ES2897563T3 - Lámina de material texturizado a granel - Google Patents

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Nghi Pham
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Abstract

Procedimiento para fabricar una lámina de material texturizado a granel, que comprende: una primera etapa de alimentar una lámina de material (2) a un aparato de texturización; una segunda etapa de someter a impactos a la lámina (2) con cuchillas dentadas (10) del aparato de texturización (3); estando caracterizado el procedimiento porque: en la primera etapa, se alimenta un suministro continuo de lámina de material plano (2) al aparato de texturización (3); en la segunda etapa, la lámina (2) se somete repetidamente a impactos con las cuchillas dentadas (10) del aparato de texturización (3), creando cada cuchilla (10) una fila de estructuras elevadas y generalmente puntiagudas sobre la lámina (2) para texturizar la lámina (2); en el que la etapa de someter a impactos comprende accionar las cuchillas (10) generalmente dentro y a través de la lámina (2), de manera que las cuchillas adyacentes se desplazan en direcciones opuestas.

Description

DESCRIPCIÓN
Lámina de material texturizado a granel
Campo de la invención
La invención se refiere a la texturización de la superficie de un material, y más específicamente se refiere a procedimientos para fabricar una lámina de material texturizado a granel.
Antecedentes de la invención
Los laminados son populares en diversas aplicaciones (por ejemplo, materiales de construcción, paneles para aplicaciones automotrices, piezas industriales a gran escala). Al fabricar materiales laminados, es común usar adhesivo para unir la lámina. Sin embargo, los adhesivos tienen muchas deficiencias conocidas. Son costosos, sucios y emiten humos nocivos. Muchos adhesivos típicos usados para laminar materiales heterogéneos también son propensos a fallar o romperse/agrietarse bajo diversas tensiones (temperatura, flexión, corte). Además, los adhesivos son indeseables desde un punto de vista medioambiental ya que ensucian los materiales subyacentes e impiden el reciclaje o la recuperación de la lámina. Sería deseable evitar el uso de adhesivo sin comprometer la resistencia del laminado.
La unión mecánica en piezas individuales (por ejemplo, placa de respaldo del freno al material de fricción) se ha vuelto conocida y tiene mucho éxito, pero el proceso se usa en acero relativamente grueso en placas individuales pesadas, no en un material continuo a mayor escala que podría usarse para fabricar materiales laminados sin adhesivo, incluyendo laminados de materiales más delgados.
Además, en la actualidad, las piezas individuales están limitadas en cuanto a variaciones de tamaño y forma que son posibles. Con el fin de proporcionar una unión mecánica en piezas individuales, las piezas en bruto se alimentan normalmente desde un cargador en el que todos deben tener un tamaño y un contorno uniformes. El documento WO0049308A1 da a conocer un procedimiento de este tipo.
Esto no resulta conveniente para aplicaciones a mayor escala, o tamaños únicos o longitudes personalizadas, que pueden ser deseables para su uso en materiales de construcción, en particular.
Sería deseable disponer de un procedimiento continuo para preparar una superficie texturizada (lista para la unión mecánica) en material a granel.
Sumario de la invención
Se proporciona un procedimiento para fabricar una lámina de material texturizado a granel tal como se define en la reivindicación independiente adjunta, incluyendo el preámbulo de la misma característica del procedimiento de la técnica anterior tal como se da a conocer en el documento mencionado anteriormente WO0049308A1. A medida que se alimenta un suministro continuo de lámina de material plano, la lámina se ve sometida repetidamente a impactos con cuchillas dentadas, creando cada cuchilla una fila de estructuras elevadas y generalmente puntiagudas sobre la lámina para texturizar la lámina. Las cuchillas se accionan generalmente dentro y a través de la lámina para arrancar las estructuras puntiagudas de la lámina, de manera que las cuchillas adyacentes se desplacen en direcciones opuestas.
Las estructuras puntiagudas pueden tener una forma inclinada o en gancho. El gancho, en una realización, está rizado o retorcido desde el eje de su fila. La forma del gancho está determinada por la forma de los dientes en las cuchillas, y la trayectoria de desplazamiento de las cuchillas. Preferiblemente, no es necesario ninguna operación adicional (secundaria) para producir la forma en gancho.
Preferiblemente, las cuchillas están dispuestas de manera que las cuchillas son capaces de formar una fila continua de estructuras puntiagudas que abarcan sustancialmente la anchura de la lámina. Preferiblemente, una única cuchilla es capaz de formar una fila continua de estructuras puntiagudas que abarca sustancialmente la anchura de la lámina. Preferiblemente, las cuchillas están dispuestas en uno o más paquetes para formar varias filas de estructuras puntiagudas en un único impacto o golpe.
El procedimiento puede incluir detectar el final del suministro y detener la operación de impactos.
Preferiblemente, las filas se forman sustancialmente sin huecos a lo largo de toda la longitud de la lámina. Son posibles diversos patrones, disposiciones, densidades y dimensiones de los salientes. En una realización, cada estructura puntiaguda tiene una altura acabada de menos de 0,25 mm (0,0100"). Las dimensiones de la estructura puntiaguda pueden basarse en una escala gradual de grados de gancho para diferentes aplicaciones, tales como:
Super - altura de gancho máx. 1,78 mm (0,070")
Regular - altura de gancho máx. 1,52 mm (0,060")
Mini - altura de gancho máx. 1,14 mm (0,045")
Micro - altura de gancho máx. 0,76 mm (0,030")
Preferiblemente, en esta realización, cada estructura puntiaguda tiene un grosor acabado en su base de menos de 1,27 mm (0,050"), y más preferiblemente, menos de 1,02 mm (0,040"). Preferiblemente, en esta realización, cada estructura puntiaguda tiene una altura acabada de entre aproximadamente el 150% y aproximadamente el 300% del grosor de la lámina (y no mayor que la altura máxima de cada tipo de gancho según sea apropiado). Preferiblemente, en esta realización, la densidad de estructuras puntiagudas en la lámina es de entre aproximadamente 5-31 estructuras puntiagudas por cm cuadrado (30-200 estructuras puntiagudas por pulgada cuadrada), o más preferiblemente, 6 ganchos por cm cuadrado aproximadamente (40 ganchos por pulgada cuadrada) para Super y Regular; 12 ganchos por cm cuadrado (80 ganchos por pulgada cuadrada) para Mini; 30 ganchos por cm cuadrado (190 ganchos por pulgada cuadrada) para Micro. No obstante, son posibles una gran variedad de dimensiones y geometrías de ganchos. Además, no es necesario que los ganchos se proporcionen en filas que coinciden de manera exacta a lo largo de todo el material, sino que pueden formarse en zonas o patrones para adecuarse a una aplicación particular.
También es posible un proceso en dos lados, en el que el impacto de las cuchillas hace que se formen estructuras puntiagudas en ambos lados de la lámina.
Son posibles diversas etapas tras la texturización. La lámina texturizada puede simplemente recogerse en una bobina después de la etapa de impactos. La lámina texturizada puede cortarse en longitudes o tiras tras la etapa de impactos. La lámina texturizada puede alimentarse directamente a una estación de unión para unir la lámina texturizada a otro material. Existen otras opciones de formación y conformación. Por ejemplo, pueden formarse rollos con la lámina texturizada o doblarse para fabricar tubos (redondos o de otro tipo), o canales, esquinas u otras formas.
Son posibles diversos productos finales a partir del material de lámina texturizada: material enrollado, piezas de material texturizado, material compuesto/laminado unido, longitudes o piezas de lámina de material conformado, enrollado o doblado.
La unión mecánica permite que se unan materiales heterogéneos en un laminado, combinando y potenciando de ese modo las propiedades de cada material (por ejemplo, añadiendo la resistencia o rigidez de un respaldo de metal delgado a una capa superior de plástico, gomosa o quebradiza). Esto puede usarse también para fabricar materiales muy fuertes y ligeros, ya que los componentes individuales puede ser muy delgados, pero la estructura ensamblada global tiene una considerable resistencia debido al poder de bloqueo de los ganchos incrustados que impide que el material se flexione o se doble fácilmente. Esto puede reducir también la necesidad de materiales exóticos o costosos ya que pueden combinarse fácilmente las propiedades de dos o más materiales de calidad posiblemente menor (o reciclados) para tener características más deseables. El propio material laminado puede también formarse y estamparse, preferiblemente calentando en primer lugar para ablandar al menos parcialmente cualquier lámina no metálica.
El material a granel texturizado puede tener otros usos además de la fabricación de productos finales laminados. El material puede usarse por sí solo como un material de construcción cortado a medida donde la superficie texturizada proporciona una superficie antideslizante o lista para la unión (por ejemplo, para recibir una segunda capa a granel en el punto de instalación). Los ganchos en la superficie proporcionan una textura de superficie útil para recibir y agarrar materiales (por ejemplo, materiales fibrosos donde los ganchos tanto se incrustan como atrapan fibras de los mismos). Pueden usarse también tiras delgadas del material como una cinta para atar o sujetar materiales sueltos o débiles (los ganchos se incrustan fácilmente presionando la tira dentro de y alrededor del haz o material para “pegarlo” y sujetarlo).
Breve descripción de las figuras
La figura 1 muestra un procedimiento de texturización en un solo lado.
La figura 2 muestra un procedimiento de texturización en dos lados.
La figura 3 muestra una vista en planta de un aparato de muestra usado para proporcionar texturización en un solo lado.
La figura 4 muestra un rollo acabado de lámina de material texturizado en un solo lado a granel.
La figura 5 muestra un primer plano de la textura de la figura 3.
Descripción detallada
Se proporciona un procedimiento para fabricar una lámina de material texturizado a granel. A medida que se alimenta un suministro continuo de lámina de material plano, la lámina se ve sometida repetidamente a impactos con cuchillas dentadas, creando cada cuchilla una fila de estructuras elevadas y generalmente puntiagudas (similares a clavos) en la lámina para texturizar la lámina.
El procedimiento se muestra en forma de resumen en la figura 1. Un mecanismo de alimentación extrae el material 2 de una bobina autoenrollada 1 (o carrete de suministro). El material se alimenta a un aparato 3 para la texturización. El aparato usa cuchillas (no mostradas) para someter a impactos el material y elevar estructuras puntiagudas sobre su superficie. El material emerge del aparato que lleva ahora estructuras puntiagudas. Este material texturizado 4 se guía entonces a una bobina 5 (o sobre un carrete de recogida).
Tal como se muestra en la figura 2, el material 2 también puede texturizarse en ambos lados. Un mecanismo de alimentación extrae el material 2 de la bobina autoenrollada 1 (o carrete de suministro). El material se alimenta a un aparato modificado 3' que incluye secciones de impacto opuestas (cuchillas dispuestas en ambos lados del material, no mostrado). El material emerge del aparato que lleva ahora estructuras puntiagudas en ambos lados. Este material texturizado 4' se guía entonces a una bobina 5' (o sobre un carrete de recogida).
Alternativamente, puede hacerse que un rollo de material texturizado en un solo lado 4 pase a través del aparato una segunda vez para texturizar la cara opuesta usando un soporte apropiado para proteger las estructuras puntiagudas de la primera cara.
Tal como se muestra en la figura 5, las estructuras puntiagudas pueden estar en forma de ganchos. Cada gancho está formado integralmente por el propio material que se arranca o se raspa de la superficie del material por las cuchillas que impactan. Los ganchos no se taladran desde el lado opuesto, de modo que el material subyacente no se punciona ni se perfora, sino que conserva la integridad de su cuerpo continuo. En la figura 4 se muestra el detalle de las estructuras puntiagudas (en este caso, ganchos). El aparato y las herramientas pueden modificarse para formar diversas formas, dimensiones y densidades de ganchos, dependiendo de los requisitos y las tolerancias del material.
Las cuchillas del aparato están preferiblemente en un paquete, estando situadas las cuchillas opuestas desviadas entre sí (es decir, un conjunto “A” de cuchillas y un conjunto “B” de cuchillas intercaladas entre sí en un paquete, con el conjunto “A” extendido hacia un lado y el conjunto “B” extendido hacia el otro lado). Los impactos laterales del aparato fuerzan a los conjuntos “A” y “B” uno hacia el otro, de modo que los dientes de las cuchillas arrancan o raspan ganchos de la superficie del material.
Pueden usarse diversos tipos de aparato para impulsar las cuchillas y formar los ganchos. Una realización útil usa una prensa para accionar las cuchillas dentadas generalmente dentro y a través de la superficie de la lámina de material. Tal como se muestra en la figura 3, el aparato 3 incluye una placa de troquel superior 13 (esta puede estar montada en una prensa, o ser parte de un montaje autónomo accionado por una prensa independiente, como en el documento CA 2.760.923, presentado el 6 de diciembre de 2011, próxima publicación). Están suspendidas varillas de deslizamiento transversales 16 del aparato y se deslizan dentro de las ranuras de las cuchillas 10. Están conectados resortes de retorno (no mostrados) a las varillas de deslizamiento para desviar las varillas de deslizamiento una hacia la otra. Está dispuesta una placa de presión 19 por encima de las cuchillas. Dos carcasas de bloque 21 están montadas transversalmente sobre la placa de troquel superior adyacente a los bordes de las cuchillas. Está montado un bloque de impulsión 22 sobre cada carcasa de bloque mediante un perno de deslizamiento 23, que está dispuesto sustancialmente paralelo al eje longitudinal de las cuchillas. Un bloque de deslizamiento 24 está montado de manera deslizable en cada carcasa adyacente al bloque de impulsión.
En funcionamiento, una prensa (no mostrada) impulsa la placa de troquel superior 13 del aparato 3 sobre el material que se ha alimentado a una zona de golpeo de material por debajo de las cuchillas 10. La fuerza de la prensa hace que el bloque de deslizamiento 24 impacte sobre la superficie inferior de la prensa (no mostrada) antes de que las cuchillas 10 impacten sobre la superficie del material. El impacto contra la superficie inferior del material impulsa el bloque de deslizamiento hacia arriba en relación con el bloque de impulsión 22, haciendo que la superficie en ángulo 24 ejerza una fuerza sobre el bloque de impulsión en una dirección sustancialmente paralela al eje longitudinal de las cuchillas. Esta fuerza hace que cada bloque de impulsión mueva cuchillas individuales separadas en el paquete en direcciones opuestas a lo largo de sus respectivos ejes longitudinales. Debido a que solo cuchillas alternas entran en contacto con cada bloque de impulsión antes del impacto, cada bloque de impulsión empuja cuchillas adyacentes en direcciones opuestas. Preferiblemente, las cuchillas están moviéndose antes de que entren en contacto con la superficie del material.
Los dientes 11 de las cuchillas se empujan hacia abajo dentro del material, y las cuchillas también se deslizan a lo largo de las varillas de deslizamiento 16 en paralelo a sus ejes longitudinales. Estos movimientos simultáneos hacia abajo y de deslizamiento hacen que cada diente 11 de una cuchilla forme una estructura puntiaguda (gancho).
Después de que se levante la prensa, el bloque de deslizamiento 24 vuelve a su posición inicial mediante los resortes de compresión 20, y las cuchillas 10 y el bloque de impulsión 22 vuelven a sus posiciones iniciales mediante otros resortes (no mostrados). Las cuchillas se retiran del material, que entonces avanza mediante el mecanismo de alimentación (en una progresión) para formar otra sección texturizada.
Las figuras 4 y 5 muestran una posible realización de la lámina de material texturizado en forma acabada. Tal como se muestra, el material puede enrollarse sobre sí mismo (o sobre un carrete de recogida) y comercializarse como un material a granel (listo para la unión mecánica).
El material acabado puede cortarse en productos específicos o combinarse con uno o más materiales heterogéneos en un laminado doble o de múltiples capas.
El material también puede dirigirse a otras operaciones posteriores (por ejemplo, estampado para dar partes/tiras/piezas conformadas, unión con uno o más materiales heterogéneos en un laminado u otra formación. Con el material a granel, en una realización, pueden formarse rollos o doblarse para adoptar una forma tridimensional (por ejemplo, tubo cilíndrico o de otra forma).
Pueden usarse diversos materiales dúctiles con este procedimiento. Aunque se muestra una lámina de metal en las figuras 4 y 5, se ha encontrado también que el procedimiento funciona en otros diversos plásticos más duros (dureza Shore de aproximadamente D55 y superior) y otros materiales en una gama de anchuras y grosores. La lámina puede también enfriarse o calentarse antes de los impactos con el fin de hacerlas más dúctiles o susceptibles por lo demás a la operación de texturización. Por ejemplo, pueden enfriarse o congelarse materiales blandos y gomosos (incluyendo aquellos por debajo de la dureza Shore sugerida de D55) para aplicar este procedimiento.
Además, aunque el material puede seleccionarse para que retenga y mantenga una estructura puntiaguda erguida tal como se enseña y se muestra, puede haber también ventajas en el procesamiento de material según este método donde los ganchos no permanecen elevados, sino que colapsan sobre sí mismos. El procedimiento puede ser ventajoso simplemente para dar rugosidad o proporcionar una superficie alterada sobre un material.
La descripción anterior ilustra solo determinadas realizaciones preferidas de la invención. La invención no se limita a los ejemplos anteriores. Es decir, los expertos en la técnica apreciarán y comprenderán que son o serán posibles modificaciones y variaciones para utilizar y llevar a cabo las enseñanzas de la invención descrita en el presente documento.

Claims (15)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Procedimiento para fabricar una lámina de material texturizado a granel, que comprende:
    una primera etapa de alimentar una lámina de material (2) a un aparato de texturización;
    una segunda etapa de someter a impactos a la lámina (2) con cuchillas dentadas (10) del aparato de texturización (3);
    estando caracterizado el procedimiento porque:
    en la primera etapa, se alimenta un suministro continuo de lámina de material plano (2) al aparato de texturización (3);
    en la segunda etapa, la lámina (2) se somete repetidamente a impactos con las cuchillas dentadas (10) del aparato de texturización (3), creando cada cuchilla (10) una fila de estructuras elevadas y generalmente puntiagudas sobre la lámina (2) para texturizar la lámina (2);
    en el que la etapa de someter a impactos comprende accionar las cuchillas (10) generalmente dentro y a través de la lámina (2), de manera que las cuchillas adyacentes se desplazan en direcciones opuestas.
  2. 2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que las cuchillas (10) se accionan generalmente hacia abajo y a través de la lámina (2) para arrancar las estructuras puntiagudas de la lámina (2).
  3. 3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, en el que las estructuras puntiagudas tienen una forma inclinada o en gancho.
  4. 4. Procedimiento según la reivindicación 1, 2 o 3, en el que la fila creada por al menos una de las cuchillas (10) es continua y abarca sustancialmente la anchura de la lámina (2).
  5. 5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que las cuchillas (10) están dispuestas en uno o más paquetes para formar varias filas de estructuras puntiagudas en un único impacto o golpe.
  6. 6. Procedimiento según cualquier reivindicación anterior, en el que cada estructura puntiaguda tiene una altura acabada de menos de 2,5 mm (0,100”) y un grosor acabado en su base de menos de 1,3 mm (0,050”).
  7. 7. Procedimiento según cualquier reivindicación anterior, en el que cada estructura puntiaguda tiene una altura acabada de entre el 150% y el 300% del grosor de la lámina (2).
  8. 8. Procedimiento según cualquier reivindicación anterior, en el que la densidad de estructuras puntiagudas en la lámina (2) es de entre aproximadamente 5-31 estructuras por centímetro cuadrado (30-200 estructuras por pulgada cuadrada).
  9. 9. Procedimiento según cualquier reivindicación anterior, en el que la etapa de someter a impactos hace que se formen estructuras puntiagudas en ambos lados de la lámina (2).
  10. 10. Procedimiento según cualquier reivindicación anterior, en el que el procedimiento comprende además recoger la lámina texturizada (4) en una bobina (5) después de la etapa de someter a impactos.
  11. 11. Procedimiento según cualquier reivindicación anterior, en el que el procedimiento comprende además al menos uno de:
    a) cortar la lámina texturizada (4) en longitudes o tiras después de la etapa de someter a impactos; b) alimentar la lámina texturizada (4) a una estación de unión para unir la lámina texturizada (4) a otro material; y
    c) conformar, enrollar o doblar la lámina texturizada (4).
  12. 12. Procedimiento según cualquier reivindicación anterior, en el que la etapa de alimentar comprende alimentar la lámina (2) desde una bobina (1) al aparato de texturización (3) que comprende las cuchillas dentadas (10).
  13. 13. Procedimiento según cualquier reivindicación anterior, en el que la lámina (2) comprende lados opuestos primero y segundo, y la etapa de someter a impactos comprende al menos uno de:
    a) someter a impactos el primer lado de la lámina (2) con un primer conjunto de las cuchillas dentadas (10), y someter a impactos el segundo lado de la lámina (2) con un segundo conjunto de las cuchillas dentadas (10); y
    b) someter a impactos el primer lado de la lámina (2) con un primer conjunto de las cuchillas dentadas (10), y posteriormente someter a impactos el segundo lado de la lámina (2) con el primer conjunto de cuchillas dentadas (10).
  14. 14. Procedimiento según cualquier reivindicación anterior, en el que las estructuras puntiagudas están en forma de ganchos y, en la etapa de someter a impactos, la lámina (2) no se perfora.
  15. 15. Procedimiento según cualquier reivindicación anterior, en el que la etapa de someter a impactos comprende:
    accionar un primer conjunto de las cuchillas (10) generalmente hacia abajo y a través de la lámina (2), y accionar un segundo conjunto de las cuchillas (10), intercaladas con el primer conjunto de las cuchillas (10), generalmente hacia abajo y a través de la lámina (2), de manera que las cuchillas adyacentes se mueven en direcciones opuestas.
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