ES2277351T3 - Materiales en forma de lamina tridimensionales, con un diseño amorfo, resistentes al encajamiento y metodo y aparato para fabricar los mismos. - Google Patents

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Abstract

LA PRESENTE INVENCION DESCRIBE MATERIALES DE HOJAS TRIDIMENSIONALES QUE RESISTEN EL ENCAJADO DE CAPAS SUPERPUESTAS UNA SOBRE OTRA. DE FORMA MAS PARTICULAR, LA PRESENTE INVENCION PROPORCIONA UN MATERIAL EN HOJAS TRIDIMENSIONALES RESISTENTE AL ENCAJADO QUE TIENE UN PRIMER LADO Y UN SEGUNDO LADO. EL PRIMER LADO COMPRENDE AL MENOS UNA ZONA QUE TIENE UNA SERIE DE SALIENTES TRIDIMENSIONALES ESPACIADOS QUE SE EXTIENDEN HACIA FUERA DEL PRIMER LADO, LAS CUALES ESTAN PREFERIBLEMENTE FORMADAS DE MANERA UNITARIA EN EL MATERIAL DE LAS HOJAS. CON EL FIN DE PROPORCIONAR LAS VENTAJAS DE RESISTENCIA AL ENCAJADO DE LA PRESENTE INVENCION, LOS SALIENTES FORMAN UN DIBUJO AMORFO CON UNA DIVERSIDAD DE FORMAS GEOMETRICAS BIDIMENSIONALES DIFERENTES. PREFERIBLEMENTE, EL SEGUNDO LADO COMPRENDE UNA SERIE DE DEPRESIONES HUECAS TRIDIMENSIONALES Y ESPACIADAS CORRESPONDIENTES A LOS SALIENTES, DE MANERA QUE LOS SALIENTES SON HUECOS. DE ESPECIAL INTERES PARA DETERMINADAS APLICACIONES, TALES COMO UN SOPORTE PARA UN ADHESIVO,LOS SALIENTES ESTAN SEPARADOS POR UNA RED INTERCONECTADA DE ESPACIOS TRIDIMENSIONALES ENTRE LOS SALIENTES CONTIGUOS. LOS MATERIALES DE HOJAS TRIDIMENSIONALES Y RESISTENTES AL ENCAJADO SON FABRICADOS PREFERIBLEMENTE DE ACUERDO CON LA PRESENTE INVENCION UTILIZANDO UNA ESTRUCTURA DE FORMACION TRIDIMENSIONAL QUE COMPRENDE UN DIBUJO AMORFO DE HENDIDURAS TRIDIMENSIONALES ESPACIADAS SEPARADAS POR PARTES PLANAS INTERCONECTADAS. LAS HENDIDURAS FORMAN UN DIBUJO BIDIMENSIONAL AMORFO DE ENTRELAZADO DE FORMAS GEOMETRICAS BIDIMENSIONALES. EL DIBUJO AMORFO DE LAS FORMAS ENTRELAZADAS SE DERIVA PREFERIBLEMENTE DE UN TARACEADO VORONOI LIMITADO DE DOS ESPACIOS DE ACUERDO CON LA PRESENTE INVENCION, EN DONDE EL TARACEADO ES LIMITADO EN UN FACTOR DE LIMITACION QUE CONTROLA LA GAMA DE ESPACIADO PERMISIBLE ENTRE CENTROS DE LAS FORMAS ENTRELAZADAS. PARA FABRICAR LOS MATERIALES DE HOJAS TRIDIMENSIONALES RESISTENTES AL ENCAJADO DE ACUERDO CON LA PRESENTE INVENCION, UNA HOJA DE MATERIAL DEFORMABLE ES INTRODUCIDA SOBRE LA ESTRUCTURA FORMADORA Y ES DEFORMADA PERMANENTEMENTE DE ACUERDO CON LA ESTRUCTURA FORMADORA. SI SE DESEA, LAS PARTES PLANAS INTERCONECTADAS DE LA ESTRUCTURA FORMADORA PUEDEN REVESTIRSE CON UNA SUSTANCIA ANTES DE INTRODUCIR LA HOJA DE MATERIAL DEFORMABLE SOBRE LA ESTRUCTURA FORMADORA.

Description

Materiales en forma de lámina tridimensionales, con un diseño amorfo, resistentes al encajamiento y método y aparato para fabricar los mismos.
Campo de la invención
La presente invención se refiere a materiales en forma de lámina tridimensional que resisten el encajamiento de capas superpuestas entre sí. Más especialmente, la presente invención se refiere a materiales en forma de lámina tridimensional que tienen una pluralidad de salientes tridimensionales que se extienden hacia fuera desde al menos una cara del material y que forman un diseño amorfo. La presente invención se refiere además a un método y aparato para conformar tales materiales en forma de lámina tridimensional.
Antecedentes de la invención
Los materiales en forma de lámina que tienen superficies tridimensionales son muy conocidos en la técnica y han sido utilizados en muchas aplicaciones diferentes. Tales materiales pueden estar hechos en forma de lámina plana y se mantienen en esa forma a lo largo de su manipulación o pueden estar hechos en forma de banda continua y están enrollados para su manipulación. Cuando están en forma plana, el encajamiento de láminas puede ser útil para reducir la altura de apilado, por ejemplo. Sin embargo, cuando están devanados en rollos, el encajamiento frecuentemente ocasiona problemas importantes. Por ejemplo, el encajamiento de capas que tienen superficies tridimensionales en un rollo puede hacer que resulte difícil desenrollar el rollo debido a enganche por fricción. Además, si el encajamiento se produce a mayor profundidad en un extremo del rollo que en el otro extremo, puede dar lugar a telescopado del rollo.
El encajamiento en cualquier material tridimensional se puede producir cuando salientes de bandas superpuestas o partes de la misma banda se entrelazan entre sí debido a su tamaño, forma, ubicación y/o disposición geométrica. Se pueden producir dos tipos de encajamiento o enclavamiento: encajamiento cara a cara y encajamiento dorso a cara. El encajamiento cara a cara puede ocurrir cuando dos caras análogas de la misma banda o caras de múltiples bandas entran en contacto y los salientes de cada banda o parte de banda entran en valles o espacios existentes entre salientes adyacentes de la otra banda o parte de banda. El encajamiento dorso a cara puede ocurrir cuando caras opuestas de la misma banda o caras distintas de múltiples bandas entran en contacto y los salientes de una banda o parte de banda entran en la cara "negativa" hueca de los salientes de la otra banda o parte de banda. Tal encajamiento dorso a cara tiene un interés especial en materiales en forma de lámina tridimensional que tienen salientes tridimensionales huecos tales como los de la presente invención. Si una banda presenta únicamente características de superficie tridimensional en una superficie, es decir, la superficie posterior es generalmente plana, entonces el encajamiento cara a cara surge como la principal consideración puesto que no se puede producir el encajamiento dorso a cara. Aunque el encajamiento cara a cara se evita más fácilmente seleccionando una separación de salientes que sea menor a la anchura del saliente más pequeño, tal selección limita seriamente la versatilidad de la estructura resultante pues una separación de salientes tan pequeña puede no ser deseable en algunas aplicaciones.
El encajamiento de capas adyacentes o devanados de una banda continua enrollada puede hacer que sea difícil desenrollar el extremo de la banda debido al enganche por fricción que ocurre con el encajamiento dorso a cara. El encajamiento de capas individuales apiladas o pliegues de materiales en forma de banda tridimensional puede dar lugar a la eliminación de múltiples láminas de un recipiente cuando solamente se desea una única lámina, etc. Aunque la capacidad de la banda para encajarse consigo misma o con otras bandas puede crear un cierto grado de dificultad en y por sí mismo, cuando la estructura de banda tridimensional se utiliza como vehículo para una sustancia activa tal como, por ejemplo, un adhesivo, el encajamiento puede causar dificultades adicionales que incluyen la adhesión prematura y/o contaminación de la sustancia activa.
En la técnica de las cintas, etiquetas y demás artículos que utilizan adhesivo sensible a la presión para adherir una superficie recubierta con adhesivo a una superficie objetivo, se ha reconocido el problema de la adhesión prematura. Es decir, antes de que la superficie recubierta con adhesivo pueda ser colocada adecuadamente sobre la superficie objetivo, el contacto involuntario del adhesivo con la superficie objetivo ocasiona la adhesión prematura en una o más posiciones, lo que impide la colocación adecuada. Se ha intentado superar este problema proporcionando una superficie de contacto inicial aparentemente separada de la superficie adhesiva. La superficie de contacto inicial actúa como separador de la superficie adhesiva. Esto se consigue, por ejemplo, mediante un proceso que forma salientes cónicos en una película y rellenando parcialmente los valles existentes entre los salientes con adhesivo a un nivel por debajo de las puntas de los salientes. Tales artículos se describen en la patente US-2.338.769. Un material en forma de lámina tridimensional de este tipo, así como métodos y aparatos para la fabricación del mismo, se describe más detalladamente en la solicitud de patente codependiente de atribución común con número de serie 08/584.638, titulada "Composite Material Releasably Sealable to a Target Surface When Pressed Thereagainst and Method of Making", presentada el 10 de enero de 1996 en nombre de Peter W. Hamilton y Kenneth S. McGuire, cuya descripción se ha incorporado como referencia en la presente memoria.
Aunque tales materiales en forma de lámina tridimensional son útiles para su uso previsto, sigue sin haberse resuelto la cuestión del encajamiento de capas o devanados adyacentes de tales materiales durante la fabricación, almacenamiento y administración antes del uso.
Se han realizado intentos en el estado de la técnica para resolver la tendencia que las estructuras tridimensionales tienen a encajarse entre sí, especialmente en el caso de materiales en forma de lámina superpuestos con salientes huecos tridimensionales mediante la colocación de manera aleatoria o al menos no uniforme de salientes de tamaños y formas similares en la banda. Aunque este enfoque puede ser eficaz para determinadas estructuras de banda, su eficacia desciende cuanto menor sea el área de terreno total (espacio libre sin salientes). Esto se debe al hecho de que, dados un tamaño y forma de saliente prácticamente constantes, al aumentar la densidad numérica de salientes desciende el grado de variaciones posibles de separación y ubicación hasta el punto en el que, en un caso limitativo, los salientes quedan tan juntos que asemejan un conjunto con separaciones uniformes y disposición muy próxima. Además, debido a que los salientes se colocan de forma no uniforme, las propiedades físicas resultantes de la banda son también no uniformes y puede resultar difícil su adaptación si la colocación no es predecible.
Por tanto, sería deseable proporcionar un material en forma de lámina tridimensional que resista el encajamiento de una capa con otra capa superpuesta tanto en forma de lámina plana como en forma enrollada.
Además, sería deseable proporcionar un método para conformar tales materiales en forma de lámina tridimensional que puedan ser adecuadamente adaptados para una necesidad particular del material y que puedan ser realizados de forma fácil y económica.
También sería deseable proporcionar un aparato de conformación adecuado para conformar tales materiales en forma de lámina tridimensional que puedan ser adaptados para una necesidad particular del material y que puedan ser utilizados en la práctica comercial de forma fácil y económica.
Sumario de la invención
La presente invención proporciona un material en forma de lámina tridimensional resistente al encajamiento que tiene una primera cara y una segunda cara. La primera cara comprende al menos una región que tiene una pluralidad de salientes tridimensionales separados que se extienden hacia fuera desde la primera cara en un diseño según se define en la presente reivindicación 1. Preferiblemente, la segunda cara comprende una pluralidad de depresiones huecas separadas tridimensionales que se corresponden con los salientes de manera que los salientes son huecos.
De especial interés para ciertas aplicaciones, tal como un vehículo para una sustancia tal como un adhesivo, los salientes están separados por una red interconectada de espacios tridimensionales entre salientes adyacentes. Los espacios preferiblemente tienen anchuras prácticamente equivalentes a través del diseño y pueden estar parcialmente rellenos de adhesivo.
La estructura de conformación puede estar hecha según la presente invención mediante un método que comprende las etapas de (a) generar un diseño bidimensional amorfo de formas geométricas bidimensionales entrelazadas, teniendo el diseño líneas de anchura prácticamente constante entre las formas entrelazadas; y (b) transferir el diseño amorfo bidimensional a una estructura de conformación para conformar una estructura de conformación tridimensional que tiene cavidades tridimensionales que se corresponden con las formas entrelazadas y zonas interconectadas que se corresponden con las líneas de anchura prácticamente constante. El diseño amorfo de formas entrelazadas se deriva preferiblemente de un mosaico Voronoi limitado de 2 espacios según la presente invención, en donde el mosaico se controla mediante un factor limitante que controla el intervalo tal como se indica en la presente reivindicación 25.
La fabricación de los materiales en forma de lámina tridimensional resistente al encajamiento según la presente invención se define en la presente reivindicación 16.
Breve descripción de los dibujos
Aunque la memoria descriptiva concluye con reivindicaciones que describen de forma particular y reivindican de forma específica la presente invención, se cree que la presente invención será mejor comprendida a la vista de la siguiente descripción de realizaciones preferidas, junto con los dibujos que la acompañan, en donde un mismo número de referencia identifica un elemento similar y en donde:
la Figura 1 es una fotomicrografía que representa una vista en perspectiva de un material en forma de lámina tridimensional resistente al encajamiento representativo según la presente invención;
la Figura 2 es una vista en planta de otro material en forma de lámina tridimensional resistente al encajamiento representativo según la presente invención;
la Figura 3 es una vista en planta de una realización de un material en forma de lámina tridimensional resistente al encajamiento según la presente invención;
la Figura 4 es una vista en planta de otra realización de material en forma de lámina tridimensional resistente al encajamiento según la presente invención;
la Figura 5 es una vista en planta de una realización preferida de un material en forma de lámina tridimensional resistente al encajamiento según la presente invención;
la Figura 6 es un gráfico que representa una comparación entre las distribuciones del área de polígono de los materiales en forma de lámina de las Figuras 3 y 5;
la Figura 7 es un gráfico que representa una comparación entre las variaciones del área de polígono de los materiales en forma de lámina de las Figuras 3 y 5;
la Figura 8 es una vista de sección elevada parcial del material en forma de lámina tridimensional resistente al encajamiento de la Figura 5;
la Figura 9 es una vista de sección elevada parcial similar a la de la Figura 8, pero que representa una realización de la presente invención en donde se incluye una sustancia dentro de la estructura tridimensional de la banda;
la Figura 10 es una vista en planta de una estructura de conformación tridimensional adecuada para conformar un material en forma de lámina tridimensional resistente al encajamiento tal como el de la Figura 5;
la Figura 11 es una fotomicrografía que representa una vista en perspectiva de una estructura de conformación tridimensional representativa adecuada para conformar un material en forma de lámina tridimensional resistente al encajamiento tal como el de la Figura 1;
la Figura 12 es una vista de sección elevada parcial de la estructura de conformación tridimensional de la Figura 10; y
la Figura 13 es una ilustración esquemática de un aparato representativo adecuado para conformar un material en forma de lámina tridimensional resistente al encajamiento según la presente invención.
Descripción detallada de la invención
La Figura 1 es una fotomicrografía de un material en forma de lámina tridimensional 10 según una realización preferida actualmente de la presente invención. Los materiales de la presente invención presentan una estructura tridimensional que comprende una pluralidad de salientes huecos tridimensionales individuales que se extienden hacia arriba desde una estructura de base contigua. Con el fin de conseguir las ventajas de no encajamiento de la presente invención cuando se superponen múltiples bandas o láminas individuales de dicho material sobre otras en una orientación cara a cara o cara a dorso, los salientes huecos tridimensionales individuales se conforman en formas de pirámide truncada no uniformes en al menos una dirección de banda en el lugar de la banda. Más preferiblemente, los salientes huecos tridimensionales individuales se conforman en formas de pirámide poligonal no uniformes en dos direcciones de banda ortogonales entre sí en el plano de la banda.
Cuando el material se conforma en una banda alargada con la intención de ser enrollada sobre un mandril o sobre sí misma (rollo sin núcleo) para que su almacenamiento sea compacto según la presente invención, la banda presenta un diseño no uniforme al menos en la dirección de laminación y más preferiblemente tanto en la dirección de laminación y como en la dirección transversal a la laminación. Aunque en ciertas aplicaciones puede ser preferible un diseño no repetitivo infinito, como mínimo los materiales de la presente invención presentarán una propiedad de diseño no uniforme para una distancia de banda al menos tan grande como la máxima circunferencia del rollo previsto de un rollo de producto.
Para proporcionar el mayor grado de resistencia al encajamiento, los materiales en forma de lámina tridimensional y resistente al encajamiento de la presente invención presentan preferiblemente un diseño bidimensional de salientes tridimensionales que es prácticamente amorfo. En la presente memoria, el término "amorfo" se refiere a un diseño que no presenta una organización, regularidad u orientación fácilmente perceptibles de elementos constituyentes. Esta definición del término "amorfo" corresponde generalmente al significado ordinario del término según se comprueba en la correspondiente definición del Webster's Ninth New Collegiate Dictionary. En este diseño, la orientación y disposición de un elemento respecto al elemento vecino no presenta una relación predecible con la del uno o más elementos siguientes que van a continuación.
El término "disposición" en la presente memoria se refiere, en cambio, a patrones de elementos constituyentes que presentan una distribución o conjunto normal ordenada. Esta definición del término "disposición" corresponde del mismo modo al significado ordinario del término según se comprueba en la correspondiente definición del Webster's Ninth New Collegiate Dictionary. En este diseño de disposición, la orientación y disposición de un elemento respecto al elemento vecino presenta una relación predecible con la del uno o más elementos siguientes que van a
continuación.
El grado en el que hay orden presente en un diseño de disposición de salientes tridimensionales está relacionado directamente con el grado de capacidad de encajamiento que presenta la banda. Por ejemplo, en un diseño de disposición muy ordenada de salientes huecos con forma y tamaño uniformes en una disposición hexagonal muy densa, cada saliente es literalmente una repetición de cualquier otro saliente. El encajamiento de regiones de una banda de este tipo, si no de hecho de la banda en su totalidad, se puede conseguir con un desplazamiento de la alineación de la banda entre bandas o partes de banda superpuestas de no más de una separación entre salientes en cualquier dirección dada. Grados de orden menores pueden demostrar menor tendencia al encajamiento, aunque se cree que cualquier grado de orden proporciona algún grado de capacidad de encajamiento. Por tanto, un diseño amorfo y sin orden de salientes presentaría el mayor grado posible de resistencia al encajamiento.
Aunque actualmente se prefiere que toda la superficie de una banda según la presente invención presente un diseño amorfo de este tipo, en otras circunstancias puede ser deseable que menos de la superficie total de dicha banda presente un diseño de este tipo. Por ejemplo, una parte relativamente pequeña de la banda puede presentar un diseño regular de salientes o puede de hecho estar exenta de salientes presentando una superficie en general plana. Además, cuando el material en forma de lámina va a ser conformado como una lámina relativamente grande de material y/o como una banda alargada continua que se va a doblar o enrollar sobre sí misma, los condicionantes de la fabricación pueden requerir que el diseño amorfo se repita periódicamente dentro de la banda. Aunque cualquier repetición del diseño en la banda permite que ocurra cierta posibilidad de encajamiento, dicha posibilidad existe únicamente cuando se produce un alineamiento preciso de bandas o partes de banda superpuestas, representando tales bandas o partes de banda exactamente una repetición del diseño (o un número entero de repeticiones en una banda continua enrollada o doblada). Esto contrasta con el carácter de encajamiento de las bandas conformadas con salientes con forma uniforme en un diseño de disposición en el que cada saliente es una repetición de los salientes adyacentes de manera que la distancia de repetición es una separación única de salientes. En una configuración de este tipo, se produciría alineación para encajamiento si se produjera alineamiento de banda con un desplazamiento de no más de una separación de salientes.
En una banda con un diseño amorfo de salientes tridimensionales, cualquier selección de una pluralidad de salientes adyacente será única en el ámbito del diseño, incluso aunque en algunas circunstancias se pueda concebir que un saliente individual dado pueda no ser único en el ámbito del diseño. Utilizando un diseño amorfo, la lámina tridimensional de material (en el caso de una lámina que tiene salientes tridimensionales huecos) no encajará salvo que se produzca una determinada superposición de láminas de material que tengan el mismo diseño amorfo.
Se cree que los materiales en forma de lámina tridimensional que tienen un diseño bidimensional de salientes tridimensionales que es de naturaleza prácticamente amorfo presentan además "isomorfismo". En la presente memoria, los términos "isomorfismo" y su raíz "isomorfo" se utilizan para indicar la uniformidad básica de propiedades geométricas y estructurales de un área circunscrita dada en donde dicha área está delineada dentro de un diseño. Esta definición del término "isomorfo" se ajusta en general a la definición ordinaria del término según se comprueba en la definición correspondiente del Webster's Ninth New Collegiate Dictionary. A modo de ejemplo, un área prescrita que comprende un número estadísticamente significativo de salientes con respecto al diseño amorfo en su totalidad daría lugar estadísticamente a valores prácticamente equivalentes para propiedades de banda tales como área de salientes, densidad numérica de salientes, longitud total de paredes de salientes, etc. Se considera que dicha correlación es deseable con respecto a las propiedades físicas y estructurales de la banda cuando se desea uniformidad a través de la superficie de la banda y, especialmente, con respecto a las propiedades de la banda medidas de forma normal al plano de la banda tales como resiliencia de los salientes, etc.
El uso de un diseño amorfo de salientes tridimensionales tiene también otras ventajas. Por ejemplo, se ha observado que los materiales en forma de lámina tridimensional conformados a partir de un material que es inicialmente isótropo en el plano del material se mantienen generalmente isótropos con respecto a las propiedades físicas de la banda en las direcciones del plano del material. En la presente memoria, el término "isótropo" se utiliza para hacer referencia a propiedades de banda que se presentan en grados prácticamente iguales en todas las direcciones en el plano del material. Esta definición del término "isótropo" es también en general conforme a la acepción usual del término que muestra la correspondiente definición del Webster's Ninth New Collegiate Dictionary. Sin imponer ninguna teoría, se cree actualmente que esto se debe a la disposición sin orden y sin orientación de los salientes tridimensionales en el diseño amorfo. En cambio, los materiales en forma de banda direccional que presentan propiedades de banda que varían según la dirección de la banda presentarán de forma típica dichas propiedades de modo similar siguiendo la introducción del diseño amorfo sobre el material. A modo de ejemplo, una lámina de material de este tipo podría presentar propiedades de tracción prácticamente uniformes en cualquier dirección en el plano del material si el material inicial fuera isótropo en cuanto a propiedades de tracción.
Un diseño amorfo de este tipo en el sentido físico se traduce en un número estadísticamente equivalente de salientes por unidad de medida de longitud que se encuentran en una línea trazada en cualquier dirección dada aparentemente a modo de rayo desde cualquier punto dado del diseño. Otros parámetros estadísticamente equivalentes podrían incluir el número de paredes de salientes, el área promedia de los salientes, el espacio promedio total existente entre los salientes, etc. Se cree que la equivalencia estadística en términos de características geométricas estructurales con respecto a las direcciones del plano de la banda se traduce en equivalencia estadística en términos de propiedades direccionales de la
banda.
Volviendo de nuevo al concepto de la disposición para resaltar la distinción entre disposiciones y patrones amorfos, dado que una disposición es por definición "ordenada" en el sentido físico, podría presentar alguna regularidad en el tamaño, forma, separación y/u orientación de los salientes. Por tanto, una línea o rayo trazado a partir de un punto dado del diseño podría dar lugar a valores estadísticamente diferentes en función de la dirección en la que el rayo se extienda para parámetros tales como número de paredes de los salientes, área promedia de los salientes, espacio promedio total entre los salientes, etc. con una variación correspondiente en las propiedades direccionales de la
banda.
Dentro del diseño amorfo preferido, los salientes serán preferiblemente no uniformes en cuanto a su tamaño, forma, orientación con respecto a la banda y separación entre centros de salientes adyacentes. Sin imponer ninguna teoría, se cree que las diferencias en cuanto a separación entre centros de salientes adyacentes desempeñan un papel importante en la reducción de la probabilidad de que ocurra encajamiento en el escenario de encajamiento entre cara y dorso. Las diferencias en cuanto a separación entre centros de salientes en el diseño dan lugar en el sentido físico a que los espacios existentes entre los salientes estén colocados en diferentes ubicaciones espaciales con respecto a la banda en su totalidad. Por tanto, la probabilidad de que se produzca "coincidencia" entre partes superpuestas de una o más bandas en términos de ubicaciones de salientes/espacios es bastante baja. Además, la probabilidad de que se produzca "coincidencia" entre una pluralidad de salientes/espacios adyacentes en bandas o partes de banda superpuestas es aún menor debido a la naturaleza amorfa del diseño de los salientes.
En un diseño completamente amorfo, como sería preferido en la presente invención, la separación entre centros es aleatoria, al menos en un intervalo de límites especificado por el diseñador, de manera que haya igual probabilidad de que el vecino más próximo a un saliente dado ocurra en una posición angular dada en el plano de la banda. Otras características geométricas físicas de la banda son también preferiblemente aleatorias, o al menos no uniformes, dentro de las condiciones limitativas del diseño, tales como el número de caras de los salientes, ángulos incluidos en cada saliente, tamaño de los salientes, etc. Sin embargo, aunque es posible y en algunas circunstancias deseable hacer que la separación entre salientes adyacentes sea no uniforme y/o aleatoria, la selección de las formas de los polígonos que son capaces de entrelazarse entre sí hace posible una separación uniforme entre salientes adyacentes. Esto resulta especialmente útil en algunas aplicaciones de los materiales en forma de lámina tridimensional resistente al encajamiento de la presente invención, tal como se indicará a continuación.
Se puede crear intencionadamente una lámina o banda de material con una pluralidad de áreas amorfas dentro de la misma lámina o banda, incluso hasta el punto de replicación del mismo diseño amorfo en dos o más de dichas regiones. El diseñador puede separar a propósito regiones amorfas con una disposición o diseño definido regular no amorfo, o incluso una región "vacía" sin ningún saliente o cualquier combinación de los mismos. Las formaciones contenidas en un área no amorfa pueden ser de cualquier densidad numérica, altura o forma. Además, la forma y dimensiones de la región no amorfa en sí se puede personalizar según se desee. Ejemplos adicionales de formas de formaciones, sin pretender que sean exhaustivas, son: cuñas que surgen de un punto, truncadas, polígonos, círculos, formas curvas o combinaciones de las mismas.
De forma adicional, una región amorfa sencilla puede encerrar o circunscribir totalmente una o más áreas no amorfas. Un ejemplo es una región amorfa continua única con patrones no amorfos encerrados totalmente cerca del centro de la lámina o banda. Tales patrones intercalados pueden comunicar un nombre de marca, instrucciones del fabricante, indicación del lado o cara del material, otra información o simplemente ser de naturaleza decorativa.
Múltiples regiones no amorfas pueden estar colindantes o superpuestas de manera prácticamente contigua para dividir básicamente un diseño amorfo en múltiples regiones o para separar múltiples regiones amorfas que no han constituido nunca parte de una región amorfa individual con antelación.
A partir de la descripción anterior se podría deducir que el uso de un diseño amorfo de salientes tridimensionales permite la fabricación de bandas que tienen las ventajas de un diseño de disposición, por ejemplo, uniformidad estadística en cuanto a propiedades de banda en función del área/ubicación, sin las desventajas principales de utilizar un orden en tales aplicaciones, en concreto, capacidad de encajamiento y anisotropismo.
Las bandas según la presente invención pueden tener salientes conformados en prácticamente cualquier forma tridimensional, según se muestra en la Figura 2, y por tanto no es necesario que todos sean de una forma poligonal convexa. La Figura 2 es una vista en planta de una banda representativa 10 que incluye salientes 12 de diversas formas geométricas que se extienden hacia arriba a partir del plano del material y que están separados por valles 14, teniendo los salientes un tamaño, forma y separación no uniformes a través del campo visual y conformando un diseño amorfo. Sin embargo, en la presente invención se prefiere conformar los salientes en forma de pirámides de altura prácticamente idéntica que tienen bases poligonales convexas en el plano de una superficie del material y que tienen paredes laterales paralelas, entrelazadas y adyacentes. Una configuración representativa de este tipo se muestra en la Figura 1 que muestra los salientes 12 y los valles 14. En otras aplicaciones, sin embargo, no es necesario que los salientes sean de forma poligonal.
En la presente memoria, el término "polígono" (y el adjetivo "poligonal") se utilizan para hacer referencia a una figura geométrica bidimensional con tres o más caras, ya que un polígono con una o dos caras definiría una línea. Por tanto, en el término "polígono" se incluyen triángulos, cuadrados, pentágonos, hexágonos, etc., así como formas curvas tales como círculos, elipses, etc. que podrían tener un número infinito de caras.
Al designar una estructura tridimensional, las propiedades físicas deseadas de la estructura resultante impondrán el tamaño, forma geométrica y separación de las características topográficas tridimensionales así como la elección de materiales y técnicas de conformación. Por ejemplo, los salientes tridimensionales conformables presentarán de forma típica diferentes grados de deformabilidad, especialmente aplastabilidad, en función de su forma transversal y diámetro equivalente promedio. El módulo de flexión y/o flexibilidad de la banda en su totalidad dependerá de la proporción relativa de material bidimensional existente entre salientes tridimensionales.
Al describir las propiedades de estructuras tridimensionales de formas no uniformes, especialmente no circulares, y separación no uniforme, resulta útil a menudo utilizar cantidades "promedio" y/o cantidades "equivalentes". Por ejemplo, en términos de caracterización de relaciones de distancia lineal entre salientes tridimensionales en un diseño bidimensional donde las separaciones basadas entre centros o basadas en una separación individual, un término de separación "promedio" puede resultar útil para caracterizar la estructura resultante. Otras cantidades que podrían ser descritas en términos de promedios podrían incluir la proporción de superficie ocupada por los salientes, el área de los salientes, la circunferencia de los salientes, el diámetro de los salientes, etc. Para otras dimensiones tales como la circunferencia de los salientes y el diámetro de los salientes, se puede realizar una aproximación para los salientes que no son circulares construyendo un diámetro equivalente hipotético tal como se hace frecuentemente en contextos hidráulicos.
Se cree que la forma tridimensional de salientes individuales influye en la determinación de las propiedades físicas de los salientes individuales y en las propiedades de la banda en su totalidad. La resiliencia de los salientes (es decir, su capacidad para resistir la deformación por aplastamiento y/o inversión en una dirección prácticamente perpendicular al plano del material) es especialmente interesante para ciertas aplicaciones. Sin imponer ninguna teoría, se cree actualmente que la resiliencia de un saliente dado depende de las resiliencias de los segmentos individuales del panel que definen cada faceta a lo largo del perímetro del saliente. El segmento de panel con la menor resiliencia limita la resiliencia del saliente, tanto como el enlace más débil define la resistencia de una longitud de cadena.
Las resistencias a la deformación de paneles individuales se pueden aumentar introduciendo una curvatura en el panel en un plano perpendicular a la dirección de aplastamiento, aumentando la resistencia a la deformación según desciende el radio de curvatura. Las resistencias a la deformación de paneles individuales también se pueden aumentar reduciendo la anchura del panel para una altura constante (es decir, reduciendo la relación dimensional). En el caso de salientes no curvilíneos que tienen un número finito de caras de forma básicamente plana, la aplicación de estos principios sugiere que los salientes presentarán generalmente mayor resiliencia según aumenta la igualdad de longitud de las caras y los ángulos incluidos al minimizar el efecto de "enlace más débil". Por tanto, un saliente con una cara básicamente más larga que las demás verá su resiliencia limitada por el comportamiento de deformación de la cara más larga. Por tanto, la resiliencia de un perímetro dado y un espesor de pared dado será mayor para un saliente que tenga un número mayor de caras más pequeñas y podría maximizar su resiliencia al tener las caras de dimensiones prácticamente similares para minimizar el efecto de enlace más débil.
Se debe advertir que la descripción anterior asume replicación geométrica de estructuras tridimensionales a partir de una estructura de conformación de formas geométricamente redondas. Se deben tener en cuenta los efectos de "mundo real" tales como curvatura, grado de moldeabilidad, radio de esquinas, etc. en lo que se refiere a las propiedades físicas que presentarán finalmente.
El uso de una red entrelazada de pirámides, según muestran las Figuras 1 y 2, proporciona cierto sentido de uniformidad a la estructura global de la banda, lo que facilita el control y el diseño de las propiedades globales de la banda, tales como elasticidad de la banda, resistencia a la tracción, perfil y espesor del rollo, etc., a la vez que mantiene el grado deseado de carácter amorfo del diseño. Adicionalmente, si se utiliza como estructura de base para aplicar un adhesivo u otra sustancia activa según se describe en la solicitud de patente codependiente de atribución común con número de serie 08/584.638 mencionada anteriormente y adjunta, el uso de un diseño de base poligonal entrelazado para los salientes proporciona una anchura y separación controlables de los valles existentes entre los salientes de manera que se pueda adaptar el área disponible para que el agente activo entre en contacto con la superficie objetivo. El uso de bases poligonales externas desde las que se extienden hacia arriba las caras de las pirámides también añade un grado de predictibilidad y uniformidad al hundimiento de los salientes bajo fuerzas de compresión y además mejora las propiedades de liberación del material conformado a partir de la correspondiente estructura de conformación.
El uso de polígonos que tienen un número finito de caras en el diseño amorfo dispuesto en una relación de entrelazado también proporciona una ventaja sobre las estructuras que emplean formas circulares o casi circulares. Los patrones tales como conjuntos que emplean círculos con una disposición densa están limitados en términos de la cantidad de área que los círculos pueden ocupar con respecto al área sin círculos existente entre círculos adyacentes. Más específicamente, incluso en un diseño donde círculos adyacentes se tocan en su punto de tangencia existirá una cantidad dada de espacio "atrapado" en las "esquinas" entre puntos de tangencia consecutivos. Por tanto, incluso los patrones amorfos de formas circulares están limitados en términos de lo pequeña que se pueda diseñar el área no-círculo en la estructura. Por el contrario, las formas poligonales entrelazadas con números finitos de caras (es decir, formas que no tengan caras curvas) se pueden diseñar con una disposición densa y en el sentido limitativo se pueden disponer de manera que las caras adyacentes de polígonos adyacentes puedan estar en contacto a lo largo de toda su longitud de manera que no quede espacio libre "atrapado" entre esquinas. Por tanto, tales patrones abren todo el intervalo de área de polígono posible de aproximadamente 0% a aproximadamente 100%, lo que puede ser especialmente deseable para ciertas aplicaciones donde el extremo inferior de espacio libre resulta importante para la funcionalidad.
Se puede utilizar cualquier método adecuado para diseñar la disposición poligonal entrelazada de pirámides huecas que proporciona capacidad de diseño adecuada en términos de tamaño de salientes, forma, conicidad, separación, distancia de repetición, etc. deseables. Se pueden utilizar incluso métodos manuales de diseño. Tales patrones se pueden transmitir al material en forma de banda inicial de cualquier modo adecuado, incluyendo métodos manuales y métodos de conformación personalizada de salientes de manera individual.
Sin embargo, según la presente invención, se ha desarrollado un método expeditivo para diseñar y conformar tales salientes que permite la adaptación precisa del tamaño, forma, conicidad y separación deseables de los salientes dentro de un diseño amorfo, de la distancia de repetición del diseño amorfo, etc., así como la conformación continua de bandas que contienen tales salientes en un proceso automatizado.
Un diseño totalmente aleatorio de salientes tridimensionales huecos en una banda tal como los que muestra la Figura 2, en teoría, no presentaría nunca encajamiento cara a dorso pues la forma y alineación de cada pirámide sería única. Sin embargo, el diseño de un diseño totalmente aleatorio de este tipo sería una propuesta compleja y lenta, al igual que el método de fabricación de una estructura de conformación adecuada. Según la presente invención, los atributos de no encajamiento se pueden obtener diseñando patrones o estructuras donde la relación entre celdas o estructuras adyacentes sea específica, así como el carácter geométrico global de las celdas o estructuras, pero en donde el tamaño, forma y orientación precisos de las celdas o estructuras sea no uniforme y no repetitiva. En la presente memoria, con el término "no repetitivo" se pretende hacer referencia a patrones o estructuras donde una estructura o forma idéntica no está presente en dos puntos cualesquiera dentro de un área de interés definida. Aunque pueda haber más de un saliente de un tamaño y forma dados dentro del diseño o área de interés, la presencia de otros salientes alrededor de los mismos de tamaño y forma no uniformes elimina prácticamente la posibilidad de que un grupo idéntico de salientes esté presente en múltiples ubicaciones. Dicho de otro modo, el diseño de salientes es no uniforme a través del área de interés de manera que ninguna agrupación de salientes dentro del diseño general será igual a cualquier otra agrupación similar de salientes. La resistencia de haz del material en forma de lámina tridimensional evitará un encajamiento significativo de cualquier región de material que rodee un saliente dado incluso en el caso de que el saliente se encuentre superpuesto sobre una depresión coincidente única, ya que los salientes que rodean al saliente de interés serán diferentes en tamaño, forma y separación resultante entre centros de aquellos salientes que rodeen el otro saliente/depresión.
El profesor Davies de la Universidad de Manchester ha estado estudiando membranas cerámicas celulares porosas y, más especialmente, ha estado generando modelos analíticos de tales membranas para permitir que el modelado matemático simule escenarios reales. Este trabajo se ha descrito más detalladamente en una publicación titulada "Porous cellular ceramic membranes: a stochastic model to describe the structure of an anodic oxide membrane", J. Broughton y G. A. Davies, aparecido en Journal of Membrane Science, vol. 106 (1995), págs. 89-101, cuya descripción se ha incorporado como referencia en la presente memoria. Otras técnicas de modelado matemático relacionadas se describen más detalladamente en "Computing the n-dimensional Delaunay tessellation with application to Voronoi polytopes", D. F. Watson, que apareció en The Computer Journal, vol. 24, Núm. 2 (1981), págs. 167-172, y "Statistical Models to Describe the Structure of Porous Ceramic Membranes", J. F. F. Lim, X. Jia, R. Jafferali, y G. A. Davies, que apareció en Separation Science and Technology, 28 (1-3) (1993), págs. 821-854, ambas descripciones están incorporadas como referencia en la presente memoria.
Como parte de este trabajo, el profesor Davies desarrollo un diseño poligonal bidimensional basado en un mosaico Voronoi limitado de 2 espacios. En un método de este tipo, haciendo de nuevo referencia a la publicación indicada anteriormente, se colocan puntos de nucleación en posiciones aleatorias en un plano limitado (predeterminado) que son iguales en número al número de polígonos que se desea en el diseño acabado. Un programa informático "aumenta" cada punto como un círculo de manera simultánea y radial a partir de cada punto de nucleación en proporciones iguales. Dado que los frentes de aumento de puntos de nucleación vecinos se encuentran, el aumento se detiene y se forma una línea delimitadora. Cada una de estas líneas delimitadoras forma el borde de un polígono con vértices formados por intersecciones de líneas delimitadoras.
Aunque estos antecedentes teóricos son útiles para comprender cómo se pueden generar tales patrones y las propiedades de tales patrones, queda aún la cuestión de realizar las repeticiones numéricas anteriores paso a paso para propagar los puntos de nucleación hacia el exterior a través del campo de interés hasta su conclusión. Por tanto, para llevar a cabo este proceso de manera expeditiva, preferiblemente se elabora un programa informático que realice estos cálculos con las condiciones delimitadoras y los parámetros de entrada adecuados para entregar la salida deseada.
La primera etapa para generar un diseño para crear una estructura de conformación tridimensional es establecer las dimensiones de la estructura de conformación deseada. Por ejemplo, si se desea construir una estructura de conformación de 20,32 cm (8 pulgadas) de ancho y 25,4 cm (10 pulgadas) de largo, para conformar opcionalmente un tambor o cinta así como una placa, se establece un sistema de coordenadas X-Y siendo la dimensión X máxima (X_{Máx}) 20,32 cm (8 pulgadas) y siendo la dimensión Y máxima (Y_{Máx}) 25,4 cm (10 pulgadas) (o viceversa).
Una vez especificados el sistema de coordenadas y las dimensiones máximas, la siguiente etapa es determinar el número de "puntos de nucleación" que se convertirán en polígonos correspondientes al número de salientes deseados dentro de los límites definidos de la estructura de conformación. Este número es un número entero entre 0 e infinito y debería ser seleccionado teniendo en cuenta el tamaño promedio y la separación de los polígonos deseados en el diseño acabado. Los números mayores corresponden a polígonos menores y viceversa. Un enfoque útil para determinar el número adecuado de puntos de nucleación o polígonos es calcular el número de polígonos de un tamaño y forma artificiales, hipotéticos y uniformes que sería necesario para llenar la estructura de conformación deseada. Suponiendo unidades comunes de medida, el área de la estructura de conformación (longitud por anchura) dividida entre el cuadrado de la suma del diámetro del polígono y la separación existente entre polígonos dará lugar al valor numérico N deseado (redondeado al número entero más próximo). Esta fórmula en forma de ecuación sería:
N = \frac{X_{Máx} Y_{Máx}}{\text{(tamaño del polígono + separación de polígonos)}^{2}}
Para la siguiente etapa, se necesita un generador de números aleatorios. Se puede utilizar cualquier generador de números aleatorios adecuado conocido por los expertos en la técnica, incluyendo los que precisan una "semilla" o utilizan un valor inicial determinado de manera objetiva tal como tiempo cronológico. Muchos generadores de números aleatorios pueden proporcionar un número entre cero y uno (0–1) y la descripción que sigue asume el uso de un generador de este tipo. También se puede utilizar un generador con salida diferente si el resultado se convierte a algún número entre cero y uno o se utilizan los factores de conversión adecuados.
Se elabora un programa informático que acciona el generador de números aleatorios el número de variaciones deseadas para generar cuantos números aleatorios sean necesarios hasta igualar el doble del número deseado de "puntos de nucleación" calculado anteriormente. Según se generan los números, se multiplican números alternativos por la dimensión máxima X o la dimensión máxima Y para generar pares aleatorios de coordinadas X e Y, teniendo todos ellos valores X entre cero y la dimensión máxima X y valores Y entre cero y la dimensión máxima Y. Estos valores se almacenan después como pares de coordenadas (X, Y) en un número igual al número de "puntos de nucleación".
Si se utiliza el método descrito en el párrafo anterior para generar un diseño resultante, el diseño será realmente aleatorio. Este diseño realmente aleatorio tendrá, por su naturaleza, una gran distribución de tamaños y formas de polígonos que puede ser no deseable en algunos casos. Por ejemplo, una gran distribución de tamaños de polígonos podría provocar grandes variaciones en las propiedades de la banda en diversas regiones de la banda y puede dificultar la conformación de la banda en función del método de formación seleccionado. Con el fin de proporcionar cierto grado de control sobre el grado de aleatoriedad asociado con la generación de ubicaciones de "puntos de nucleación", se selecciona un factor de control o "condicionante" denominado en adelante \beta (beta). El condicionante limita la proximidad de ubicaciones de puntos de nucleación vecinos mediante la introducción de una distancia de exclusión E que representa la distancia mínima entre dos puntos de nucleación adyacentes cualesquiera. La distancia de exclusión E se calcula del siguiente modo:
E = \frac{2 \beta}{\sqrt{\lambda \pi}}
Donde \lambda (lambda) es la densidad numérica de puntos (puntos por unidad de superficie) y \beta está en el intervalo de 0 a 1.
Para implementar el control del "grado de aleatoriedad", se coloca el primer punto de nucleación según se ha descrito anteriormente. A continuación se selecciona \beta y se calcula E a partir de la ecuación anterior. Obsérvese que \beta, y por tanto E, permanecerán constantes durante la colocación de los puntos de nucleación. Para cada coordenada (X, Y) de punto de nucleación que se genere posteriormente, la distancia desde este punto se calcula con respecto a todos los demás puntos de nucleación que hayan sido ya colocados. Si esta distancia es menor que E para cualquier punto, las coordinadas (X, Y) recién generadas se borrarán y se generará un nuevo conjunto de coordenadas. Esto proceso se repite hasta haber colocado satisfactoriamente todos los puntos N. Si \beta=0, la distancia de exclusión es cero y el diseño será realmente aleatorio. Si \beta=1, la distancia de exclusión es igual a la distancia del vecino más próximo para una serie con disposición densa de forma hexagonal. El seleccionar \beta entre 0 y 1 permite controlar el "grado de aleatoriedad" entre estos dos extremos.
Una vez calculado todo el conjunto de puntos de nucleación, se realiza una triangulación Delaunay como etapa precursora para generar el diseño poligonal acabado. El uso de una triangulación Delaunay en este proceso constituye una alternativa más simple pero matemáticamente equivalente al "aumento" de forma iterativa de polígonos a partir de puntos de nucleación de manera simultánea como círculos, según se ha descrito en el modelo teórico anterior. La razón de realizar la triangulación es para generar conjuntos de tres puntos de nucleación que conforman triángulos, de tal manera que un círculo construido para que pase a través de esos puntos no incluirá ningún otro punto de nucleación dentro del círculo. Para realizar la triangulación de Delaunay, se elabora un programa informático que realice todas las posibles combinaciones de tres puntos de nucleación, asignándose a cada punto de nucleación un único número (entero) simplemente con fines de identificación. El radio y las coordenadas del punto central se calculan para un círculo que pasa a través de cada conjunto de tres puntos organizados en forma de triángulo. Las ubicaciones de las coordenadas de cada punto de nucleación que no se utilice para definir el triángulo en cuestión se comparan entonces con las coordenadas del círculo (radio y punto central) para determinar si alguno de los demás puntos de nucleación coinciden dentro del círculo de los tres puntos de interés. Si el círculo construido para esos tres puntos pasa la prueba (ningún otro punto de nucleación coincide dentro del círculo), se almacenan los tres números de los puntos, sus coordenadas X e Y, el radio del círculo, y las coordenadas X e Y del centro del círculo. Si el círculo construido para esos tres puntos de nucleación no pasa la prueba, no se almacena ningún resultado y el cálculo avanza al siguiente conjunto de tres puntos.
Una vez completada la triangulación Delaunay, se realiza un mosaico Voronoi de dos espacios para generar los polígonos finales. Para realizar el mosaico, cada punto de nucleación almacenado como un vértice de un triángulo Delaunay forma el centro de un polígono. A continuación, se construye el contorno de los polígonos conectando secuencialmente los puntos centrales de los círculos circunscritos de cada uno de los triángulos Delaunay que incluye el vértice, en el sentido de las agujas del reloj y de forma secuencial. El salvar estos puntos centrales en orden repetitivo en el sentido de las agujas del reloj permite almacenar las coordenadas de los vértices de cada polígono de manera secuencial a través del campo de puntos de nucleación. Al generar los polígonos se realiza una comparación tal que se omite del cálculo cualquier vértice de triángulo que se encuentre en los límites del diseño puesto que no definirán un polígono completo.
Una vez generado el diseño final de formas bidimensionales de polígonos entrelazados, dicha red de formas entrelazadas se utiliza según la presente invención como diseño para una superficie de banda de una banda de material el la que el diseño define las formas de las bases de los salientes huecos tridimensionales conformados a partir de la banda de material inicialmente plana del comienzo. Para realizar esta formación de salientes a partir de una banda de material inicialmente plana del comienzo, se crea una estructura de conformación adecuada que comprende un negativo de la estructura tridimensional final deseada que el material inicial hace conformar ejerciendo fuerzas adecuadas suficientes para deformar permanentemente el material inicial.
A partir del archivo de datos completado de coordenadas de vértices de polígonos, se puede elaborar una salida física tal como un dibujo de líneas del diseño final de polígonos. Este diseño se puede utilizar de manera convencional como diseño de entrada para un proceso de grabado de tamiz metálico para formar una estructura de conformación tridimensional adecuada para conformar los materiales de la presente invención. Si se desea una separación mayor entre los polígonos, se puede elaborar un programa informático que añada una o más líneas paralelas a cada lado de polígono para aumentar su anchura (y así reducir el tamaño de los polígonos una cantidad correspondiente).
Preferiblemente, el programa informático descrito anteriormente proporciona como salida un archivo informático gráfico (.TIFF). A partir de este archivo de datos, se puede elaborar un negativo fotográfico para su uso en un proceso de fotograbado para grabar impresiones negativas en un material de base que se corresponda con las formas poligonales de pirámide deseadas en la banda de material acabada. De forma alternativa, según el proceso que se desee para generar la estructura de conformación negativa para conformar la banda final, puede ser deseable adaptar la salida del programa informático para que proporcione puntos de coordenadas, etc. de las cavidades poligonales, de manera que resulte útil si se fuera a utilizar un proceso mecánico. Además, si fuera deseable conformar un diseño macho podría adaptarse la salida informática para que suministre la información deseada al aparato de conformación hasta el punto que pueda diferir para un diseño negativo (hembra).
Para ilustrar mejor el efecto del aumento de los niveles de condicionante obtenido por varios valores de \beta, las Figuras 3-5 proporcionan vistas en planta de materiales en forma de lámina tridimensional 10 construidos utilizando valores de \beta de 0,25, 0,5 y 0,75, respectivamente. Como se puede ver en las Figuras 3-5, un valor de \beta de 0,25 (es decir, en el extremo inferior del intervalo de 0 a 1) proporciona una variación mucho mayor en la separación entre centros de los puntos de nucleación y, por tanto, de los polígonos resultantes que un valor de \beta de 0,75 (es decir, cerca del extremo superior del intervalo de 0 a 1). Dicho grado de variación en la separación entre centros también se traduce en el sentido geométrico en un grado correspondiente de variación en el número de lados de los polígonos resultantes, así como en el tamaño de los polígonos, los efectos de lo cual se han discutido anteriormente. Con el fin de producir el nivel deseado de carácter amorfo en el diseño de polígonos resultante, el valor preferido en la presente invención para \beta es 0,75, pero este valor puede adaptarse según sea necesario para que se ajuste a una aplicación particular. La Figura 1 es una fotomicrografía que muestra un material en forma de lámina tridimensional que utiliza un diseño generado con un valor \beta de 0,75.
La Figura 6 es un gráfico que muestra el área del polígono (en milímetros cuadrados) frente al número de polígonos que muestran una determinada área para los materiales en forma de lámina tridimensional de las Figuras 3 y 5 (\beta = 0,25 y 0,75, respectivamente). Como muestra la Figura 6, la distribución del área de los polígonos desciende según aumenta el condicionante (\beta). Dicho de otra manera, el diseño menos limitado muestra un intervalo más amplio de tamaños de polígono que el diseño más limitado. Ambos materiales se han preparado utilizando el método anterior con un criterio de diseño de 4.587,09 polígonos por centímetro cuadrado (711 polígonos por pulgada cuadrada) con una separación entre polígonos adyacentes de 0,0381 cm (0,015 pulgadas). Cada uno de los patrones que se muestran en las Figuras 3 y 5 son una parte del diseño utilizado para generar los datos que se presentan en la Figura 6.
La Figura 7 es un gráfico que muestra una comparación similar a la de la Figura 6, pero muestra los límites superior e inferior del % de área de polígono para los materiales en forma de lámina tridimensional de las Figuras 3 y 5 (\beta = 0,25 y 0,75, respectivamente) para los tamaños de área de muestra o "caja" dados (en pulgadas cuadradas) a través de todo el diseño. Para esta Figura se utilizaron los mismos patrones que para la Figura 6. Como muestra la Figura 7, un cambio en el área de la caja de ensayo afecta al intervalo de % de área de polígono de un diseño dado. Cuanto menor sea el área de la caja de ensayo, mayor será la variabilidad en el % de área de polígono. En cambio, cuanto mayor sea el área de la caja de ensayo, más allá de un cierto punto el % de área de polígono permanece constante a través del diseño. El efecto del condicionante sobre esta variabilidad se muestra en la Figura 7, pues el material más condicionado de la Figura 5 muestra un intervalo de % de área de polígono mucho más estrecho y converge a un % constante de área de polígono cuando se alcanza un área de caja de aproximadamente 25,8 cm^{2} (4 pulgadas cuadradas), mientras que el material menos condicionado de la Figura 3 muestra un intervalo de % de área de polígono más amplio y no converge a un % constante de área de polígono hasta que se alcanza un área de caja de al menos aproximadamente 51,6 cm^{2} (8 pulgadas cuadradas). Además, en cuanto a consistencia de las propiedades físicas a través de la banda, los mosaicos más condicionados muestran una variación menor en la densidad de área, es decir, el número de salientes y huecos de salientes correspondientes localizado, por unidad de área.
Según los datos presentados en las Figuras 6 y 7, podría resultar evidente que se puede diseñar un nivel predecible de consistencia en los patrones generados según el método preferido de la presente invención incluso aunque se mantenga el carácter amorfo dentro del diseño. Por tanto, se pueden conformar materiales tridimensionales, con diseño amorfo resistentes al encajamiento con propiedades de material geométricas y físicas estadísticamente predecibles.
Haciendo de nuevo referencia a los dibujos, y más especialmente a la Figura 5, se muestra una vista en planta de un material en forma de lámina tridimensional y resistente al encajamiento representativo de la presente invención, que se indica generalmente como 10. La Figura 5 representa un diseño amorfo bidimensional generado mediante el método descrito anteriormente utilizando un factor limitante de 0,75. El material 10 tiene una pluralidad de salientes 12 con formas y tamaños no uniformes, preferiblemente huecos, rodeados por espacios o valles 14 entre ellos, que están preferiblemente interconectados y forman una red continua de espacios en el diseño amorfo. La Figura 5 también muestra una dimensión A que representa la anchura de los espacios 14 medida como la distancia prácticamente perpendicular existente entre paredes adyacentes prácticamente paralelas de la base de los salientes. En una realización preferida, la anchura de los espacios 14 es preferiblemente prácticamente constante a través del diseño de salientes.
Los salientes 12 de la presente invención se generan con formas y tamaños no uniformes de manera que el material 10 se puede enrollar sobre un carrete sin que se produzca encajamiento entre las capas de material del rollo. La característica de resistencia al encajamiento se consigue debido a que el diseño amorfo de los salientes, según se ha dicho anteriormente, limita la capacidad de que la cara de una capa se alinee con el dorso de otra capa donde los salientes de una capa se introducen en las depresiones formadas detrás de cada saliente en una capa adyacente. La ventaja de que los espacios existentes entre salientes tengan una anchura constante estrecha es que los salientes 12 tampoco se pueden introducir en los espacios 14 cuando se colocan capas de material 10 con las caras enfrentadas.
Los salientes 14 están preferiblemente separados entre centros una distancia promedio de aproximadamente dos diámetros de base de saliente o menos, con el fin de minimizar el volumen de valles existentes entre salientes y así la cantidad de sustancia situada entre ellos. Para aplicaciones donde se prevé que los salientes sean conformables, los salientes 14 tienen preferiblemente alturas que son menores que sus diámetros, de manera que cuando se deforman, lo hacen prácticamente mediante inversión y/o aplastamiento a lo largo de un eje que es prácticamente perpendicular a un plano del material. Esta forma de saliente y modo de deformación evita que los salientes 14 se doblen en una dirección paralela a un plano del material de manera que los salientes no puedan evitar que una sustancia (de estar presente) del valle existente entre ellos entre en contacto con una superficie objetivo.
Volviendo de nuevo brevemente a la fotomicrografía de la Figura 1, el saliente 12 representativo se muestra en una condición representativa según se ha formado, mientras que el saliente 13 representativo se muestra en una condición deformada en donde la parte central superior del saliente se ha empujado hacia abajo de manera que el saliente se ha hundido invirtiéndose prácticamente sobre sí mismo. Dicha deformación reduce de ese modo la altura del saliente sin que se extienda hacia fuera sobre el valle o espacio colindante existente entre salientes.
Las Figuras 8 y 9 muestran secciones transversales elevadas fragmentadas de material 10 tomadas en un punto donde se puede ver en sección transversal un saliente 12 completo y ambos espacios o valles 14 colindantes. La Figura 8 muestra la estructura tridimensional de la Figura 5 por sí sola, sin adhesivo ni otra sustancia añadida al material en forma de lámina básico. En esta vista, la superficie superior de la banda que está orientada hacia el observador de la Figura 5 y que incluye las partes proyectadas de los salientes 12 está identificada con el número 15 y se denomina en adelante la cara macho del material. De forma análoga, la superficie inferior de la banda que está orientada al lado opuesto del observador de la Figura 5, que incluye aberturas de las partes huecas de los salientes 12, está identificada con el número 17 y se denomina en adelante la cara hembra del material.
La Figura 9 muestra la estructura de la Figura 5, de forma análoga a la Figura 8, pero con una sustancia 16 añadida a los espacios 14, así como al hueco existente debajo de los salientes 12, según lo indicado en la solicitud de patente codependiente de atribución común presentada al mismo tiempo con número de serie [ 
\hskip0.5cm
], caso con número de expediente del apoderado 5922R, presentada el 8 de noviembre de 1996 en nombre de Peter W. Hamilton y Kenneth S. McGuire y titulada "Material Having A Substance Protected By Deformable Standoffs and Method of Making", cuya descripción se incluye como referencia en la presente memoria. La sustancia 16 llena parcialmente los espacios 14 de manera que una superficie exterior de salientes 12 se mantiene fuera del nivel de superficie de la sustancia 16 de tal manera que los salientes evitan que la sustancia 16 de la cara macho del material entre en contacto con las superficies exteriores. Con respecto a la cara macho del material, la sustancia 16 llena parcialmente los salientes huecos de manera que el reverso de los valles o espacios existentes entre salientes respectivos realiza una función análoga de prevenir que la sustancia 16 existente en los salientes entre en contacto con las superficies exteriores. Las sustancias del interior de caras diferentes del material 10 y/o de diferentes zonas geométricamente distintas de una cara de material 10 no tienen que ser la misma sustancia y, de hecho, podrían ser sustancias claramente diferentes que sirven para funciones claramente distintas.
"Sustancia" se define en esta invención como cualquier material capaz de ser mantenido en depresiones y/o valles abiertos de una estructura tridimensional. En la presente invención, el término "sustancia" puede significar una sustancia fluida que es prácticamente no fluida antes de su administración a una superficie objetivo. "Sustancia" también puede significar un material que no fluye en absoluto, tal como un material fibroso u otro material entrelazado. "Sustancia" puede significar un fluido o un sólido. Para mantener las sustancias en los valles y/o depresiones se puede utilizar adhesivos, medios electrostáticos, enclavamiento mecánico, atracción por capilaridad, adsorción superficial y fricción. Las sustancias pueden permanecer permanentemente en los valles y/o depresiones o se puede prever que las sustancias se liberen de los mismos al ser expuestas a contacto con superficies externas o cuando la estructura tridimensional se deforma, calienta o activa de otro modo. Las sustancias de interés en la presente invención incluyen sustancias tales como geles, pastas, espumas, polvos, partículas aglomeradas, pellets, líquidos microencapsulados, ceras, suspensiones, líquidos y combinaciones de los mismos.
Los espacios de la estructura tridimensional de la presente invención normalmente están abiertos; por tanto, es deseable disponer de sustancias que se quedan fijas y no se salen de la estructura sin una etapa de activación. La etapa de activación de la presente invención es preferiblemente deformación de la estructura tridimensional por compresión. Sin embargo, una etapa de activación para que la sustancia fluya podría ser calentar el material por encima de la temperatura ambiente o enfriarlo por debajo de la temperatura ambiente. O podría incluir proporcionar fuerzas superiores a la gravedad terrestre. También podría incluir otras fuerzas de deformación, tales como fuerzas de tracción y combinaciones de estos fenómenos de activación.
Con el término "material conformable" se pretende incluir hojas, láminas de polímero, tela, tejidos o no tejidos, papel, láminas de fibra de celulosa, coextrusiones, estratificados y combinaciones de los mismos. Las propiedades de un material conformable seleccionado pueden incluir, aunque no de forma limitativa, combinaciones o grados que sean: porosos, no porosos, microporosos, permeables a los gases o a los líquidos, no permeables, hidrófilos, hidrófobos, higroscópicos, oleófilos, oleófobos, con alta tensión superficial crítica, con baja tensión superficial crítica, con superficie texturizada previamente, conformables elásticamente, conformables plásticamente, conductores eléctricos y no conductores eléctricos. Los materiales ilustrativos incluyen madera, metal, material de polímero rígido, cerámica, vidrio, resina curada, materiales termoestables, materiales reticulados, líquidos congelados, hormigón, cemento, piedra, materiales artificiales, etc. Tales materiales pueden ser homogéneos o de composición combinada.
En una realización especialmente preferida, los salientes 14 tienen un diámetro de base promedio de aproximadamente 0,038 cm (0,015 pulgadas) a aproximadamente 0,076 cm (0,030 pulgadas) y más preferiblemente aproximadamente 0,064 cm (0,025 pulgadas). Además tienen una separación entre centros promedio de 0,08 cm (0,03 pulgadas) a 0,15 cm (0,06 pulgadas) y más preferiblemente aproximadamente 0,13 cm (0,05 pulgadas) de separación. Esto da lugar a una alta densidad numérica de salientes. Cuantos más salientes haya por unidad de área, más finas pueden ser la pieza de material y las paredes de los salientes con el fin de resistir a una determinada fuerza de deformación. En una realización preferida, el número de salientes por pulgada cuadrada es superior a 200 y los salientes ocupan de aproximadamente 30% a aproximadamente 70% de la cara con salientes de la pieza de material. Tienen una altura de saliente de aproximadamente 0,010 cm (0,004 pulgadas) a 0,030 cm (0,012 pulgadas) y más preferiblemente aproximadamente 0,015 cm (0,006 pulgadas) de altura. El material preferido es polietileno de alta densidad (HDPE) con espesor nominal de 0,0076 mm (0,0003 pulgadas).
Para fabricar un material en forma de lámina resistente al encajamiento, tridimensional que contenga adhesivo, una capa de sustancia 16 preferida es un adhesivo sensible a la presión de látex de aproximadamente 0,025 mm (0,001 pulgadas) de espesor. Aún más preferiblemente, la capa de sustancia 16 puede ser una capa de aproximadamente 0,013 mm (0,0005 pulgadas) de espesor a aproximadamente 0,051 mm (0,002 pulgadas) de espesor de adhesivo de masa fundida, número de especificación Fuller HL-2115X, elaborado por H.B. Fuller Co. de Vadnais Heights, MN. Se puede utilizar cualquier adhesivo que se adapte a las necesidades de aplicación del material. Los adhesivos pueden ser reajustables, liberables, permanentes o de otro tipo. El tamaño y la separación de los salientes se selecciona preferiblemente para proporcionar un camino continuo de adhesivo que rodee los salientes de manera que se puedan hacer juntas estancas con una superficie objetivo.
Los materiales en forma de película se pueden hacer a partir de resinas homogéneas o mezclas de las mismas. Se contemplan capas simples o múltiples dentro de la estructura de película, ya sean por coextrusión, recubiertas por extrusión, estratificadas o combinadas mediante otros medios conocidos. El atributo principal del material en forma de película es que éste puede formar salientes y valles alrededor del producto. Las resinas útiles incluyen polietileno, polipropileno, PET, PVC, PVDC, estructuras de látex, nilón, etc. Generalmente se prefieren las poliolefinas debido a su bajo coste y facilidad de conformación. Los calibres de material preferidos son de aproximadamente 0,0025 mm (0,0001 pulgadas) a aproximadamente 0,25 mm (0,010 pulgadas). Calibres más preferidos son de aproximadamente 0,005 mm (0,0002 pulgadas) a aproximadamente 0,051 mm (0,002 pulgadas). Calibres aún más preferidos son de aproximadamente 0,0076 mm (0,0003 pulgadas) a aproximadamente 0,025 mm (0,001 pulgadas).
El proporcionar un módulo de elasticidad de película suficientemente alto para minimizar el estirado de la película durante su uso es ventajoso para sellar el material 10 a una superficie objetivo. Una película estirada da lugar a fuerzas residuales paralelas al plano de contacto del adhesivo que podrían provocar que un enlace de adhesivo débil se rompiera. Cuanto mayores y más cercanos sean los salientes, mayor será la probabilidad de que se produzca estirado de una película dada. Aunque se cree que la elasticidad del material 10 no es deseable para su uso como envoltorio de recipientes que se sella a un recipiente, existen potencialmente muchos otros usos para un material elástico que contiene un diseño de sustancia. El reducir la separación de los salientes a la separación menor posible que se puede fabricar puede aumentar la elasticidad del material, pero puede ser ventajoso para reducir el volumen de sustancia existente entre salientes. Las diferentes aplicaciones del material conformado de la presente invención dictaminarán el tamaño y la densidad ideales de los salientes, así como la selección de las sustancias que se utilicen entre
ellos.
La propiedad de material "resistencia del haz" del material en forma de lámina tridimensional se ha mencionado anteriormente en términos de la resistencia del haz que evita un encajamiento significativo de cualquier región de material que rodee un saliente dado incluso en el caso de que dicho saliente se encuentre superpuesto sobre una depresión coincidente única o de mayor tamaño de forma compatible pues los salientes que rodean ese saliente único de interés serán de diferente tamaño, forma y separación que los salientes que rodean el otro saliente/depresión. La resistencia del haz es por tanto un factor importante que se ha de considerar a la hora de seleccionar el tipo y el espesor de material, así como la densidad y el diseño de los salientes. Se ha observado que, en general, un número mayor de salientes de menor tamaño proporciona un nivel mayor de resistencia del haz a un tipo y espesor de material dado que un número menor de salientes de mayor tamaño. Se pueden utilizar tales materiales diferentes, más finos y más adaptables sin dejar de disponer de las ventajas de no encajamiento de la presente invención mediante el uso de un diseño amorfo que tiene generalmente salientes relativamente pequeños en una densidad numérica relativamente alta.
Se cree que el tamaño, forma y separación de los salientes y las propiedades del material en forma de banda tales como módulo de flexión, rigidez del material, espesor del material, dureza, temperatura de deflexión y proceso de conformación determinan la resistencia del saliente. Por ejemplo, el proceso de conformación es importante en las películas de polímero pues la "conformación en frío" o estampado genera tensiones residuales y diferentes distribuciones de espesor de pared que las producidas por termoconformado a temperaturas elevadas. Para algunas aplicaciones es deseable proporcionar una rigidez (resistencia a la deformación) que sea suficiente para soportar una presión de al menos 0,69 kPa (0,1 libras por pulgada cuadrada) sin deformar prácticamente los salientes de donde la sustancia entra en contacto con una superficie externa. Un ejemplo de este requisito sería la necesidad de enrollar la banda en un rollo para su transporte y/o administración. Incluso con presiones de devanado muy bajas de 0,69 kPa (0,1 libras por pulgada cuadrada), una presión de devanado residual del interior del rollo puede deformar los salientes de la banda lo suficiente como para hacer que las capas de banda superpuestas entren en contacto con la sustancia. Se precisa una rigidez de saliente "umbral" para evitar que se produzca este daño en el devanado. De forma similar, cuando la banda se almacena o administra como láminas separadas, se precisa esta rigidez "umbral" para evitar la activación prematura del producto debido al peso de las capas de láminas superpuestas o a otras fuerzas, tales como las fuerzas inducidas por las vibraciones del transporte, una mala manipulación, caídas y similares.
Si la estructura tridimensional de la presente invención se utiliza como una cinta o envoltorio de almacenamiento, por ejemplo, las superficies de contacto externas pueden ser amoldables o rígidas y planas o no planas. Se prefiere que la estructura tridimensional se deforme para su uso con una superficie objetivo rígida. Si la sustancia es adhesiva y el objetivo es una adherencia liberable sobre una superficie objetivo tras la deformación de la estructura, el grado de adhesión es importante. Para un envoltorio de almacenamiento donde la liberación tras la adhesión es necesaria, la resistencia de despegado del adhesivo se mide preferiblemente mediante el método del consejo PSTC-1 para cintas sensibles a la presión. Se enrolla una tira de película de 30,5 cm (12 pulgadas) de largo por 2,5 cm (1 pulgada) de ancho una vez sobre una superficie lisa de acero inoxidable a una velocidad de 30,5 cm (12 pulgadas) por minuto utilizando un rodillo de 2,04 kg (4,5 libras) y, a continuación, se realiza el ensayo teniendo un valor máximo de fuerza de despegado de la adhesión en el intervalo de aproximadamente 0,012 a 0,600 kg/cm (1 a aproximadamente 50 onzas/pulgada), más preferiblemente de aproximadamente 0,012 a 0,027 kg/cm (1 a aproximadamente 2,5 onzas/pulgada), de anchura de cinta.
Para un envoltorio de almacenamiento se desea la adhesión mínima que mantiene una junta de manera que el envoltorio se despegue y abra fácilmente para acceder al artículo o artículos almacenados. La inversión de los salientes, especialmente aquellos realizados de HDPE, minimiza el efecto inverso de los salientes de manera que no es necesaria una adhesión mayor con el fin de evitar fallos de juntas relativamente débiles. En esta realización, se desea que el saliente quede "muerto" o no sea resiliente tras haber sido invertido o aplastado; sin embargo, se podría utilizar un saliente resiliente, por ejemplo, cuando se pretende que el enlace sea permanente, cuando un adhesivo agresivo supera el efecto inverso. Además, un saliente resiliente puede ser deseable cuando está previsto el uso repetido del material.
El modo y la fuerza de deformación pueden estar influenciados por el perfil de espesor de las paredes laterales para proporcionar resultados más deseados. La pared lateral de un saliente conecta la parte extrema del saliente con el material no conformado adyacente al perímetro de la base del saliente. La pared lateral según se ha definido también puede contener una región periférica prácticamente dentro de la parte extrema que es prácticamente más fina que la región interior de la parte extrema. Los salientes donde al menos una parte de las paredes laterales es prácticamente más fina que el material sin conformar adyacente al perímetro de la base se consideran preferidos para su deformación por parte del usuario. Las paredes laterales que además son prácticamente más finas en al menos una parte de la pared lateral en comparación con el material de la parte extrema del saliente también facilitan de forma ventajosa que ocurra la deformación ante todo en la estructura de la pared lateral.
En estructuras que contienen salientes relativamente pequeños, como se observa en patrones de salientes con densidad numérica alta, tales calibres de pared lateral más finos pueden ser especialmente útiles.
Los salientes 12 tienen paredes laterales 22 que se hacen más finas cuando se conforman los salientes 12 para asegurar que los salientes 12 se deformen como se ha previsto. Se prefiere el polietileno de alta densidad frente al polietileno de baja densidad porque el primero se puede hacer más fino para la misma resistencia a la deformación del saliente y porque una vez deformados, los salientes de HDPE no tienden a rebotar hacia su configuración inicial no deformada como hacen los salientes de LDPE.
Los salientes 12 tienen preferiblemente una forma de base poligonal convexa, cuya formación se describe a continuación. Forma poligonal convexa significa que las bases de los salientes tienen múltiples (tres o más) lados rectos que no forman ningún ángulo de menos de 180° medido externamente con cualquier cara adyacente. Por supuesto, formas de base alternativas son igualmente útiles. Sin embargo, se cree que la forma de base preferida se genera con la mayor facilidad. Los polígonos preferiblemente se entrelazan en el plano de la superficie 17 inferior o hembra, como en un mosaico, para proporcionar una separación en anchura constante entre los mismos. La anchura A de los espacios 14 se puede seleccionar en función del volumen de sustancia que se desea entre los salientes. Preferiblemente, la anchura A es siempre menor que la dimensión de saliente mínima de cualquier saliente de la pluralidad de salientes 12. El área ocupada por la pluralidad de salientes 12 es preferiblemente de aproximadamente 30% a aproximadamente 70%, más preferiblemente aproximadamente 50%, del área disponible de lámina de material 10, medida paralela al
plano 20.
Las Figuras 10-13 describen un método y aparato adecuados para elaborar el material 10, estando el método generalmente indicado como 30. El método 30 es representativo y puede ser modificado o adaptado a un tamaño, composición, etc. particular del material 10 resultante. El método 30 utiliza una superficie de conformación 32 que es preferiblemente un tamiz tridimensional que tiene cavidades 34 y zonas 36 entre las cavidades 34. Dicha estructura de conformación o estructura de conformación podría constituir una estructura de conformación tipo hembra que, al ser utilizada, conformaría salientes machos correspondientes en la cara del material conformado que está en contacto con la estructura. De forma alternativa, la superficie de conformación 32 podría comprender una estructura de conformación tridimensional de tipo macho si tuviera pasadores elevados 34 de la forma poligonal deseada que tienen cavidades 36 entre y alrededor de los pasadores 34. Al ser utilizada, dicha estructura de conformación conformaría depresiones hembras correspondientes en la cara del material conformado que contiene la estructura.
Más especialmente, la Figura 10 muestra una superficie de conformación que podría ser utilizada para conformar un material tridimensional 10 correspondiente tal como se muestra en la Figura 5. Cuando se termoconforma un material 10 sobre la superficie de conformación 32, los salientes 12 se conforman preferiblemente estirándose en las cavidades 34 con vacío cuando el material 10 se calienta a una temperatura de ablandamiento y, a continuación, se mantienen los salientes 12 estirados en las cavidades 34 mientras el material 10 se enfría hasta una temperatura de solidificación. En este método, las zonas 36 definen las bases de los espacios 14 existentes entre los salientes 12. Los salientes 12 se conforman preferiblemente con paredes laterales 22 que son lo más perpendiculares posibles al plano 20, siendo típica cierta conicidad. Los extremos externos de los salientes 12 pueden tener forma de cúpula o más truncada de manera que formen pirámides de la forma poligonal correspondiente.
El material 10 puede ser termoconformado al vacío, estampado o hidroconformado o conformado mediante otro medio de conformación conocido comúnmente en la técnica para deformar permanentemente materiales finos.
La Figura 10 muestra un tamiz de conformación 32 preferido que comprende zonas 36 interconectadas que rodean las cavidades poligonales 34. Las zonas 36 se hacen preferiblemente de acero inoxidable y se recubren con un agente antiadherente. Más preferiblemente, el tamiz 32 se hace en una cinta continua 38 como muestra la Figura 13. De forma alternativa, el tamiz 32 se podría utilizar en forma de placa plana o conformada en un tambor rígido. La Figura 12 muestra un corte transversal parcial del tamiz de conformación 32 tomado en un punto que muestra un corte transversal a través de dos zonas consecutivas. Las zonas 36 tienen una dimensión B que representa la anchura de la zona que es preferiblemente constante según se mide entre bordes de zonas adyacentes prácticamente paralelas y una dimensión T que representa el espesor del tamiz.
El diseño amorfo del tamiz de conformación se genera preferiblemente según el método descrito anteriormente. A modo de ejemplo, la Figura 11 es una fotomicrografía que muestra una vista en perspectiva de una estructura de conformación tridimensional 32 representativa que tiene cavidades 34 y zonas 36 adecuadas para conformar un material en forma de lámina tridimensional resistente al encajamiento tal como el de la Figura 1.
Los métodos de producción pueden afectar al perfil de espesor de las paredes laterales tal como en el uso de un tamiz de conformación con paredes laterales prácticamente rectas que definen el orificio del tamiz de conformación. Un proceso de este tipo permite un espesor de pared lateral prácticamente más fino pues el saliente se estira libremente desde el perímetro de la base hacia el interior de la cavidad del tamiz de conformación hasta el punto de contacto con el tamiz de respaldo interno. El fin del tamiz de respaldo interno es evitar el estiramiento adicional del saliente. Este enfoque proporciona un perfil de calibre más variado dentro de las paredes laterales.
Se ha descubierto al reducir a la práctica la presente invención que cuando se utiliza adhesivo de masa fundida como sustancia, el termoconformado se comporta de manera diferente que cuando se procesan otras sustancias. La diferencia es que los salientes, que se conforman cuando el adhesivo de masa fundida ha sido aplicado a la superficie de conformación, tienden a presentar paredes laterales más finas. Se cree que el adhesivo de masa fundida se enfría y solidifica cuando entra en contacto con la superficie de conformación metálica y así evita que el material en forma de banda que está en contacto con el adhesivo se extienda en las cavidades de forma que se obtienen valles de espesor uniforme. Con otras sustancias, tales como adhesivos de látex, se producen paredes laterales de salientes menos finas, supuestamente debido a que una parte del material en forma de banda que está con contacto con el adhesivo en las zonas o partes superiores de los pasadores de la superficie de conformación fluye en las cavidades durante el termoconformado.
La Figura 13 muestra un método y un aparato adecuado y preferido en la presente invención para elaborar un material tal como el material 10 de la presente invención, que se indica generalmente como 180. El material conformado es preferiblemente transparente o traslúcido de manera que puede ser colocado con presión antes de ser deformado. La transparencia, sin embargo, introduce un nuevo problema para determinar en qué cara de la estructura tridimensional se coloca la sustancia con el fin de saber qué cara se debe colocar sobre la superficie objetivo. La identificación de la cara de la sustancia se puede resolver colocando indicios sobre la superficie de la estructura tridimensional, colorando la sustancia con un tinte diferente del de la estructura tridimensional o proporcionando una estructura de material estratificado de diferentes tintes, por ejemplo. En el caso de etiquetas, puede no ser necesaria la transparencia pues los bordes del material se pueden utilizar para realizar una colocación adecuada.
También puede ser útil microtexturar el material durante la conformación, tal como produciendo una distinción entre una cara del material y la otra cara. El microtexturado de las características de la superficie extrema de la estructura tridimensional se puede conseguir en la presente invención, por ejemplo, estirando la pieza de material en las cavidades del tamiz de conformación y contra una superficie microtexturada, tal como un tambor al vacío que tiene pequeñas aberturas en el mismo.
El tamiz de conformación 181 se enrosca sobre un rodillo tensor 182 y se desplaza hasta un rodillo al vacío 184. El tamiz de conformación 181 es preferiblemente una correa de acero inoxidable en circunferencia de 183 cm (6 pies) y 0,013 cm (0,005 pulgadas) de espesor por 31,8 cm (12,5 pulgadas) de ancho que tiene el diseño de salientes deseado grabado como cavidades en la correa. La cubierta de la superficie exterior del rollo al vacío 184 es un tamiz de níquel sin soldadura de malla 195 que tiene un diámetro de 21,9 cm (8,63 pulgadas) que sirve como superficie de respaldo porosa para el tamiz de conformación 181.
Para producir un material que contiene adhesivo sensible a la presión, se recubre con una sustancia 186, preferiblemente adhesivo de masa fundida, un tamiz de conformación 181 con un aplicador de sustancias 188 mientras el tamiz de conformación 181 avanza a aproximadamente 610 cm (20 pies) por minuto. Un material 190, por ejemplo, una banda de película de HDPE de aproximadamente 0,0013 cm (0,0005 pulgadas) de espesor, se pone en contacto con el tamiz de conformación recubierto con la sustancia en un tambor de retorno de alimentación de material 192. Se dirige aire caliente a aproximadamente 316ºC (600ºF) que fluye a aproximadamente 0,32 metros cúbicos/minuto (11,25 SCFM) de manera radial sobre el material 190 mediante una fuente de aire caliente 194 según el material pasa sobre el rollo al vacío 184 y se aplica vacío al tamiz de conformación 181 a través del rollo al vacío 184 mediante un manguito al vacío fijo 196 desde una fuente de vacío (que no se muestra). Se aplica un vacío de aproximadamente 40,6 kPa de mercurio (12 pulgadas) según se caliente el material mediante una fuente de aire caliente 194. Se extrae un material conformado recubierto con sustancia 198 del tamiz de conformación 181 en el rollo de depuración 200.
El tamiz de conformación de acero inoxidable 181 es una correa fabricada soldada. Se fabrica en varias etapas. El diseño de cavidades se desarrolla preferiblemente mediante un programa informático según el método descrito anteriormente y se imprime preferiblemente sobre una transparencia para proporcionar una fotomáscara de fotograbado. La fotomáscara se utiliza para crear áreas grabadas y no grabadas. El material grabado es de forma típica acero inoxidable pero también puede ser latón, aluminio, cobre, magnesio y otros materiales incluyendo aleaciones. Los métodos para elaborar tamices mediante fotograbado se describen más detalladamente en las patentes de propiedad común US-4.342.314, concedida a Radel y Thompson, US-4.508.256, concedida a Radel y col. y US-4.509.908, concedida a Mullane, Jr., cuyas descripciones se incorporan como referencia en la presente memoria.
De manera adicional, el diseño de cavidades puede estar grabado en polímeros fotosensibles en lugar de metales. Ejemplos se describen junto con los métodos para elaborar tamices de conformación de polímeros en las patentes de propiedad común US-4.514.345, concedida a Johnson y col., US-5.098.522, concedida a Smurkoski y col., US-4.528.239, concedida a Trokhan y US-5.245.025, concedida a Trokham, cuyas descripciones se incorporan como referencia en la presente memoria.
A continuación, el tamiz de conformación se convierte en una correa continua mediante soldadura a tope de los extremos entre sí utilizando soldadura por láser o por haz de electrones. Esto produce una costura casi imperceptible que se precisa para minimizar interrupciones en el diseño de cavidades. La etapa final es recubrir la correa sin fin con un recubrimiento (antiadherente) de baja tensión superficial crítica, tal como el recubrimiento antiadherente patentado de la Serie 21000 elaborado y aplicado por Plasma Coatings of TN, Inc., ubicado en Memphis, TN. Se cree que este recubrimiento es principalmente un epoxi de organosilicona. Según se aplica a un tamiz de conformación de acero inoxidable utilizado en los métodos de la presente invención, este recubrimiento proporciona una tensión superficial crítica de aproximadamente 0,00018 N/cm (18 dinas/cm). Otros materiales que pueden considerarse adecuados para proporcionar tensión superficial crítica reducida incluyen parafinas, siliconas, PTFE y similares. Este recubrimiento permite que el material conformado se separe de la correa sin estiramiento o rasgado indebido.
Se cree que un tamiz de conformación de tipo correa es más ventajoso que un tamiz de conformación de tipo placa plana o tambor porque una correa permite que los patrones de tamiz y longitudes de diseño se cambien más fácilmente y se pueden utilizar patrones más grandes sin tener miembros giratorios macizos. Sin embargo, según la cantidad deseada y las dimensiones del material 10 que se van a conformar puede ser igualmente adecuado fabricar la estructura de conformación como una placa plana o tambor rígido y/o otras estructuras de conformación y métodos conocidos en la técnica.
Dado que el mismo tamiz de conformación común se utiliza para transferir la sustancia al material tal cual se utiliza para conformar los salientes, el diseño de la sustancia se registra adecuadamente con los salientes. En la realización preferida, la superficie superior del tamiz de conformación 32 es continua con excepción de las cavidades 34; así, el diseño de la sustancia está totalmente interconectado en esta configuración. Sin embargo, si se recubriera un diseño discontinuo de sustancia sobre el tamiz de conformación 32, resultaría un diseño de sustancia discontinuo entre los salientes.
Según el método preferido de fabricación del material en forma de lámina tridimensional resistente al encajamiento 10, los salientes tridimensionales se conforman de manera unitaria a partir de la lámina de material conformable en sí y son estructuras huecas con depresiones en una cara que preferiblemente tienen cada una un tamaño y forma tridimensional que se corresponde prácticamente con el tamaño y la forma tridimensional de sus respectivos salientes. Sin embargo, puede también ser deseable para algunas aplicaciones utilizar salientes sólidos conformados (y aplicados) de manera unitaria, integral o separada a partir de la lámina de material y que pueden o no ser conformables.
En general, la presente invención es un material en forma de lámina tridimensional, con diseño amorfo y resistente al encajamiento que es adecuado para soportar una sustancia protegida contra el contacto involuntario con superficies externas. El material en forma de lámina de la presente invención se puede utilizar como parte de una estructura que se puede convertir en una estructura básicamente bidimensional mediante la aplicación de una fuerza de compresión de manera que la estructura se hunde para liberar o exponer la sustancia al contacto con una superficie o superficies externas. Sin embargo, el ámbito de la invención también se aplica a estructuras tridimensionales que soportan sustancias protegidas contra contactos involuntarios que se convierten en estructuras básicamente bidimensionales mediante otros medios distintos de la compresión. Por ejemplo, los inventores han descubierto que una fuerza de tracción aplicada a la misma estructura tridimensional puede hacer que se deforme plásticamente en sentido longitudinal y así se contraiga el grosor o espesor de la sustancia expuesta o liberada de modo similar. Se cree que bajo una tensión suficiente, el material existente entre salientes se deforma en respuesta a las fuerzas en el plano del material y los salientes se alargan así en la misma dirección. Cuando los salientes se alargan, se reduce su altura. Con una elongación suficiente los salientes se reducen en altura hasta donde quedan expuestas las sustancias existentes entre ellos, dentro de ellos o ambas.
Para una cinta de material 10 de 2,54 cm (una pulgada) de anchura, hecha a partir de HDPE de 0,0076 mm (0,0003 pulgadas) de espesor y conformada para tener salientes de 0,152 mm (0,006 pulgadas) de altura y 0,762 mm (0,030 pulgadas) de diámetro, separados en 1,14 mm (0,045 pulgadas), la fuerza de tracción que se considera necesaria para ocasionar que los salientes expongan un recubrimiento de adhesivo de 0,025 mm (0,001 pulgadas) de espesor en los valles existentes entre los salientes es aproximadamente 0,36 kg por 2,54 cm (0,80 libras por pulgada) de anchura de cinta.
Se puede aplicar una combinación de fuerzas de compresión y tracción al material de la presente invención con el fin de exponer una sustancia desde el interior de la estructura tridimensional. Aunque en una realización preferida de la presente invención, la fuerza de tracción necesaria para conseguir una deformación suficiente de dicha estructura tridimensional con el fin de exponer una sustancia a una superficie externa es significativamente mayor que una fuerza de compresión para conseguir el mismo resultado, se puede diseñar una estructura que se deforme más fácilmente mediante una fuerza de tracción aplicada en una dirección plana específica. Estructuras que responden a la tracción y los principios de las mismas se describen en la patente de asignación común US-5.518.801, concedida a Chappell y col., cuya descripción se ha incorporado como referencia en la presente memoria.
En otro ejemplo, se podría aplicar calor para hacer que la misma estructura hecha de película retráctil se reduzca en espesor para liberar o exponer de modo similar la sustancia.
Los ejemplos de usuarios de materiales en forma de lámina tridimensional de la presente invención además de cintas, etiquetas y envoltorios de almacenamiento incluyen: toallitas faciales impregnadas con lociones, cintas aromatizadas que contienen perfumes microencapsulados, papel para estantes y paredes impregnado con adhesivo, parches medicinales, suministro a una superficie de condimentos con patrones, adhesivos bicomponentes, productos químicos para pretratamiento de lavado de ropa, sistemas de suministro de abrasivos y otras aplicaciones donde se desea eludir el contacto con una sustancia mantenida en un sustrato hasta que se produce cierta acción. Usos alternativos de un material que tiene una estructura tridimensional que se puede convertir en una estructura bidimensional con el fin de exponer una sustancia se describen más detalladamente en la solicitud de patente codependiente de atribución común presentada al mismo tiempo con número de serie [ 
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], caso con número de expediente del apoderado 5922R, mencionada anteriormente e incorporada.
Según se describe en la presente memoria, se pueden depositar diferentes sustancias sobre las caras opuestas del material conformado. Se pueden colocar múltiples sustancias sobre la misma cara del material, separadas geométricamente entre sí o mezcladas. Las sustancias pueden ser parcialmente estratificadas. Un ejemplo es una capa de adhesivo adyacente a la superficie del material con partículas sólidas adheridas a la cara expuesta de la capa adhesiva. Además, se contempla que puede ser deseable para ciertas aplicaciones tener salientes que se extiendan hacia fuera desde ambas caras del material conformado de manera que ambas caras sean caras activas con salientes conformables.
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Un diseño de salientes puede estar superpuesto sobre una escala dimensional similar o sobre una escala dimensional diferente tal como un diseño único o múltiple de "microsalientes" situado en las partes superiores de otros salientes más grandes.
Aunque la mayor parte de lo tratado anteriormente se ha centrado en un material en forma de lámina tridimensional que contiene una sustancia además del material a partir del cual se conforma la lámina en sí, tal como un adhesivo sensible a la presión, se pueden considerar materiales en forma de lámina tridimensional que no contienen una sustancia adicional tal dentro del ámbito de la presente invención. Por ejemplo, se puede conformar una lámina de separación tridimensional para su uso como envoltorio de envasado y para llenar huecos dentro de un recipiente de transporte de manera que un elemento encerrado en el mismo pueda ser prácticamente inmovilizado. Otro ejemplo de tal material en forma de lámina tridimensional están en la categoría de utensilios de limpieza tales como toallitas, trapos, esponjas, almohadillas, etc. Los canales existentes en la estructura tridimensional se emplean para acumular, embeber o recoger suciedad, sólidos, líquidos libres o combinaciones de los mismos durante tareas de limpieza. El diseño amorfo de canales o depresiones proporciona una limpieza eficaz debido a algunas de las propiedades ventajosas del diseño. Esto permite una limpieza eficaz independientemente de la dirección en la que se limpie y/o la parte elegida del diseño que entra en contacto con la superficie u objeto que se ha de limpiar. Se puede incluir una sustancia en el material en forma de lámina tridimensional antes de su uso, lo que proporcionaría ventajosas propiedades de limpieza.
Aunque se han ilustrado y descrito realizaciones particulares de la presente invención, resultará evidente para los expertos en la técnica que se pueden realizar cambios y modificaciones diversas sin apartarse del espíritu y alcance de la invención y que las reivindicaciones adjuntas pretenden cubrir todas las modificaciones que se encuentran en el alcance de la invención.

Claims (34)

1. Un material en forma de lámina tridimensional, teniendo dicho material una primera cara y una segunda cara, comprendiendo dicha primera cara al menos una región que tiene una pluralidad de salientes tridimensionales separados que se extienden hacia fuera a partir de dicha primera cara, que se caracteriza porque dichos salientes forman un diseño de forma geométrica bidimensional, de manera que el diseño de salientes es aleatoriamente no uniforme a través de la región de forma que ninguna agrupación de salientes dentro del diseño general será igual a ninguna otra agrupación similar de salientes.
2. El material en forma de lámina de la reivindicación 1, que se caracteriza porque el número de salientes por
6,5 cm^{2} (pulgada cuadrada) es superior a 200.
3. El material en forma de lámina de una de las reivindicaciones 1 ó 2, que se caracteriza porque dicho diseño incluye una pluralidad de formas geométricas bidimensionales diferentes.
4. El material en forma de lámina de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que se caracteriza porque dichos salientes se conforman de manera unitaria a partir de dicho material en forma de lámina.
5. El material en forma de lámina de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que se caracteriza porque dicha segunda cara comprende una pluralidad de depresiones huecas tridimensionales separadas que se corresponden con dichos salientes de manera que dichos salientes son huecos.
6. El material en forma de lámina de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que se caracteriza porque el tamaño y la forma de cada depresión se corresponde básicamente con el tamaño y la forma de cada saliente correspondiente.
7. El material en forma de lámina de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que se caracteriza porque dichas depresiones están parcialmente llenas de una sustancia.
8. El material en forma de lámina de la reivindicación 7, que se caracteriza porque dicha sustancia comprende un adhesivo.
9. El material en forma de lámina de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que se caracteriza porque dicha pluralidad de salientes de dicho diseño comprende polígonos convexos entrelazados, teniendo cada uno un número finito de caras prácticamente rectas siendo las caras enfrentadas de polígonos adyacentes prácticamente paralelas.
10. El material en forma de lámina de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, que se caracteriza porque dichos salientes ocupan entre aproximadamente 30% y aproximadamente 70% del área de dicha primera cara de dicho material en forma de lámina, medidos de manera paralela al plano de dicho material en forma de lámina donde dichos salientes colindan con dicha primera cara.
11. El material en forma de lámina de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, que se caracteriza porque dicho material en forma de lámina se conforma a partir de una banda isótropa de material y caracterizado porque dicho material en forma de lámina presenta propiedades de banda estructural isótropa en cualquier dirección dentro del plano de dicho material en forma de lámina.
12. El material en forma de lámina de la reivindicación 11, que se caracteriza porque dicho material en forma de lámina es prácticamente isomorfo en cuanto a propiedades geométricas y estructurales para un área circunscrita dada en dicho diseño.
13. El material en forma de lámina de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, que se caracteriza porque dicha pluralidad de salientes están separados por una red interconectada de espacios tridimensionales entre salientes adyacentes.
14. El material en forma de lámina de la reivindicación 13, que se caracteriza porque dichos espacios tienen anchuras prácticamente equivalentes a lo largo de dicho diseño.
15. El material en forma de lámina de las reivindicaciones 13 ó 14, que se caracteriza porque dichos espacios están parcialmente llenos con una sustancia que comprende preferiblemente un adhesivo.
16. Un método para elaborar un material en forma de lámina tridimensional, que se caracteriza porque dicho método comprende las etapas de:
(a)
introducir una lámina de material conformable en una estructura de conformación tridimensional que tiene un diseño de formas tridimensionales de manera que el diseño de formas es aleatoriamente no uniforme de forma que ninguna agrupación de formas dentro del diseño general será igual a ninguna otra agrupación similar de formas; y
(b)
conformar dicha lámina de material de acuerdo con dicha estructura de conformación para generar una pluralidad de salientes tridimensionales separados que se extienden hacia fuera a partir de una primera cara de dicha lámina de material, conformando dichos salientes un diseño de formas geométricas bidimensionales de manera que el diseño de salientes es aleatoriamente no uniforme de manera que ninguna agrupación de salientes dentro del diseño general será igual a ninguna otra agrupación similar de salientes.
17. El método de la reivindicación 16, que se caracteriza porque dicha pluralidad de salientes están separados por una red interconectada de espacios tridimensionales entre salientes adyacentes y caracterizado porque dicho método además comprende la etapa de llenar parcialmente dichos espacios con una sustancia.
18. El método de la reivindicación 17, que se caracteriza porque dicha etapa de llenar parcialmente dichos espacios se produce prácticamente de manera simultánea con dicha etapa de conformar dicha lámina de material.
19. El método de la reivindicación 18, que se caracteriza porque dichas etapas prácticamente simultáneas se llevan a cabo conjuntamente en una estructura de conformación común.
20. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 16 a 19, que se caracteriza porque dicha etapa de conformar se realiza mediante un método de conformación seleccionado del grupo que consiste en estampado mecánico, termoconformado al vacío, hidroconformado y combinaciones de los mismos.
21. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 16 a 20, que se caracteriza porque dicha estructura de conformación comprende una correa flexible continua.
22. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 16 a 21, que se caracteriza porque dicha estructura de conformación comprende un diseño de cavidades tridimensionales y zonas interconectadas de manera que el diseño de cavidades es aleatoriamente no uniforme de forma que ninguna agrupación de cavidades dentro del diseño general será igual a ninguna otra agrupación de cavidades similar.
23. El método de la reivindicación 22, que se caracteriza porque cada una de dichas cavidades tiene una forma poligonal convexa.
24. El método para elaborar un material en forma de lámina tridimensional de la reivindicación 16, que además comprende las etapas de:
(i)
generar un gráfico informático que tiene un diseño bidimensional de formas geométricas bidimensionales entrelazadas de las protuberancias de manera que el diseño de protuberancias es aleatoriamente no uniforme de forma que ninguna agrupación de protuberancias dentro del diseño general será igual a ninguna otra agrupación de protuberancias similar, teniendo dicho diseño líneas de anchura prácticamente constante entre dichas formas entrelazadas;
(ii)
transferir dicho diseño bidimensional a una estructura de conformación para conformar una estructura de conformación tridimensional que tenga cavidades tridimensionales que se correspondan con dichas formas entrelazadas, y zonas interconectadas que se correspondan con dichas líneas de anchura prácticamente constante;
(iii)
opcionalmente, recubrir dichas zonas interconectadas con una sustancia;
(iv)
introducir una lámina de material conformable en dicha estructura de conformación sobre dicha sustancia, teniendo dicha lámina de material una afinidad mayor por dicha sustancia que dicha estructura de conformación.
25. Un método para elaborar una estructura de conformación para fabricar un material en forma de lámina tridimensional, que se caracteriza porque dicho método comprende las etapas de:
(a)
generar un gráfico informático que tiene un diseño bidimensional de formas geométricas bidimensionales entrelazadas de manera que el diseño de formas es aleatoriamente no uniforme de manera que ninguna agrupación de formas dentro del diseño general será igual a ninguna otra agrupación de formas similar, teniendo dicho diseño líneas de anchura prácticamente constante entre dichas formas entrelaza- das;
(b)
transferir dicho diseño bidimensional a una estructura de conformación para conformar una estructura de conformación tridimensional con formas tridimensionales que se corresponden con dichas formas bidimensionales entrelazadas.
26. El método de la reivindicación 25, que se caracteriza porque dicha etapa de transformación conforma una estructura de conformación tridimensional que tiene cavidades tridimensionales que se corresponden con dichas formas entrelazadas, y zonas interconectadas que se corresponden con dichas líneas de anchura prácticamente constante.
27. El método de las reivindicaciones 25 ó 26, que se caracteriza porque dicho diseño de formas entrelazadas se deriva de un mosaico Voronoi limitado de 2 espacios.
28. El método de la reivindicación 27, que se caracteriza porque dicho mosaico está limitado por un factor limitante que controla el intervalo de separación entre centros permisible de dichas formas.
29. Una estructura de conformación tridimensional para elaborar un material en forma de lámina tridimensional, que se caracteriza porque dicha estructura de conformación comprende un diseño de cavidades tridimensionales separadas por zonas interconectadas, conformando dichas cavidades un diseño bidimensional de formas geométricas bidimensionales entrelazadas de manera que el diseño de formas es aleatoriamente no uniforme de manera que ninguna agrupación de formas dentro del diseño general será igual a ninguna otra agrupación de formas similar.
30. La estructura de conformación de la reivindicación 29, que se caracteriza porque dichas zonas entre dichas cavidades presentan una anchura constante.
31. La estructura de conformación de las reivindicaciones 29 ó 30, en donde dicha estructura de conformación comprende una correa flexible sin fin.
32. La estructura de conformación de la reivindicación 31, que se caracteriza porque dicha correa flexible sin fin está formada de un material polimérico.
33. La estructura de conformación de la reivindicación 31, que se caracteriza porque dicha correa flexible sin fin está formada de acero inoxidable.
34. La estructura de conformación de una cualquiera de las reivindicaciones 29 a 33, que se caracteriza porque dicha estructura de conformación comprende un tamiz de conformación rígido.
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