecanizado de acuerdo con la presente invención.

Fig. 17 es una vista en planta de otro rodillo de mecanizado que incluye cavidades de molde helicoidales discontinuas alargadas.

Fig. 18 es una vista en perspectiva de una película fabricada utilizando el rodillo de mecanizado de Fig. 17.

Descripción detallada de realizaciones ilustrativas de la invención

La presente invención proporciona rodillos de mecanizado y métodos de utilización de los rodillos de mecanizado para fabricar artículos con una o más superficies estructuradas. Los rodillos de mecanizado incluyen una superficie exterior que, cuando se utiliza en conexión con materiales de la viscosidad o conformabilidad apropiada, puede formar una superficie estructurada sobre un artículo. Dado que las herramientas están fabricadas en forma de rodillo, las mismas pueden utilizarse ventajosamente en procesos de fabricación continuos para formar v.g., películas, hojas, etc. Alternativamente, pueden procesarse artículos discretos utilizando los rodillos de mecanizado de la presente invención.

Los rodillos de mecanizado de la presente invención pueden incluir una pluralidad de cavidades en sus superficies exteriores que, cuando se utilizan en conexión con materiales de la viscosidad o conformabilidad apropiadas, pueden formar protrusiones o estructuras en al menos una superficie de una película. Alternativamente, pueden utilizarse dos rodillos de este tipo en combinación para formar una película en la cual ambas superficies mayores exhiben protrusiones o estructuras.

Las Figs. 1-4 representan una realización ilustrativa del rodillo de mecanizado 10 de acuerdo con la presente invención. Fig. 1 representa el rodillo de base cilíndrico 12, un casquillo de primer extremo 50 y un casquillo de segundo extremo 60. El casquillo de primer extremo 50 está localizado cerca de un primer extremo del rodillo de base cilíndrico 12. El casquillo del segundo extremo 60 está localizado cerca de un segundo extremo del rodillo de base cilíndrico 12. El rodillo de base cilíndrico 12 define también un eje longitudinal 14 alrededor del cual se hace girar el rodillo de mecanizado 10 durante su uso.

Fig. 2 es una vista ampliada de una porción de la superficie del rodillo de mecanizado 10 con alambres 20 y 40 envueltos alrededor del rodillo de base 12 (no representado en Fig. 2). Las cavidades 30 formadas por los alambres 20 y 40 están representadas también en Fig. 2. Fig. 3 es una vista en corte transversal de una porción del rodillo de mecanizado 10 que representa el rodillo de base 12, los alambres 20 y 40, y el casquillo extremo 50. Fig. 4 es una vista en perspectiva de los alambres 20 y 40 que ilustra la formación de las cavidades en el rodillo de mecanizado 10.

Los alambres 20 y 40 envueltos alrededor del rodillo de base 12 pueden mantenerse en su lugar por cualquier mecanismo adecuado, que incluye, pero sin carácter limitante: pinzas, soldadura, adhesivos, etc. Tales técnicas son conocidas en la producción de v.g., rodillos de cardado. Véase, v.g., la patente U.S. No. 4.272.865 (Schmolke). En algunos casos, los casquillos de los extremos 50 y 60 pueden servir también como parte del mecanismo utilizado para retener los alambres 20 y 40 en su lugar sobre el rodillo de base cilíndrico 12. Adicionalmente, puede ser preferible proporcionar un rodillo de base 12 que incluya ranuras formadas en la superficie sobre las cuales se enrollan los alambres, contribuyendo las ranuras al mantenimiento de la posición de los alambres enrollados sobre el rodillo de base 12.

Volviendo a Fig. 1, el primer casquillo extremo 50 se extiende preferiblemente alrededor de la circunferencia del rodillo de base cilíndrico 12 y proporciona una superficie 52 de arrollamiento del alambre alrededor de la cual puede enrollarse o envolverse un alambre en un arrollamiento helicoidal modificado. La superficie 52 de enrollado del alambre está orientada hacia el segundo extremo del rodillo de base cilíndrico 12 y preferiblemente proporciona una superficie ondulante contra la cual puede moldearse un alambre. Pueden utilizarse muchas otras estructuras o técnicas en lugar de la superficie de arrollamiento del alambre 52 para proporcionar el perfil o forma ondulante deseado a los arrollamientos helicoidales modificados de los alambres 20 y 40. Por ejemplo, podría utilizarse una serie de clavijas o dedos para soportar los alambres 20 y 40 en el perfil ondulante deseado durante el arrollamiento sobre el rodillo de base 12.

Tal como se utiliza en esta memoria, el término "ondulante" hace referencia a la distancia variable entre los alambres 20 (y cualquiera otros alambres enrollados con el alambre 20) y un plano de referencia que se extiende a través del rodillo de base cilíndrico 12 transversalmente al eje longitudinal 14 (un borde del plano de referencia 15 se representa en Fig. 1). La distancia entre el plano de referencia 15 y el alambre 20 aumenta y disminuye secuencialmente al menos una vez cuando se avanza en una dirección alrededor de una circunferencia del rodillo de base 12 (las distancias a que se hace referencia en conexión con los rodillos de mecanizado cilíndricos de la presente invención se medirán, a no ser que se especifique otra cosa, paralelamente al eje longitudinal 14 del rodillo de base cilíndrico 12). Como resultado, la distancia representada por d_{1} aumenta y disminuye al menos una vez a medida que se avanza alrededor de la circunferencia del rodillo de base 12. Esto está en contraste con un patrón helicoidal convencional en el cual la distancia aumentaría o disminuiría cuando se avanza en una dirección alrededor de la circunferencia del rodillo de base 12, pero no aumentaría y disminuiría a la vez cuando se avanza en una sola dirección. Se entenderá que la distancia entre el plano de referencia 15 y el alambre 20 se medirá a lo largo de una localización coherente en el alambre 20 (v.g., entre los lados 21 y 23 del alambre 20).

Fig. 2 representa una porción aumentada de la superficie del rodillo de mecanizado 10 con los alambres 20 y 40 enrollados sobre el rodillo de mecanizado 10. Los alambres 20 y 40 están adaptados a la superficie 52 de arrollamiento del alambre del casquillo extremo 50 de tal modo que el perfil de la superficie 52 de arrollamiento del alambre es reproducido por cada uno de los alambres 20 y 40 a medida que se enrollan alrededor del rodillo de base cilíndrico 12. Como resultado de la naturaleza helicoidal de los alambres envueltos 20 y 40, los mismos avanzan a través de la cara del rodillo de base 12 desde un extremo al extremo opuesto del rodillo 12. Aun cuando los arrollamientos helicoidales modificados formados por los alambres 20 y 40 se ondulan a medida que avanzan alrededor de la circunferencia del rodillo de base 12, los mismos avanzan generalmente todavía de una manera helicoidal a través de la cara del rodillo de base 12.

El alambre 20 incluye una pluralidad de lagunas formadas en el mismo, mientras que el alambre 40 actúa como separador entre los arrollamientos del alambre 20. El resultado es que los arrollamientos helicoidales alternantes del alambre 20 y el alambre separador 40 se disponen sobre la superficie del rodillo de mecanizado 10. Las lagunas en el alambre 20 y el alambre separador 40 actúan juntas para definir cavidades de molde 30 en la cara del rodillo de mecanizado 10. Puede preferirse, pero no es necesario, que las cavidades de molde 30 sean del mismo tamaño y estén separadas uniformemente alrededor del rodillo de mecanizado 10. Alternativamente, puede ser deseable que se proporcione cierto nivel de irregularidad en el tamaño y/o la separación de las cavidades de molde 30.

Una ventaja potencial de los rodillos de mecanizado fabricados de acuerdo con la presente invención es que las cavidades de molde 30 pueden variar en su orientación con relación a, v.g., el eje longitudinal del rodillo de mecanizado 10. Por ejemplo, las cavidades de molde pueden estar orientadas oblicuamente en diferentes direcciones como se ve en Fig. 2. En otros rodillos de mecanizado, las cavidades de molde pueden estar provistas todas ellas con la misma
orientación.

Haciendo referencia a las Figs. 3 y 4, los bordes interiores 24 del alambre 20 y el borde interior 44 del alambre separador 40 están envueltos alrededor del rodillo de base 12, mientras que los bordes exteriores 22 y 42 de los alambres 20 y 40, respectivamente, están enrollados mirando hacia fuera del rodillo de base 12. Tanto el alambre 20 como el alambre separador 40 pueden tener preferiblemente secciones transversales rectangulares compatibles con una progresión uniforme de los arrollamientos helicoidales a través del rodillo 10.

Las lagunas 26 provistas en el alambre 20 están formadas a través de toda la anchura del alambre 20 e incluyen paredes laterales opuestas 27 y 28 y fondo 29 como se ve en las Figs. 3 y 4. Puede ser preferible que el borde exterior 22 de los arrollamientos del alambre 20 esté nivelado con el borde exterior 42 del alambre separador 40 de tal modo que las áreas entre las cavidades 30 del molde en el rodillo de mecanizado acabado 10 sean sustancialmente lisas, es decir, sin discontinuidades importantes entre los alambres

\hbox{20 y 40.}

Alternativamente, los bordes exteriores 22 y 42 de los alambres 20 y 40, respectivamente, pueden estar localizados a alturas diferentes por encima de la superficie del rodillo de base 12. Los alambres 20 y 40 con alturas diferentes pueden impartir una estructura a la superficie del artículo que se fabrica. Dicha estructura puede ser en forma de salientes alargados que pueden proporcionar refuerzo a, v.g., las protrusiones más altas formadas por las cavidades del molde y/o el artículo propiamente dicho.

El alambre 20, con inclusión de las lagunas formadas en el mismo que proporcionan las cavidades 30 de molde deseadas cuando se enrollan alrededor del rodillo de base 12 como se ha expuesto anteriormente, puede fabricarse utilizando un alambre o una tira que tenga una sección transversal generalmente rectangular. Las lagunas 26 están dispuestas preferiblemente en todo el espesor del alambre 20 de tal modo que cada laguna incluye sólo dos lados 27 y 28 alineados a lo largo de la longitud del alambre 20 y un fondo 29. El alambre 20 puede estar fabricado con las lagunas 26 o puede fabricarse primeramente un alambre con un perfil sustancialmente uniforme y procesarse luego por cualquier técnica o técnicas adecuadas para formar las lagunas 26 en el mismo. La técnica o técnicas adecuadas pueden incluir, pero sin carácter limitante: punzonamiento, estampación, mecanización convencional, mecanización por láser, mecanización por descarga electrónica, mecanización por chorro de agua, ataque químico, etc. El punzonamiento de los alambres para proporcionar formas deseadas es conocido, v.g., en la industria de los rodillos de cardado. Véase, v.g., la patente U.S. No. 4.537.096 (Hollingsworth). El alambre 20 puede estar fabricado de cualquier material o materiales adecuados, aunque algunos materiales preferidos incluyen aceros, más preferiblemente aceros con contenido medio a bajo de carbono.

En una variación adicional, puede ser preferible que la una o más de las superficies laterales de los alambres 20 y/o 40, es decir, las superficies 21 y 23 del alambre 20 y las superficies 41 y 43 del alambre 40 (véase Fig. 3), estén provistas de alguna textura superficial de tal modo que la superficie o superficies laterales seleccionadas no sean lisas. Por ejemplo, la superficie o superficies laterales pueden estar embutidas con un patrón moleteado, esmeriladas, punzonadas, o alteradas de cualquier otro modo con respecto a una superficie generalmente lisa. Puede preferirse que cualquier texturización de la superficie de este tipo se extienda sustancialmente en todas las superficies laterales 21 y 23 del alambre 20. Esta texturización de la superficie puede mejorar el relleno de las cavidades 30 por la mejora de la eliminación del aire de las cavidades durante el procesamiento. Un ejemplo de una textura adecuada de la superficie se representa en Fig. 4, donde los laterales de ambos alambres 20 y 40 se representan incluyendo un patrón de líneas moleteadas.

Haciendo ahora referencia a Fig. 1A, otra característica opcional que puede proporcionarse también en conexión con los rodillos de mecanizado de la presente invención es que la superficie del rodillo de base 12 sobre el cual están enrollados los alambres puede estar provista también de textura superficial de tal modo que el rodillo de base de la superficie 12 no es liso. La texturización de la superficie del rodillo de base 12 puede favorecer también el llenado de las cavidades 30 por proporcionar caminos adicionales a través de los cuales puede escapar el aire atrapado. La texturización de la superficie puede reducir también el desplazamiento rotacional de los alambres enrollados con relación al rodillo de base 12 durante el uso. Un ejemplo de una texturización adecuada de la superficie puede ser un patrón de líneas moleteadas sustancialmente paralelas formadas en la superficie del rodillo de base 12 como se representa en la vista ampliada de Fig. 1A.

Aunque el perfil del arrollamiento helicoidal del alambre representado en Figs. 1 y 2 tiene la forma de un perfil que varía uniformemente tanto en paso como en amplitud, debe entenderse que se puede utilizar cualquier perfil que proporcione una distancia variable entre los alambres y un plano de referencia que se extiende a través del rodillo de base cilíndrico 12 transversalmente al eje longitudinal 14. Ejemplos de algunos perfiles alternativos se representan en Figs. 5 y 6, aunque los ejemplos representados no son exhaustivos de los perfiles potenciales que pueden utilizarse en conexión con la presente invención.

Haciendo referencia a Fig. 1, un segundo casquillo extremo 60 puede proporcionar también preferiblemente una superficie 62 de arrollamiento del alambre con un perfil o forma que es complementario a la forma o perfil de la superficie 52 de arrollamiento del alambre en el extremo opuesto del rodillo de base 12. Análogamente a la superficie 52 de arrollamiento del alambre, la superficie 62 de arrollamiento del alambre puede caracterizarse como localizada a una distancia d_{2} con respecto al plano de referencia 15 que varía alrededor de la circunferencia del rodillo de base 12. Si la superficie 62 de arrollamiento del segundo alambre es complementaria a la superficie 52 de arrollamiento del primer alambre, entonces la distancia d entre las superficies 52 y 62 de arrollamiento de los dos alambres es fija o constante alrededor de la circunferencia del rodillo de base 12.

El perfil ondulante representado en Figs. 1 y 2 puede caracterizarse por proporcionar una distancia d_{1} entre el plano de referencia 15 y el alambre 20 que aumenta y disminuye secuencialmente alrededor de la circunferencia del rodillo de base 12. Un patrón de este tipo puede describirse como una serie de picos y valles secuenciales alternantes cuando se avanza en una dirección alrededor de la circunferencia del rodillo de base 12. Cada arrollamiento formado por los alambres incluye al menos un pico y al menos un valle.

Aunque los arrollamientos helicoidales ondulantes representados en Figs. 1 y 2 están formados por picos y valles secuenciales conectados por segmentos lineales, los perfiles de los arrollamientos helicoidales modificados y las superficies de devanado de los alambres asociadas (en su caso) pueden incluir otras formas. Por ejemplo, Fig. 5 representa otro ejemplo de un patrón de aumentos y disminuciones secuenciales en la distancia d entre un plano de referencia y un alambre 120 alrededor de la circunferencia de un rodillo de base. El perfil representado en Fig. 5 puede caracterizarse como sinusoidal y, aunque el patrón representado es uniforme con respecto a amplitud y frecuencia, se entenderá que pueden proveerse, en caso deseado, irregularidades con respecto a una o ambas de amplitud y frecuencia.

Adicionalmente, debe entenderse que los arrollamientos helicoidales ondulantes utilizados en conexión con la presente invención pueden combinar segmentos rectos y/o curvas de cualquier manera deseada que consiga el objetivo de obtener un alambre ondulante enrollado helicoidalmente que proporcione una distancia variable con respecto a un plano de referencia. Fig. 6 representa un perfil ilustrativo en el cual el alambre 220 se ha rizado o procesado de otro modo para proporcionar transiciones más pronunciadas en dirección con respecto a los perfiles curvados representados en Figs. 1, 2, y 5.

Una aplicación preferida en la cual pueden utilizarse rodillos de mecanizado fabricados de acuerdo con la presente invención tales como el rodillo de mecanizado 10 es en la producción de superficies estructuradas topológicas con alto aspecto. Haciendo referencia a Fig. 7, se representa un artículo ilustrativo formado utilizando el rodillo de mecanizado 10 que incluye una superficie estructurada que tiene una pluralidad de protrusiones 72 formadas sobre ella. Las protrusiones ilustradas tienen una altura h' por encima de la superficie del artículo y una anchura mínima w' medida en un plano I generalmente paralelo al plano de la superficie. Si la superficie tiene cierta curvatura, el plano I está orientado con preferencia tangencialmente a la superficie en el área de la protrusión 72.

Las protrusiones 72 pueden tener una relación de dimensiones alta y los rodillos de mecanizado de acuerdo con la presente invención pueden ser particularmente ventajosos en la fabricación de superficies estructuradas con topologías de relación de dimensiones alta. Por "relación de dimensiones alta" se entiende que la relación de la altura a la anchura mínima de la protrusión (h':w') es, v.g., al menos aproximadamente 0,5:1 o mayor, de modo más preferible aproximadamente 1:1 o mayor, y de modo todavía más preferible al menos aproximadamente 2:1 o mayor. Además de, o en lugar de, la alta relación de dimensiones como se ha definido arriba, puede ser preferible que la altura o estructura de la protrusión h' por encima de la superficie mayor del artículo sea, v.g., aproximadamente 0,1 milímetros o más, de modo más preferible aproximadamente 0,2 milímetros o más, y de modo todavía más preferible aproximadamente 0,4 milímetros o más.

Donde el artículo está provisto en forma de hoja o película, el mismo puede utilizarse ventajosamente para fabricar sujetadores mecánicos (v.g., sujetadores mecánicos de tipo seta o de tipo gancho). Si el artículo se utiliza como un sujetador mecánico, puede hacerse referencia comúnmente a las protrusiones 72 como vástagos, aunque el uso de dicho término no tiene por objeto limitar el alcance de uso para los artículos fabricados utilizando la presente invención.

Aunque los artículos que pueden producirse por los rodillos de mecanizado y métodos de la presente invención se utilizan ventajosamente como sujetadores mecánicos, los artículos pueden encontrar una diversidad de otras aplicaciones y los rodillos de mecanizado y métodos de utilización de los rodillos de mecanizado para fabricar artículos con superficies estructuradas de acuerdo con la presente invención no deben considerarse limitados al campo de los sujetadores mecánicos. Por ejemplo, las protrusiones formadas en la superficie estructurada de un artículo de acuerdo con la presente invención pueden proporcionar ventajas en adhesivos de retención u otros recubrimientos/materiales mediante, v.g., aumento de la superficie externa de la película. Las superficies estructuradas formadas por los rodillos de mecanizado pueden ser útiles también para propósitos decorativos, como canales de flujo, estructuras de reducción del arrastre, respaldos abrasivos, etc.

Las cavidades de molde 30 ilustradas en Figs. 2-4 pueden tener áreas de sección transversal sustancialmente uniformes a lo largo de su profundidad desde la abertura en la superficie del rodillo de mecanizado 10 a los fondos de las cavidades de molde 29. Fig. 8 es una vista ampliada en planta de algunas cavidades de molde similares 330 y Figs. 9 y 10 son vistas en sección transversal de las cavidades de molde 330 a lo largo de las líneas 9-9 y 10-10, respectivamente. Las cavidades de molde 330 exhiben áreas de sección transversal tangenciales generalmente rectilíneas a lo largo de sus profundidades d. Por tangencial, se entiende que la sección transversal se toma a lo largo de una tangente respecto al rodillo de mecanizado 310. Por rectilínea, se entiende que la forma de la cavidad de molde 330 en la sección transversal tangencial está formada por lados sustancialmente planos.

Los lados 327 y 328 de las cavidades de molde 330 pueden ser paralelos o pueden estar formados con un ángulo de inclinación tal que los lados 327 y 328 están más separados en las aberturas de las cavidades de molde 330 que en los fondos de las cavidades de molde 330 o viceversa.

Una ventaja de los rodillos de mecanizado de la presente invención es la posibilidad de controlar con precisión la altura h del fondo 329 de las cavidades de molde 330 por encima del fondo o de la superficie interior 324 del alambre 320. El fondo 329 de la cavidad de molde 330 corresponderá típicamente al extremo de la cavidad del molde.

Los rodillos de base cilíndricos 312 preferidos pueden estar formados con precisión para tener salidas estrechamente controladas. Dicha salida de precisión, en combinación con una dimensión h de altura estrechamente controlada en los canales 320 puede proporcionar cavidades de molde 330 con profundidades d sustancialmente uniformes tal como se miden desde la superficie exterior del rodillo de mecanizado 310. Las tolerancias con las cuales puede controlarse la dimensión de la altura h serán por regla general relativamente pequeñas y la salida del rodillo de base 312 puede controlarse estrechamente, dando como resultado un control global de la tolerancia riguroso en el rodillo de mecanizado 310 acabado.

Fig. 11 representa otra realización ilustrativa de un rodillo de mecanizado 410 que incluye una pluralidad de cavidades de molde 430 que se abren a una superficie exterior del rodillo de mecanizado 410. La superficie del rodillo de mecanizado 410 puede estar enrollada con dos alambres 420 y 420', incluyendo cada uno de los alambres lagunas formadas en el mismo que, cuando están arrollados juntos, forman las cavidades de molde 430. Una diferencia entre el rodillo de mecanizado 410 y el rodillo de mecanizado 10 (véase, v.g., Fig. 2) es que, en lugar de un alambre separador 40 con una sección transversal sustancialmente uniforme, el rodillo de mecanizado 410 incluye dos alambres que incluyen ambos lagunas formadas en ellos. Una ventaja de diseño del rodillo de mecanizado 410 es la posibilidad de proporcionar cavidades de molde 430 de mayor densidad, es decir, con separación reducida entre las cavidades de molde 430.

Aunque el rodillo de mecanizado 410 ilustrado se proporciona preferiblemente utilizando dos alambres 420 y 420', se entenderá que el rodillo de mecanizado 410 podría producirse utilizando tres o más alambres. En otra alternativa adicional, el rodillo de mecanizado 410 podría proporcionarse con un solo alambre, en cuyo caso los números de referencia 420 y 420' designarían devanados o arrollamientos alternativos del mismo alambre. Una realización de este tipo puede requerir un control más estricto sobre las dimensiones del alambre y el rodillo de base para prevenir la alineación de las cavidades de molde 430 formadas en arrollamientos adyacentes del alambre. Dado que puede ser difícil conseguir dicho control, puede ser preferible utilizar dos o más alambres diferentes como se ha expuesto anteriormente.

Otra característica que puede utilizarse cuando se fabrican los rodillos de mecanizado de la presente invención, es la adición de un chapado u otro recubrimiento sobre el rodillo de mecanizado después del devanado. Dichos recubrimientos se describen, v.g., en la Patente U.S. No. 6.190.594 (Gorman et al.). El material o materiales utilizados en el recubrimiento pueden variar dependiendo de las propiedades físicas deseadas. Algunas propiedades físicas que pueden desearse incluyen, pero sin carácter limitante, una resistencia incrementada al desgaste, características de desprendimiento controladas, rugosidad de la superficie controlada, unión entre devanados de alambre adyacentes, etc. Algunos materiales preferidos pueden ser chapados metálicos, más particularmente un chapado de níquel no electrolítico, cromo, etc.

Puede ser deseable mecanizar la superficie exterior del rodillo de mecanizado después del devanado del alambre o alambres para proporcionar una salida mejorada en el rodillo de mecanizado acabado. La mecanización puede realizarse antes o después de la adición de cualquier chapado u otro recubrimientos como se ha descrito arriba. Donde los alambres preferidos incluyen lagunas formadas con una altura fija por encima del borde interior del alambre (como se expone en conexión con Figs. 2-4), la mecanización de la superficie exterior del rodillo de mecanizado después del devanado puede mejorar la uniformidad en la profundidad de las cavidades de molde.

Puede ser deseable también eliminar cualesquiera rebabas remanentes derivadas de, v.g., el punzonamiento del alambre y/o la mecanización del rodillo bobinado, por chorreado del rodillo con bicarbonato de sodio (sosa de repostería) o un material similar. El rodillo de mecanizado acabado puede procesarse también para proporcionar un acabado superficial deseado dentro de las cavidades de molde y/o en la superficie exterior del rodillo de mecanizado entre las cavidades de molde. Por ejemplo, puede ser deseable esmerilar, atacar químicamente, chorrear con arena, chapar, recubrir o modificar de cualquier otro modo las superficies del rodillo de mecanizado.

La Patente U.S. 6.190.594 (Gorman et al.) proporciona también ejemplos de diversas formas para las lagunas en los alambres utilizados en conexión con la presente invención que varían con respecto a las lagunas sustancialmente uniformes expuestas anteriormente. Una ventaja de los rodillos de mecanizado de acuerdo con la presente invención es que las lagunas pueden formarse con formas y/o orientaciones diferentes para proporcionar cavidades de molde que tienen también formas y/o orientaciones diferentes. Se entenderá que el uso de algunas de estas cavidades de molde para producir una película acabada con protrusiones deseadas dependerá de las selecciones de resina y las condiciones de proceso.

En otra variación, los rodillos de mecanizado de acuerdo con la presente invención puede incluir áreas en las cuales las cavidades de molde difieren como se describe en la patente U.S. No. 6.190.594 (Gorman et al.). En un ejemplo, una o más áreas pueden estar provistas con cavidades de molde mientras que una o más áreas distintas pueden estar sustancialmente exentas de cavidades de molde. En otro ejemplo, las cavidades de molde en las distintas áreas pueden ser diferentes. Los rodillos de mecanizado de acuerdo con la presente invención pueden incluir alternativamente áreas en las cuales las cavidades de molde difieren que no tienen forma uniforme y/o que no se extienden alrededor de la circunferencia del rodillo de mecanizado.

Aunque los alambres ilustrados arriba incluyen secciones transversales sustancialmente rectangulares (tomadas transversalmente a las longitudes de los alambres), puede ser preferible utilizar alambres con otras secciones transversales como se expone en la Patente U.S. No. 6.190.594 (Gorman et al.).

Fig. 12 ilustra un proceso de devanado de un rodillo de base 512 con un alambre 520 que incluye lagunas 526 y un alambre separador 540 para proporcionar un rodillo de mecanizado 510 que incluye una pluralidad de cavidades de molde 530. Se entenderá que pueden enrollarse juntos más de dos alambres, si se desea. Puede ser deseable proporcionar un molde de compresión 560 para comprimir periódicamente los alambres de devanado 520 y 540 contra la superficie 550 de devanado del alambre de tal modo que los arrollamientos helicoidales adoptan el perfil ondulante deseado expuesto anteriormente. El molde de compresión 560 actúa en la dirección 563 y puede utilizarse en cualquier intervalo de tiempo deseado. Por ejemplo, puede ser deseable aplicar compresión a los devanados después de enrollar solamente una fracción de un devanado, después de devanados múltiples, o en cualquier momento seleccionado de manera aleatoria. Adicionalmente, puede ser deseable utilizar cualquier medio adecuado además de compresión para mantener los devanados en la forma deseada. Por ejemplo, puede ser preferible soldar por puntos periódicamente los alambres enrollados durante la compresión, aplicar adhesivo a los alambres enrollados, etc.

Fig. 13 ilustra un proceso en el cual puede utilizarse un rodillo de mecanizado 610 de acuerdo con la presente invención para formar una película con topología de alto aspecto. Un material moldeable 660 puede aplicarse a la superficie del rodillo de mecanizado 610 mediante, v.g., extrusión o moldeo por colada para crear una película 670 que incluye protrusiones 672 que son réplicas de las cavidades de molde en el rodillo de mecanizado 610. En realizaciones preferidas, la adhesión del material 660 al rodillo de mecanizado 610 es menor que la cohesión dentro del material 660 en el momento de la retirada del rodillo de mecanizado 610. Puede preferirse, adicionalmente, que la adhesión del material 660 al rodillo de mecanizado no exceda de la resistencia a la tracción del alambre o alambres utilizados para formar el rodillo de mecanizado 610.

En conexión con la presente invención puede utilizarse sustancialmente cualquier material moldeable. Puede preferirse que el material moldeable sea una resina termoplástica. Resinas termoplásticas que pueden ser moldeadas por extrusión y que deberían ser útiles incluyen poliésteres tales como poli(tereftalato de etileno), poliamidas tales como nailon, poli(estireno-acrilonitrilo), poli(acrilonitrilo-butadieno-estireno), poliolefinas tales como polipropileno, y poli(cloruro de vinilo) plastificado. Una resina termoplástica preferida es un copolímero de impacto medio de polipropileno y polietileno que tiene un índice de fluidez en fusión de 15, que está disponible como 7C05N de Union Carbide, Danbury, Connecticut. La resina termoplástico puede comprender también mezclas, con inclusión de mezclas de polietileno y polipropileno, copolímeros, tales como copolímeros polipropileno-polietileno, o puede estar coextruida como capas múltiples o en zonas alternantes. Aditivos tales como plastificantes, cargas, pigmentos, colorantes, antioxidantes, agentes de desprendimiento, y análogos pueden incorporarse también en el material moldeable.

En un proceso preferido, el material 660 se provee por extrusión en un estrechamiento entre rodillos formado por el rodillo de mecanizado 610 y un rodillo de respaldo 680. El rodillo de respaldo 680 proporciona preferiblemente cierta presión para ayudar al forzamiento del material moldeable 660 en el interior de las cavidades de molde 630 (véase Fig. 12) provistas en el rodillo de mecanizado 610. Alternativamente, el rodillo de respaldo 680 puede estar reemplazado por cualquier superficie continuamente móvil que pueda favorecer el forzamiento del material de molde en el interior de las cavidades de molde en el rodillo de mecanizado 610.

El interior del rodillo de mecanizado 610 puede estar provisto de cierto espacio vacío a fin de ayudar a la eliminación del aire que puede interferir en caso contrario con el llenado completo de las cavidades de molde. Sin embargo, en muchos casos no puede suministrarse laguna alguno dado que el aire existente en el interior de las cavidades de molde escapa entre los alambres utilizados para fabricar el rodillo de mecanizado 610. Dicho de otro modo, el proceso puede realizarse en ausencia de laguna.

Puede ser deseable también proporcionar cierto control térmico en uno o ambos del rodillo de mecanizado 610 y el rodillo de respaldo 680. Dependiendo de las condiciones del proceso, las temperaturas del material moldeable 660, las propiedades del material moldeable 660, etc., puede ser deseable calentar uno o ambos de los rodillos 610 y 680, enfriar uno o ambos de los rodillos 610 y 680, o calentar uno de los rodillos y enfriar el otro rodillo.

Después que el material 660 se fuerza en el interior de las cavidades de molde en el rodillo de mecanizado 610 y se ha enfriado suficientemente para formar una película 670 con protrusiones 672 que pueden mantener la forma o formas deseadas, aquél se desprende del rodillo de mecanizado 610 para procesamiento ulterior, o bien la película 670 puede enrollarse en bobinas. Por ejemplo, si se desean tiras de sujetador mecánico, la película 674 puede dirigirse a uno o más puestos para modificar las protrusiones, aplicar capas de adhesivo, y realizar otro cualquier otro procesamiento como se expone, v.g., en las Patentes U.S. Núms. 5.845.375 (Miller et al.), 5.077.870 (Melbye et al.), Publicaciones PCT Núms. WO 98/57565; WO 98/57564; WO 98/30381; y WO 98/14086.

Puede ser deseable dirigir uno o más materiales adicionales al estrechamiento formado por el rodillo de mecanizado 610 y el rodillo de respaldo 680 a fin de proporcionar propiedades adicionales deseadas a la película 670. Por ejemplo, puede dirigirse al estrechamiento una tela tejida o no tejida. Alternativamente, la película 670 puede estratificarse a una o más capas adicionales mediante, v.g., calor, adhesivos, coextrusión, etc.

Fig. 14 es una vista en sección transversal del aparato de Fig. 13 tomada a lo largo de la línea 14-14 en Fig. 13. El rodillo de mecanizado 610 incluye cavidades de molde 630 llenas del material moldeable para formar protrusiones 672 sobre la película 670. Se ilustran también en Fig. 14 dos estructuras elevadas 682 formadas sobre el rodillo de respaldo 680. Una ventaja de las estructuras elevadas 682 en el rodillo de respaldo 680 ilustrado es que cada una de las estructuras elevadas puede crear una línea o zona de debilidad a lo largo de la cual puede separarse la película 670. Las estructuras elevadas 682 son, sin embargo, opcionales y no precisan estar provistas en conexión con la presente invención.

Otra característica opcional que puede incorporarse en el rodillo de respaldo 680 es la adición de cierta estructura a la superficie del rodillo 680 para aumentar su superficie externa. La superficie externa incrementada en el rodillo de respaldo 680 puede aumentar la superficie externa en la película 670, mejorando con ello la adhesión de cualesquiera adhesivos proporcionados en el lado de respaldo 674 de la película 670. Un ejemplo de estructura útil podría ser un patrón micro-embutido de prismas lineales en la escala de aproximadamente 400 líneas por pulgada (160 líneas por centímetro).

Fig. 15 ilustra otro proceso que utiliza rodillos de mecanizado enrollados con alambre con cavidades de molde formadas en ellos. El proceso ilustrado forma una película 770 que tiene protrusiones 772 que se extienden desde un lado de la misma y protrusiones 772' que se extienden desde el lado opuesto de la película 770. La película de dos lados 770 está formada por rodillos de mecanizado opuestos 710 y 710', los dos cuales incluyen cavidades de molde formadas en ellos. Las protrusiones 772 y 772' pueden tener las mismas características en términos de tamaño, forma, orientación, etc, o pueden ser diferentes.

Fig. 16 es una vista ampliada en sección transversal de la interfaz de otro rodillo de mecanizado 810 con un rodillo de respaldo 880. La película 870 está localizada entre los dos rodillos 810 y 880, y una superficie de la película 870 está formada con una serie de salientes sustancialmente continuos formados en ella que son esencialmente imágenes negativas de la estructura sobre el rodillo de mecanizado 810.

El rodillo de mecanizado 810 está formado por alambres 820 y 840 que están enrollados helicoidalmente alrededor de un rodillo de base 812. El alambre 840 tiene un perfil más alto que el otro alambre 820, dando como resultado un rodillo de mecanizado 810 sobre el cual están formadas ranuras entre los devanados del alambre 840. Aunque los alambres 820 y 840 se han descrito como teniendo perfiles generalmente rectangulares, los mismos podrían proporcionarse alternativamente con una forma diferente, en cuyo caso la película 870 estaría formada también con una forma distinta que la ilustrada en Fig. 14. Adicionalmente, se entenderá que podrían utilizarse dos rodillos de mecanizado en un proceso similar al representado en Fig. 15 para formar una película con estructuras o protrusiones en ambos lados mayores de la película.

Aunque las ranuras formadas por los alambres 820 y 840 envueltos alrededor del rodillo de mecanizado 810 de Fig. 16 pueden ser continuas alrededor de la circunferencia del rodillo 810, las mismas pueden ser también discontinuas. Fig. 17 es una vista en planta de un rodillo de mecanizado 810' incluye cavidades de molde 830' que se extienden a lo largo de cierta longitud alrededor del rodillo de mecanizado 810', pero no están conformadas en una ranura helicoidal continua como se ha expuesto anteriormente con respecto a Fig. 16. Las cavidades de molde alargadas 830' pueden estar formadas por alambres que incluyen lagunas formadas en ellos como se ha expuesto anteriormente. Las lagunas en los alambres utilizados en el rodillo 810' se extenderán, sin embargo, a lo largo de distancias mayores en sentido de la longitud de los alambres.

Estas lagunas alargadas pueden ser de tamaño uniforme y estar separadas como se representa en los rodillos de mecanizado anteriores, o pueden tener tamaño no uniforme y estar separadas de manera no uniforme. El rodillo de mecanizado 810' ilustra un alambre con lagunas de tamaño y separación no uniformes que, cuando están envueltas alrededor de un rodillo de base, forma cavidades de molde 830' de tamaño no uniforme y separadas irregularmente.

La película producida por un rodillo tal como un rodillo de mecanizado 810' incluirá protrusiones alargadas 872' como se ilustra en Fig. 18. Dado que las cavidades de molde 830' en el rodillo 810' tienen tamaño no uniforme y están separadas irregularmente, las protrusiones alargadas 872' tienen también tamaño no uniforme y están separadas irregularmente.

Claims

1. Un rodillo de mecanizado que comprende:

un rodillo de base cilíndrico que comprende extremos primero y segundo separados a lo largo de un eje longitudinal;

un primer alambre que comprende una pluralidad de primeras lagunas formadas en él, estando el primer alambre enrollado en arrollamientos helicoidales alrededor del rodillo de base, en donde la pluralidad de primeras lagunas en el primer alambre forman una pluralidad de primeras cavidades, comprendiendo cada cavidad de la pluralidad de primeras cavidades una abertura en una superficie exterior del rodillo de mecanizado;

en donde una distancia entre el primer alambre y un plano de referencia transversal al eje longitudinal del rodillo de base aumenta y disminuye secuencialmente al menos una vez cuando se avanza en una dirección alrededor de una circunferencia del rodillo de base.

2. Un rodillo de mecanizado de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende adicionalmente un segundo alambre enrollado alrededor del rodillo de base, en donde el segundo alambre está localizado entre arrollamientos helicoidales adyacentes del primer alambre.

3. Un rodillo de mecanizado de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende adicionalmente una superficie de arrollamiento de alambre próxima al primer extremo del rodillo de base, en donde el primer alambre está conformado a un perfil de la superficie de devanado del primer alambre.

4. Una herramienta de acuerdo con la reivindicación 2,

en donde el segundo alambre y la pluralidad de primeras lagunas en el primer alambre forman una pluralidad de primeras cavidades, comprendiendo cada cavidad de la pluralidad de primeras cavidades una abertura en una superficie exterior del rodillo de mecanizado.

5. Un rodillo de mecanizado de acuerdo con la reivindicación 1 ó 4, en donde el primer alambre comprende dos paredes laterales opuestas, un borde interior orientado hacia el rodillo de base y un borde exterior orientado hacia fuera con respecto al rodillo de base, y adicionalmente en donde al menos una de las dos paredes laterales opuestas comprende una textura superficial.

6. Un rodillo de mecanizado de acuerdo con la reivindicación 2 ó 4, en donde el segundo alambre comprende dos paredes laterales opuestas, un borde interior orientado hacia el rodillo de base y un borde exterior orientado hacia fuera con respecto al rodillo de base, y adicionalmente en donde al menos una de las dos paredes laterales opuestas comprende una textura superficial.

7. Un método de formación de una superficie estructurada sobre un artículo, comprendiendo el método:

proporcionar un rodillo de mecanizado que comprende un rodillo de base cilíndrico que comprende extremos primero y segundo separados a lo largo de un eje longitudinal, un primer alambre que comprende una pluralidad de primeras lagunas formadas en él, estando enrollado el primer alambre en arrollamientos helicoidales alrededor del rodillo de base, en donde la pluralidad de primeras lagunas en el primer alambre forman una pluralidad de primeras cavidades, comprendiendo cada cavidad de la pluralidad de primeras cavidades una abertura en una superficie exterior del rodillo de mecanizado, en donde una distancia entre el primer alambre y un plano de referencia transversal al eje longitudinal del rodillo de base aumenta y disminuye secuencialmente al menos una vez cuando se avanza en una dirección alrededor de una circunferencia del rodillo de base;

poner en contacto un material moldeable con la superficie exterior del rodillo de mecanizado para formar la superficie estructurada utilizando la superficie exterior del rodillo de mecanizado, llenando el material moldeable al menos parcialmente al menos algunas de las primeras cavidades; y

retirar la superficie estructurada de la superficie exterior del rodillo de mecanizado, en donde la superficie estructurada comprende una pluralidad de protrusiones correspondientes a la pluralidad de primeras cavidades.

8. Un método de formación de una superficie estructurada sobre un artículo, comprendiendo el método:

proporcionar un rodillo de mecanizado que comprende un rodillo de base cilíndrico que comprende extremos primero y segundo separados a lo largo de un eje longitudinal, un primer alambre enrollado en arrollamientos helicoidales alrededor del rodillo de base, en donde una distancia entre el primer alambre y un plano de referencia transversal al eje longitudinal del rodillo de base aumenta y disminuye secuencialmente al menos una vez cuando se avanza en una dirección alrededor de una circunferencia del rodillo de base, un segundo alambre enrollado en arrollamientos helicoidales alrededor del rodillo de base, en donde el segundo alambre está localizado entre arrollamientos helicoidales adyacentes del primer alambre, y en donde los arrollamientos helicoidales de los alambres primero y segundo alternan a lo largo del eje longitudinal, y adicionalmente en donde una altura del primer alambre por encima del rodillo de base es menor que una altura del segundo alambre por encima del rodillo de base, con lo que se forma una ranura helicoidal en una superficie exterior del rodillo de mecanizado, conformándose la ranura helicoidal a la forma del primer alambre;

poner en contacto un material moldeable con la superficie exterior del rodillo de mecanizado para formar una superficie estructurada en un artículo utilizando la superficie exterior del rodillo de mecanizado, llenando el material moldeable al menos parcialmente al menos una porción de la ranura helicoidal formada por los alambres primero y segundo; y

retirar la superficie estructurada del rodillo de mecanizado, en donde la superficie estructurada comprende una serie de salientes.

9. Un método de acuerdo con la reivindicación 8, en donde la ranura helicoidal es sustancialmente continua alrededor y a lo largo de la superficie exterior del rodillo de mecanizado.

10. Un rodillo de mecanizado o método de acuerdo con la reivindicación 1, 4, 7 ó 8, en donde la distancia entre el primer alambre y el plano de referencia aumenta y disminuye secuencialmente dos o más veces cuando se avanza en una dirección alrededor de la circunferencia del rodillo de base.

11. Un rodillo de mecanizado o método de acuerdo con la reivindicación 1, 4, 7 ó 8, en donde la distancia entre el primer alambre y el plano de referencia aumenta y disminuye secuencialmente en un patrón uniforme cuando se avanza en una dirección alrededor de la circunferencia del rodillo de base.

12. Un rodillo de mecanizado método de acuerdo con la reivindicación 1, 4, 7 ó 8, en donde la distancia entre el primer alambre y el plano de referencia aumenta y disminuye secuencialmente en un patrón no uniforme cuando se avanza en una dirección alrededor de la circunferencia del rodillo de base.

13. Un rodillo de mecanizado método de acuerdo con la reivindicación 1, 4, 7 ó 8, en donde el primer alambre forma un patrón helicoidal sinusoidal alrededor de la circunferencia del rodillo.