MXPA01010204A

MXPA01010204A - Proceso y aparato para el grabado e impresion de adhesivo a alta velocidad.

Info

Publication number: MXPA01010204A
Application number: MXPA01010204A
Authority: MX
Inventors: Stephan Gary Bush
Original assignee: Procter & Gamble
Priority date: 1999-04-09
Filing date: 2000-04-06
Publication date: 2002-03-27
Also published as: US6773647B2; NO20014867L; WO2000061299A3; MY135960A; EP1175266B1; HK1045126B; ES2206219T3; EP1175266A2; HUP0200817A2; KR20010108484A; ZA200107916B; CA2369121C; CN1353629A; PE20010082A1; CZ297227B6; JP4776782B2; DE60006516D1; AU763360B2; US6602454B2; NZ514495A

Abstract

La presente invencion proporciona un proceso que, en una modalidad preferida, incluye los pasos de: (a) aplicar un adhesivo de fusion caliente a un rodillo calentado que gira a una velocidad tangencial inicial; (b) triturar el adhesivo hasta un espesor reducido y acelerar el adhesivo a traves de una serie de orificios dosificadores entre una pluralidad de rodillos de goma calentados, adyacentes; (c) aplicar el adhesivo a un rodillo de aplicacion de goma conformable que gira a una velocidad en linea tangencial que es mayor a la velocidad tangencial inicial; (d) aplicar el adhesivo a un primer rodillo para el grabado de un patron, que se acopla con un segundo rodillo de grabado de patron que tiene un patron complementario al primer rodillo de grabado; los dos rodillos estan calentados; (e) hacer pasar un lienzo del material de hoja entre el primero y el segundo rodillos de grabado a una velocidad en linea tangencial a fin de simultaneamente grabar el lienzo y aplicar el adhesivo al lienzo, de manera que el adhesivo forme un patron de adhesivo entre los grabados; (f) transferir el lienzo del segundo rodillo de grabado al primer rodillo de grabado; (g) retirar el lienzo del primer rodillo de grabado y (h) enfriar el lienzo.

Description

PROCESO Y APARATO PARA EL GRABADO E IMPRESIÓN DE ADHESIVO A ALTA VELOCIDAD CAMPO DE A INVENCIÓN Esta invención se relaciona con procesos y equipos para grabar y aplicar adhesivo a tramas de película delgada .

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los materiales de hoja tridimensionales que incluyen una capa delgada de adhesivo sensible a la presión protegida contra contacto inadvertido, así como los métodos y aparatos para fabricarlas, se han desarrollado y se describen con detalle en las patentes de los Estados Unidos, cedidas en forma mancomunada, números 5,662,758 otorgada el 2 de septiembre de 1997 a Hamilton y McGuire, titulada "Composite Material Releasably Sealable to a Target Surface When Pressed Thereagainst and Method of Making" y 5,871,607 otorgada el 16 de febrero de 1999 a Hamilton and McGuire, titulada "Material Having A Substance Protected by Deformable Standoffs and Method of Making", y las solicitudes de patentes de los Estados Unidos copendientes y cedidas en forma mancomunada números 08/745,339 (otorgada), presentada el 8 de noviembre de 1996 a nombre de McGuire, Tweddell y Hamilton, titulada "Three-Dimensional, Nesting-Resistant Sheet Materials and Method and Apparatus for Making Same"; 08/745,340, presentada el 8 de noviembre de 1996 a nombre de Hamilton y McGuire, titulada "Improved Storage Wrap Materials", todas las cuales se incorporan aquí como referencia. Mientras que el proceso y el equipo para fabricar estos materiales descritos en estas solicitudes/patentes, son adecuados para la fabricación de los materiales en una escala comparativamente pequeña, la naturaleza de los procesos y equipos se ha encontrado que limita la velocidad por efecto del diseño. Dicho de otra manera, la máxima velocidad a la cual los procesos y el equipo pueden operar para producir estos materiales está limitada por el tamaño o peso de los componentes móviles, la velocidad a la cual puede aplicarse calor a los materiales de sustrato deformables, la velocidad a la cual puede impartirse fuerza al sustrato para deformarlo en la configuración deseada y/o la velocidad a la cual el adhesivo puede aplicarse al sustrato y/o a los elementos de aparato intermedios . La velocidad a la cual estos procesos y aparatos pueden operar es un factor muy importante en la economía de la producción de estos materiales a una escala comercial . En consecuencia, sería deseable proporcionar un proceso y un aparato adecuados para formar estos materiales de hoja tridimensionales y aplicar adhesivo a alta velocidad.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN La presente invención proporciona un proceso que, en una modalidad preferida, incluye los pasos de: (a) aplicar un adhesivo de fusión caliente a un rodillo calentado que gira a una velocidad tangencial inicial; (b) triturar el adhesivo hasta un espesor reducido y acelerar el adhesivo a través de una serie de orificios dosificadores entre una pluralidad de rodillos de goma calentados, adyacentes; (c) aplicar el adhesivo a un rodillo de aplicación de goma conformable que gira a una velocidad en línea tangencial que es mayor a la velocidad tangencial inicial; (d) aplicar el adhesivo a un primer rodillo para el grabado de un patrón, que se acopla con un segundo rodillo de grabado de patrón que tiene un patrón complementario al primer rodillo de grabado; los dos rodillos están calentados; (e) hacer pasar un lienzo del material de hoja entre el primero y el segundo rodillos de grabado a una velocidad en línea tangencial a fin de simultáneamente grabar el lienzo y aplicar el adhesivo al lienzo, de manera que el adhesivo forme un patrón de adhesivo entre los grabados; (f) transferir el lienzo del segundo rodillo de grabado al primer rodillo de grabado; (g) retirar el lienzo del primer rodillo de grabado y (h) enfriar el lienzo.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS O FIGURAS Mientras que las especificaciones concluyen con las reivindicaciones que particularmente señala e inequívocamente reivindican la presente invención, se cree que la presente invención será mejor entendida a partir de la siguiente descripción de las modalidades preferidas tomadas en conjunto con los dibujos que la acompañan, en los cuales una misma referencia numérica identifica que se trata del mismo elemento y en donde: La Figura 1 es una ilustración esquemática del proceso y del aparato de acuerdo a la presente invención; La Figura 2 es una vista parcial agrandada del aparato de la Figura 1 que ilustra el paso de transferencia de adhesivo entre los rodillos de grabado. la Figura 3 es una vista en planta de cuatro "trastejas" idénticas de una modalidad representativa de un patrón amorfo útil con la presente invención; la Figura 4 es una vista de planta de las cuatro "trastejas" de la Figura 3, tomada dentro de una proximidad más cercana para ilustrar el desacoplamiento de las orillas de los patrones; la Figura 5 es una ilustración esquemática de las referencias de dimensiones en las ecuaciones de generación del patrón con la presente invención; y la Figura 6 es una ilustración esquemática de las referencias de dimensiones en las ecuaciones de generación del patrón con la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Proceso y Aparato: La Figura 1 ilustra una forma esquemática del proceso y del aparato 10 de la presente invención. El aparato está compuesto fundamentalmente de dos rodillos de grabado acoplados 15 y 16, de varios rodillos dosificadores/aplicadores de goma 11-14, un rodillo de presión 17; un rodillo de desprendimiento 18 y una envolvente en S 19 enfriada. Los rodillos de grabado son de acero, tienen un patrón de grabado acoplante que está grabado en sus superficies y que se entrelaza para grabar un lienzo de material de hoja que pasa entre los mismos. El rodillo con cavidades y secciones planas elevadas recibe el nombre de rodillo de grabado hembra 15, mientras que el rodillo con protuberancias elevadas y secciones planas rebajadas recibe el nombre de rodillo de grabado macho 16. El rodillo de grabado hembra de preferencia tiene un recubrimiento de liberación aplicado en sus superficie. Los rodillos de aplicación/dosificación de goma 11-14 están típicamente alternados de acuerdo al material del que están P13S1 hechos, es decir, acero o acero recubierto con hule. El rodillo de aplicación de goma 14 (el último rodillo del sistema de engomado) siempre es un rodillo de acero recubierto con hule. El rodillo de presión 17 y el rodillo de desprendimiento 18 también son de acero recubierto con hule . La envoltura en S enfriada está compuesta de rodillos de acero huecos 19 con un recubrimiento de liberación en su superficie externa y a través de los mismos fluye un refrigerante. La dirección de rotación del rodillo se muestra en la figura 1, mediante las flechas. Más específicamente, con referencia a la Figura 1, se extruye un adhesivo (por ejemplo un adhesivo sensible a la presión de fusión caliente) 40 sobre la superficie del primer rodillo giratorio 11, mediante una matriz de ranura calentada 9. La matriz de ranura se suministra mediante un sistema de suministro de fusión caliente (con una tolva calentada y una bomba de engranaje de velocidad variable, que no se muestran) a través de una manguera calentada. La velocidad de la superficie del primero de los rodillos dosificadores de goma 11 es considerablemente menor a la velocidad en línea tangencial nominal del lienzo del material de hoja 50 que se va a grabar y a recubrir con adhesivo. Unas muescas de medición se muestran en la Figura 1 como estaciones 1, 2 y 3. Los demás rodillos dosificadores de goma 12-14 rotan progresivamente más rápido para que la muesca de aplicación de goma, estación 4, sea coíncidente con la velocidad superficial. La goma 40 es transferida desde el rodillo de aplicación de goma 14 hacia el rodillo de grabado hembra 15 en la estación 4. La goma 40 viaja con la superficie del rodillo de grabado hembra hacia la estación 5, en donde se combina con el lienzo polimérico 50 que es llevado hacia la estación 5 mediante el rodillo de grabado macho 16. En la estación 5, el lienzo polimérico 50 está grabado y se combina con la goma 40 en forma simultánea para formar un lienzo recubierto con adhesivo 60. El lienzo 60, engomado a la superficie del rodillo 15, viaja con la superficie del rodillo hacia la estación 6, en donde un rodillo de presión 17 recubierto con hule aplica presión a la porción engomada del lienzo. El lienzo 60, todavía engomado al rodillo de grabado hembra 15, viaja a la estación 7, en donde es separado del rodillo de grabado hembra 15 mediante un rodillo de desprendimiento 18. El lienzo 60 terminado y ya recubierto con adhesivo viaja entonces hacia la envolvente en S enfriada 19, en la estación 8, donde se enfría para aumentar su resistencia. El adhesivo (o goma) 40 se aplica a las áreas de porción plana del rodillo de grabado hembra 15 solamente. Esto se logra controlando cuidadosamente el espacio libre y el descentrado del rodillo de grabado hembra y el rodillo de aplicación de goma en la estación 4. El espacio libre entre estos rodillos se controla de manera que el rodillo de hule 14 recubierto con goma aplica goma sólo a las porciones planas, sin presionar la goma hacia el interior de las cavidades o rebajos entre las porciones planas. El rodillo de aplicación de goma 14 es un rodillo de acero recubierto con hule. El recubrimiento de hule se lija con un proceso especial para lograr una tolerancia de salida TIR de aproximadamente 0.001 pulgadas. La muesca se controla en la máquina con bloques de cuña de precisión. Un recubrimiento de hule se utiliza para: proteger el recubrimiento sobre el rodillo de grabado hembra 15 para evitar daños debido al contacto metal con metal y (2) permitir que el rodillo de aplicación de goma se presione muy ligeramente contra el rodillo de grabado hembra, de manera que la deflexión o desviación del hule compense la salida real del rodillo de grabado y el rodillo de aplicación de goma, permitiendo que la goma se aplique en todos los lados en forma uniforme sobre las porciones planas del rodillo de grabado hembra. El rodillo de aplicación de goma 14 se presiona ligeramente contra el rodillo de grabado hembra 15, de manera que la desviación de la superficie de hule compensa la desviación del rodillo de grabado y del rodillo de aplicación de goma, pero la deflexión no es tan alta como P1361 para presionar la goma hacia el interior de las cavidades en la "superficie del rodillo de grabado hembra 15. La deposición de la goma exclusivamente sobre las porciones planas del rodillo de grabado hembra 15 es esencial para evitar que la goma sea transferida sobre las partes superiores de los grabados en el lienzo. El adhesivo que está presente sobre las partes superiores de los grabados hará que éstos exhiban propiedades de adhesivo antes de la activación del lienzo, mediante el aplastado de los grabados. El adhesivo o la goma que se utilizan son muy elásticos y una transición de una matriz de ranura ' estacionaria 9 hacia una velocidad de línea totalmente tangencial puede originar que la goma se extienda y se fracture, o bien puede originar la no adhesión del primer rodillo dosificador. Para reducir la velocidad de extensión de la goma, ésta se aplica primero a un rodillo de lento movimiento y después a través de una serie de espacios dosificadores (estaciones 1, 2 y 3) donde se tritura hasta obtener una película de goma muy delgada que se acelera a una velocidad de línea tangencial deseada. Los rodillos de goma deben triturarse hasta tolerancias exactas en el diámetro y las desviación para mantener las dimensiones precisas del espacio libre entre rodillos que se requieren para la dosificación de goma y la P1361 aceleración. La tolerancia típica de desviación es de 0.00005 pulgadas de TIR. Los rodillos de goma deben calentarse uniformemente en forma circunferencial y a través de la dirección de la máquina para evitar el descentrado de los rodillos o que se induzca térmicamente una corona. Se ha encontrado que, en el caso de rodillos calentados eléctricamente, la falla de un solo calentador puede crear suficiente descentrado para evitar una impresión uniforme de la goma sobre el lienzo. En este caso, los amiómetros se utilizan para indicar fallas en el calentador. La pérdida térmica a través de cojinetes y las flechas o ejes de los rodillos puede crear una corona en los rodillos, lo que también evita la impresión uniforme de la goma. Normalmente los bloques que soportan los rodillos deben estar calentados para evitar gradientes de temperatura en la dirección transversal a la máquina . El rodillo de grabado hembra 15 de preferencia incluye un recubrimiento de liberación aplicado a ambas superficies planas y a las superficies de las cavidades o rebajos entre las mismas. El recubrimiento de liberación y las propiedades de la goma deben equilibrarse cuidadosamente para proporcionar la mejor combinación de liberación y adhesión. El recubrimiento también debe permitir que una goma muy caliente (típicamente de 300 a 350 °F sea transferida hacia el rodillo de grabado hembra y P13S1 todavía permita que el lienzo de la película polimérica recubierta con adhesivo pueda liberarse a la temperatura del rodillo de grabado (típicamente de 160 a 180 °F. Si el recubrimiento de liberación promueve muy poca adhesión, la goma no se transferirá desde el rodillo de aplicación de goma hacia el rodillo de grabado hembra, mientras que si el recubrimiento de liberación promueve demasiada adhesión, el lienzo recubierto con el adhesivo final no puede retirarse de la superficie del rodillo de grabado hembra sin desgarrar o estirar la película polimérica. La película debe grabarse a la temperatura de grabado más alta posible para promover grabados de alto calibre y quebradizos y permitir que el lienzo de película con goma sea liberado del rodillo de grabado hembra con una baja fuerza de liberación. Sin embargo, la temperatura de los rodillos de grabado debe conservarse por debajo del punto de reblandecimiento del lienzo de película, de manera que el lienzo recubierto con adhesivo de la etapa final tenga suficiente resistencia a la tracción para ser retirado del rodillo de grabado hembra. Un equilibrio entre la temperatura de liberación y la temperatura de reblandecimiento de la película ha resultado ser un parámetro crítico para definir condiciones de operación exitosas para operar a altas velocidades. El rodillo de desprendimiento ayuda a retirar el P1361 producto final del rodillo de grabado hembra sin dañar la película. Como el producto (lienzo de película) se pega a la superficie del rodillo de grabado hembra, pueden desarrollarse fuerzas muy altas en el punto de desprendimiento. El rodillo de desprendimiento localiza estas altas fuerzas a una longitud muy corta del lienzo, dando por resultado una menor distorsión del lienzo y mayor control sobre el ángulo de desprendimiento. Para evitar la distorsión del producto final es esencial proporcionar propiedades de película consistentes y evitar que la película tenga regiones que se activen prematuramente para exhibir propiedades adhesivas. La cantidad o grado de acoplamiento entre los rodillos de grabado macho y hembra debe controlarse cuidadosamente para evitar daño a los rodillos o al lienzo de película. Las superficies externas de los rodillos de grabado se esmerilan a una tolerancia de descentrado TIR de 0.00005 pulgadas. El acoplamiento se controla en la máquina con bloques de cuña de precisión. El acoplamiento de rodillos de grabado gobierna el calibre final de la película (es decir, la altura final de los grabados) . Otro criterio importante es el ajuste o correspondencia entre los rodillos de grabado macho y hembra. Una técnica útil es formar un rodillo mediante un proceso de fotograbado y utilizar el rodillo como un "maestro" para formar el otro rodillo como imagen negativa. El equipo también debe diseñarse con el fin de mantener una sincronización precisa de los rodillos de grabado acoplantes . Los rodillos de goma y de grabado están calentados en forma individual y están controlados para permitir un preciso control de las temperaturas de transferencia de goma y la temperatura de liberación del rodillo de grabado. El uso de los rodillos de grabado acoplantes macho y hembra con formas de patrón complementarias soporta totalmente al lienzo de película delgada durante el proceso de grabado y aplicación de adhesivo para asegurar que las fuerzas estén distribuidas adecuadamente dentro del material de película. El soporte completo del lienzo, en oposición al termoformado o formación a vacío de una película con una estructura de soporte abierta, por ejemplo, un tambor o banda con aberturas, donde la porción del lienzo que se está deformando dentro de las aberturas o rebajos no está soportada, se considera permite un aumento en la velocidad a la cual se imparten tensiones al lienzo sin dañar éste y por lo tanto se permiten velocidades de producción más altas. Esta aplicación simultanea del adhesivo a la película durante el paso de grabado proporciona un registro o coincidencia precisos del P13S1 adhesivo sobre las porciones no deformadas del lienzo que están entre los grabados . El control preciso sobre el adhesivo, en particular el espesor y uniformidad de la capa de adhesivo aplicada al rodillo de grabado hembra, son factores importantes para producir un producto de alta calidad a alta velocidad. Especialmente es el caso de los muy bajos niveles de adición de adhesivo, incluso con ligeras variaciones en el espesor del adhesivo durante la transferencia de rodillo a rodillo, que pudiera originar la cobertura de los espacios para el momento en que el adhesivo se aplica al rodillo de grabado. Al mismo tiempo estas variaciones pueden conducir a que haya un exceso de adhesivo de en ciertas regiones del rodillo de grabado que pudieran ya bien contaminar los rebajos en el rodillo u originar una transferencia incompleta de adhesivo hacia el lienzo y una acumulación del adhesivo sobre el rodillo de grabado . Generación de patrón; Las Figuras 3 y 4 muestran un patrón 20 creado utilizando un algoritmo descrito con mayor detalle en la Solicitud de Patente de los Estados Unidos Copendiente, cedida en forma mancomunada y presentada en la misma fecha que ésta, con No. de Serie [ ] a nombre de Kenneth S. McGuire, titulada "Method of Seaming and Expanding Amorphous Patterns" (Método de unión y expansión de patrones amorfos) , exposición de la cual se incorpora aquí como referencia. Es obvio de las Figuras 3 y 4 que no hay apariencia de uniones en las orillas de las trastejas 20 cuando se acercan. Asimismo, si las orillas opuestas de un patrón sencillo o trasteja se juntarán, por ejemplo, al enredar el patrón alrededor de una banda o un rodillo, la unión asimismo no sería realmente visible. Como se utiliza aquí, el término "amorfo" se refiere a un patrón que realmente no exhibe organización perceptible, regularidad u orientación de elementos constituyentes. Esta definición del término "amorfo" está generalmente de conformidad con el significado ordinario del término, como se evidencia de la definición correspondiente en Webster 's Ninth New Collegiate Dictionary. En dicho patrón la orientación y arreglo de un elemento con relación a un elemento vecino no muestra una relación predecible a aquélla de los elementos próximos siguientes . En contraste, el término "arreglo" aquí se utiliza para referirse a patrones de elementos constituyentes, los cuales exhiben un agrupamiento ordenado y regular. Así la definición del término "arreglo" está asimismo de conformidad con el significado ordinario del término, como lo muestra la definición correspondiente del P1361 Webster 's Ninth New Collegiate Dictionary. En dicho patrón arreglo, la orientación y arreglo de un elemento en relación al elemento vecino muestra una relación predecible a aquélla de los elementos próximos siguientes. El grado al cual el orden está presente en un patrón arreglo de protuberancias tridimensionales muestra una relación directa al grado de estabilidad exhibido por el tejido. Por ejemplo, en un patrón arreglo altamente ordenado de protuberancias huecas y uniformemente dimensionadas, formadas en una arreglo hexagonal apretado, cada protuberancia es literalmente una repetición de cualquier otra protuberancia. El anidamiento de regiones de dicho tejido, e incluso de hecho el tejido completo, se puede llevar a cabo con un cambio de alineación del tejido entre partes de tej ido superpuestas de no más un espacio de una protuberancia en cualquier dirección dada. Menores grados de orden pueden demostrar menos tendencia de anidamiento, aunque cualquier grado de orden se cree que presenta algún grado de anidamiento. De conformidad, un patrón no ordenado amorfo de protuberancias exhibiría, por lo tanto, el mayor grado posible de resistencia al anidamiento . Materiales laminados tridimensionales que tienen un patrón bidimensional de protuberancias tridimensionales y son sustancialmente amorfos por naturaleza, también se P1361 cree exhiben isomorfismo. Como se utiliza aquí, el término "isomorfismo" y su raíz "isomorfo" se utilizan para referirse a uniformidad sustancial en propiedades geométricas y estructurales para un área circunscrita dada, siempre que dicha área esté delineada dentro del patrón. Esta definición del término "isomorfo" está generalmente de conformidad con el significado ordinario del término como se evidencia de la definición correspondiente en Webster "s Ninth New Collegiate Dictionary. Por ejemplo, un área prescrita comprendiendo un número estadísticamente significativo de protuberancias con relación al patrón amorfo completo daría valores sustancial y estadísticamente equivalentes para las propiedades de dicho tejido, como área de protuberancia, densidad de protuberancias, longitud total de la pared de la protuberancia, etc. Dicha correlación se cree deseable con respecto a las propiedades físicas y estructurales cuando se desea uniformidad a través de la superficie del tejido y, particularmente, con relación a las propiedades del tej ido medidas normal al plano del tejido, como son la resistencia al rompimiento por compresión de protuberancias, etc. La utilización de un patrón amorfo de protuberancias tridimensionales tiene otras ventajas. Por ejemplo, se ha observado que los materiales laminados tridimensionales, formados de un material que inicialmente P13S1 es isotrópico dentro del plano del material, permanecen generalmente isotrópicos con respecto a las propiedades físicas del tejido, en direcciones dentro del plano del material. Esta definición del término "isotrópico" está asimismo de conformidad con el significado ordinario del término como se evidencia por la definición correspondiente en Webs te 's Ninth New Collegiate Dictionary. Sin desear quedar limitados por la teoría, actualmente se cree que esto se debe al arreglo no orientado, no ordenado de las protuberancias tridimensionales dentro del patrón amorfo. Inversamente, los materiales tejidos direccionales, que exhiben propiedades de tej ido que varían con la dirección del tejido, típicamente exhibirán dichas propiedades en forma similar siguiendo la introducción del patrón amorfo sobre el material. Por ejemplo, una lámina de material podría exhibir propiedades de tensión sustancialmente uniformes en cualquier dirección dentro del plano del material si el material inicial fue isotrópico en propiedades de tensión. Dicho patrón amorfo, en el sentido físico, se traduce en un número estadísticamente equivalente de protuberancias por unidad de longitud, que se encuentran al trazar una línea en cualquier dirección dada hacia el exterior, como un rayo desde cualquier punto dado dentro del patrón. Otros parámetros estadísticamente equivalentes P1361 podrían incluir el número de paredes de protuberancias, el área promedio de protuberancia, el espacio total entre protuberancias, etc. Se cree que las equivalencias estadísticas en términos de factores geométricos estructurales, con relación a direcciones en el plano del tejido, se traducen en una equivalencia estadística en términos de propiedades direccionales del tejido. Revisando el concepto de arreglo para subrayar la distinción entre patrones de arreglos y amorfos, dado que un arreglo es por definición ordenado en el sentido físico, éste exhibiría alguna regularidad en el tamaño, forma, espaciado y/u orientación de las protuberancias . Por consiguiente, una línea o rayo dibujada desde un punto dado en el patrón daría estadísticamente diferentes valores dependiendo de la dirección en que el rayo se extiende para dichos parámetros, como número de pared de protuberancias, área promedio de protuberancia, espacio total promedio entre protuberancias, etc., con una variación correspondiente en las propiedades direccionales del tejido. Dentro del patrón amorfo preferido, las protuberancias preferiblemente no serán uniformes con relación a su tamaño, forma, orientación con respecto al tej ido y espacio entre centros de protuberancias adyacentes. Sin quedar limitados por la teoría, las P1361 diferencias entre espacios de centro a centro de protuberancias adyacentes se cree desempeñan un papel importante en la reducción de la probabilidad de que se presenten anidamiento, en el escenario de anidamiento de adelante hacia atrás. Las diferencias en espaciado de centro a centro de protuberancias en el patrón resultan, en el sentido físico, en que los espacios entre las protuberancias se localizan en diferentes posiciones espaciales con respecto al tejido total. Por consiguiente, la probabilidad de que ocurra un "empalme" entre partes superpuestas de uno o más tej idos en términos de protuberancias/posiciones en el espacio es bastante baja. Además, la probabilidad de que ocurra un "empalme" entre una pluralidad de protuberancias/espacios adyacentes en tejidos superpuestos o partes de tejidos es aún más baja debido a la naturaleza amorfa del patrón de protuberancias . En un patrón completamente amorfo, que es lo actualmente preferido , el espacio de centro a centro es aleatorio, al menos dentro del intervalo diseñador-límite especificado, de manera que hay una probabilidad igual para que en la vecindad más cercana ocurra en cualquier posición angular dada una protuberancia específica dentro del plano del tejido. Otros factores geométricos físicos del tejido también son preferiblemente aleatorios, o al menos no uniformes, dentro de las condiciones de límite del patrón, P1361 como el número de lados de las protuberancias, los ángulos incluidos dentro de cada protuberancia, el tamaño de las protuberancias, etc. Sin embargo, mientras que es posible y en algunas circunstancias deseable que el espacio entre protuberancias adyacentes sea no uniforme y/o aleatorio, la selección de formas poligonales que sean capaces de entrelazarse juntas forma un espacio uniforme entre posibles protuberancias adyacentes. Esto es particularmente útil para algunas aplicaciones de los materiales laminados tridimensionales resistentes a anidamientos de la presente invención, como se analizará a continuación. Como se usa aquí, el término "polígono" ( y en la forma de adjetivo "poligonal") se utiliza para referirse a una figura geométrica bidimensional con tres o más lados, dado que un polígono con uno o dos lados definiría una línea. Por consiguiente los triángulos, cuadriláteros, pentágonos, hexágonos, etc., están incluidos dentro del término polígono, al igual que las formas curvilíneas, como los círculos, elipses, etc., ya que tendrían un número infinito de lados. Cuando se describen las propiedades de estructuras bidimensionales de formas no uniformes, particularmente no circulares y espacios no uniformes, a menudo es útil utilizar cantidades promedio y/o cantidades pi3e? equivalentes. Por ejemplo, en términos de caracterizar distancias lineales entre objetos en un patrón bidimensional, donde el espacio en la base de centro a centro o en una base de espacio individual, el término espacio promedio puede ser útil para caracterizar la estructura resultante. Otras cantidades que podrían ser descritas en términos de promedios incluirían la proporción de área superficial ocupada por objetos, área del objeto, circunferencia del objeto, diámetro del objeto, etc. Para otras dimensiones, como circunferencia del objeto y diámetro del objeto, se puede hacer una aproximación para objetos que no sean circulares construyendo un diámetro equivalente hipotético, como se hace a menudo en el contexto de la hidráulica. En teoría, un patrón totalmente aleatorio de protuberancias huecas tridimensionales en un tej ido nunca exhibiría anidamiento de adelante hacia atrás dado que la forma y alineamiento de cada cono truncado serían únicos. Sin embargo, el diseño de dicho patrón totalmente aleatorio sería muy complejo y laborioso, como sería el método de manufacturar una estructura matriz conveniente. De conformidad con la presente invención, los atributos de no anidamientos serían obtenidos diseñando patrones o estructuras donde la relación de células o estructuras adyacentes de una a otra es específica, como es el carácter P1361 geométrico total de las células o las estructuras, pero en donde el tamaño, forma y orientación preciso de las células o estructuras no es uniforme ni repetitiva. El término "no repetitiva", como se utiliza aquí, tienen la intención de referirse a patrones o estructuras donde una estructura o forma idéntica no está presente en dos localidades cualesquiera dentro de un área definida de interés . En tanto que puede haber más de una protuberancia de un tamaño y forma específicos dentro del patrón o área de interés, la presencia de otras protuberancias alrededor de ellas de tamaño y forma no uniformes, virtualmente elimina la posibilidad de agrupamientos idénticos de protuberancias presentes en posiciones múltiples. Dicho de otra forma, el patrón de protuberancias es no uniforme a través del área de interés, de manera que los agrupamientos de protuberancias dentro del patrón total no serán los mismos que otros agrupamientos de protuberancias semejantes. La fuerza del plegador del material laminado tridimensional prevendrá significativamente el anidamiento de cualquier región de material rodeando una protuberancia dada, aún en el caso que esa protuberancia se encuentre ella misma superpuesta sobre una depresión sencilla de empalme, pues las protuberancias que rodean la protuberancia sencilla en cuestión diferirá en tamaño, forma y espacio resultante de centro a centro respecto a aquéllas que rodean la otra P1361 protuberancias/depresión . El profesor Davies de la Universidad de Manchester ha estado estudiando membranas cerámicas celulares porosas y, más particularmente, ha estado generando modelos analíticos de dichas membranas para permitir modelos matemáticos para simular realizaciones en el mundo real. Este trabajo fue descrito en mayor detalle en una publicación titulada "Porous cellular ceramic membranes : a stochastic model to describe the structure of an anodic oxide membrane" (Membranas cerámicas celulares porosas; un modelo estocástico para describir la estructura de una membrana oxido anódica) , cuyo autores son J. Broughton y G.A. Davies, el cual apareció en el "Journal of Membrane Science" , Vol . 106 (1995) , páginas 89-101, la exposición del cual se incluye aquí por referencia. Otras técnicas de modelos matemáticos relacionadas se describen en mayor detalle en "Computing the n-dimensional Delaunay tessellation wi th application to Voronoi polytopes " cuyos autores son D.F. Watson, que apareció en "The Computer .Journal ", Vol. 24, No. 2 (1981), páginas 167-172 y "Statistical Models to Describe the Structure of Porous Ceramic Membranes ", cuyos autores son J.F.F. Lim, X. Jia, R. Jafferalt y G. A. Davies, que apareció en "Separation Sciencie and Technoogy", 28(1-3) (1993) en las páginas 821-854, las exposiciones de las cuales se incorpora aquí como P1361 referencia. Como parte de este trabajo, el profesor Davies desarrolló un patrón bidimensional poligonal basado en un mosaico restringido de Voronoi de dos espacios . En dicho método, otra vez con referencia a la anterior publicación identificada, se colocan puntos de nucleación en posiciones aleatorias en un plano limitado (predeterminado) que son iguales en número al número de polígonos deseados en el patrón terminado. Un programa de computadora "genera" cada punto como un circulo simultánea y radialmente desde cada punto de nucleación, a tasas iguales. Como el producto se acerca a los puntos de nucleación vecinos, choca y la "generación" se detiene y se forma una línea límite. Estas líneas de límite formas las orillas de un polígono, con vértices formados por las intersecciones de las líneas de límite. En tanto que este antecedente teórico es útil para entender cómo se pueden generar dichos patrones y las propiedades de dichos patrones, continúa existiendo el problema de realizar las repeticiones numéricas anteriores para propagar los puntos de nucleación exteriormente a través del campo deseado de más interés, hasta terminar. Por consiguiente, para expeditamente realizar este proceso, de preferencia se escribe un programa para computadora para realizar estos cálculos con las condiciones límite P1361 apropiadas y los parámetros de entrada, a fin de entregar la salida deseada. El primer paso al generar un patrón de conformidad con la presente invención es establecer las dimensiones del patrón deseado. Por ejemplo, si se desea construir un patrón de 25.4 cm (10 pulgadas) de ancho y 25.4 cm de largo, para opcionalmente formar un tambor o una banda así como también en una placa, entonces se establece un sistema de coordenadas X-Y donde la dimensión X máxima (Xmax) es 25.4 cm y la dimensión Y máxima (yma?) es 25.4 cm (o viceversa) . Después de que se especifican el sistema de coordenadas y las dimensiones máximas, el próximo paso es determinar el número de puntos de nucleación que se convertirán en los polígonos deseados dentro de los límites definidos del patrón. Este número es un entero entre cero e infinito, y deberá ser seleccionado con relación al tamaño y espacio promedios de los polígonos deseados en el patrón terminado . Los números más grandes corresponden a los polígonos más pequeños y a la inversa. Una aproximación útil para determinar el número apropiado de puntos de nucleación o polígonos es calcular el número de polígonos de un tamaño y forma uniformes, artificiales e hipotéticos que sería requerido para llenar la estructura matriz deseada. Si este patrón artificial es un arreglo de P1361 30 hexágonos regulares ( vea la Figura 5) , donde D es la dimensión de orilla a orilla y M es el espacio entre los hexágonos, entonces el número de densidad de hexágonos, N, es : N 2 - 3(D +M)2 Se ha encontrado que usando esta ecuación para calcular una densidad de nucleación para los patrones amorfos generados como se describió aquí, se obtendrán polígonos con un tamaño promedio que se aproxima muy cercanamente al tamaño de los hexágonos hipotéticos (D) . Una vez que la densidad de la nucleación es conocida, el número total de puntos de nucleación a ser usado en el patrón se puede calcular multiplicando por el área del patrón (516.13 cm2 (80 pulg.2) en el caso de este ejemplo) . Para el próximo paso se requiere un generador de números aleatorios . Cualquier generador de números aleatorios conocidos para aquellas personas con conocimientos relevantes en esta área puede se utilizado, incluyendo aquellos que requieren un "número semilla" o utilizar un valor de inicio objetivamente determinado como tiempo cronológico. Muchos generadores de números aleatorios operan para proveer un número entre cero y uno (0-1) , y la siguiente exposición asume el uso de dicho generador.. Se puede utilizar un generador con salida P1361 diferente si el resultado se convierte a algún número entre cero y uno o si se utilizan factores de conversión apropiados . Se escribe un programa de computadora para ejecutar en el generador de números aleatorios el número deseado de iteraciones para generar tantos números aleatorios como sean requeridos para duplicar el número deseado de "puntos de nucleación" calculado anteriormente. Conforme se generan los números, se multiplican alternadamente los números ya sea por la dimensión X máxima o la dimensión Y máxima para generar pares aleatorios de las coordenadas X,Y, donde todos las X tienen valores entre cero y la dimensión máxima de X y todos las Y tienen valores entre cero y la dimensión máxima de Y. Entonces, estos valores se almacenan como pares de las coordenadas (X,Y) igual en número al número de los "puntos de nucleación" . Es en este punto, que la invención descrita aquí difiere del algoritmo de generación de patrón descrito en la aplicación previa de McGuire. Asumiendo que se desea tener las orillas izquierda y derecha del patrón, "empalmadas", es decir, que sea posible estar "entretejadas" juntas, un borde de ancho B se suma al lado derecho del cuadrado de 25.4 cm (ver la Figura 6) . El tamaño del borde requerido depende de la densidad de P1361 nucleación, entre más alta sea la densidad de nucleación, es más pequeño el borde requerido . Un método conveniente para calcular el ancho del borde B es referirse otra vez al arreglo de hexágonos regulares hipotéticos descritos anteriormente y mostrados en la Figura 5. En general , se deberán de incorporar al menos 3 columnas de hexágonos hipotéticos en el borde, así el ancho del borde se puede calcular como: B=3 (D+H) Ahora, cualquier punto de nucleación P con coordenadas (x,y), donde x<B será copiado en el borde como otro punto de nucleación P J con una nueva coordenada (xma? y) . Si el método descrito en los párrafos precedentes se utiliza para generar un patrón resultante, el patrón será verdaderamente aleatorio. Este patrón verdaderamente aleatorio tendrá por naturaleza una distribución de tamaños y formas de polígonos que pueden ser indeseables en ciertas circunstancias . Para proveer algún grado de control sobre el grado de aleatoriedad asociado con la generación de posiciones de "puntos de nucleación", se elige un factor de control o "restricción" y referido de aquí en adelante como ß(beta) . La restricción limita la proximidad de las posiciones de los puntos de nucleación vecinos a través de la inclusión de una distancia de exclusión. La distancia de exclusión E se calcula como sigue: P1361 E ^ \?p donde (lambda) es el número de densidad de puntos (puntos por unidad de área) y ß varia de 0 a 1. Para implementar el control del "grado de aleatoriedad" se coloca el primer punto de nucleación como se describió anteriormente, entonces se selecciona ß y se calcula E de la ecuación anterior. Note que ß y, de este modo E, permanecerán constantes a través de toda la colocación de puntos de nucleación. Para cada punto de nucleación (x,y) subsecuente que se genera, la distancia desde este punto se calcula a cada uno de los otros puntos de nucleación que ya han sido colocados. Si la distancia es menor que ? para cualquier punto, las coordenadas (x,y) generadas nuevamente se eliminan y se genera un conjunto nuevo . Este proceso se repite hasta que se han colocado exitosamente todos los puntos N. Note que en el algoritmo de trastejar de la presente invención, para todos los puntos (x,y) donde x<B, el punto original P y el punto copiado P' se eliminan y se genera un nuevo conjunto de coordenadas aleatorias (x,y) . Si ß=0, entonces la distancia de exclusión es cero y el patrón será verdaderamente aleatorio. Si ß=l, la distancia de exclusión es igual a la distancia del vecino más cercano para un arreglo hexagonalmente apretado. Al P1361 seleccionar ß entre 0 y 1 se puede controlar el "grado de aleatoriedad" entre estos dos extremos. Para hacer el patrón un tejar en el cual las orillas de izquierda y derecha se trastejan apropiadamente y las orillas de arriba y de abajo se trastejan apropiadamente , se usarán bordes en ambas direcciones X e Y. Una vez que el conjunto completo de puntos de nucleación se calcula y se almacena, se realiza una triangulación de Delaunay como el paso precursor para generar el patrón poligonal terminado. El uso de una triangulación de Delaunay en este proceso constituye una alternativa más simple pero matemáticamente equivalente para iterativamente "generar" los polígonos de los puntos de nucleación simultáneamente como círculos, como se describió en el modelo teórico anterior. El asunto atrás de realizar la triangulación es generar conjuntos de tres puntos de nucleación formando triángulos, tal que un círculo construido para pasar a través de esos tres puntos no incluirá cualesquiera otros puntos de nucleación dentro del círculo. Para realizar la triangulación de Delaunay, se escribe un programa de computadora para ensamblar cada combinación posible de tres puntos de nucleación, siendo cada punto de nucleación asignado a un número único (entero) meramente con propósitos de identificación.

P1361 Entonces se calculan las coordenadas del punto central y el radio para un círculo pasando a través de cada conjunto de tres puntos arreglados triangulármente. Entonces se comparan las coordenadas de las posiciones de cada punto de nucleación no usado para definir un triángulo particular con las coordenadas del círculo (radio y punto central) para determinar si cualquiera de los otros puntos de nucleación caen dentro del círculo de los tres puntos de más interés. Si el círculo construido por aquellos tres puntos pasa la prueba (ningún otro punto de nucleación cae dentro del círculo) , entonces se almacenan los números de los tres puntos, sus coordenadas X e Y , el radio del círculo, y las coordenadas X e Y del punto central del círculo. Si el círculo construido por aquellos tres puntos falla la prueba, ningún resultado se guarda y el cálculo continúa con el próximo conjunto de tres puntos. Una vez que la triangulación de Delaunay se ha completado, se realiza entonces un mosaico de Voronoi de dos dimensiones para generar los polígonos terminados. Para realizar el mosaico cada punto de nucleación guardado como un vértice de un triángulo de Delaunay forma el centro de un polígono. Entonces se construye el contorno del polígono conectando secuencialmente los puntos centrales de los círculos circunscritos de cada uno de los triángulos Delaunay, que incluyen el vértice, secuencialmente en el P1361 sentido del giro de las manecillas del reloj . Guardando estos puntos centrales de los círculos en un orden repetitivo en el sentido de las manecillas del reloj habilita las coordenadas de los vértices de cada polígono para ser almacenadas secuencialmente a través de todo el campo de puntos de nucleación. Al generar los polígonos, se hace una comparación tal que cualesquiera de los vértices del triángulo en los bordes del patrón son omitidos del cálculo dado que no definirán un triángulo completo. Si se desea para facilidad de trastejar copias múltiples del mismo patrón para formar patrones más grandes, los polígonos generados como resultado de los puntos de nucleación copiados en el borde computacional se pueden retener como parte del patrón y traslaparlos con polígonos idénticos en un patrón adyacente para ayudar al espaciado y registro de polígonos acoplados. Alternativamente como se muestra en las Figuras 3 y 4, los polígonos generados como resultado de haber copiado los puntos de nucleación en el borde computacional se pueden eliminar después de que se realiza la triangulación y el mosaico, tal que los patrones adyacentes se puedan terminar con espacio adecuado de polígono Una vez que se genera un polígono terminado de formas poligonales entrelazadas bidimensionales de P1361 conformidad con la presente invención, dicha red de formas entrelazadas se utiliza como el diseño para una superficie , tej ida de un tejido de material, donde el patrón define las formas de las bases de las protuberancias huecas tridimensionales formadas del tejido plano inicial del material de arranque. Para llevar a cabo esta formación de protuberancias de un tejido inicialmente plano de material de arranque, se crea una estructura matriz conveniente que incluye un negativo de la estructura tridimensional deseada, lo cual causa que el material de arranque se ajuste ejerciendo las fuerzas convenientes y suficientes para deformar permanentemente el material de arranque . Del archivo de datos completado de las coordenadas de los vértices del polígono, se puede hacer una salida física como una línea dibujada del patrón terminado de polígonos. Este patrón se puede utilizar de forma convencional como el patrón de entrada para una proceso de grabado de una pantalla de metal, para formar una estructura tridimensional . Si se desea un mayor espacio entre polígonos, se puede escribir un programa de computadora para añadir una o más líneas paralelas a cada lado del polígono, a fin de incrementar su ancho (y por lo tanto reducir el tamaño de los polígonos en una cantidad correspondiente) . En tanto que se han ilustrado y descrito P1361 modalidades particulares de la presente invención, será obvio para aquellas personas con conocimientos relevantes en esta área que se pueden hacer diversos cambios y modificaciones sin apartarse del alcance y espíritu de la invención, y se intenta cubrir en las reivindicaciones anexas todas las modificaciones que están dentro del alcance de la invención.

P13S1

Claims

REIVINDICACIONES : 1. Un proceso de grabado y aplicación de adhesivo a alta velocidad, el proceso comprende los pasos de : (a) aplicar el adhesivo a unrodillo de aplicación de goma calentado y conformable; (b) aplicar el adhesivo a un primer rodillo de grabado conunpatrón, que se acopla a un segundo rodillo de grabado con un patrón que es complementario al del primer rodillo de grabado; (c) hacer pasar un lienzo de material de hoja entre el primero y segundo rodillos de grabado a una velocidad de línea tangencial a fin de grabar substancialmente el lienzo y aplicar el adhesivo al mismo, de manera que el adhesivo forme un patrón de adhesivo entre los grabados .
2. El proceso, según la reivindicación 1, que además comprende los pasos de: (a) aplicar un adhesivo a un rodillo. (b) triturar el adhesivo hasta un espesor reducido a través de una serie de orificios dosificadores entre una pluralidad de rodillos de goma adyacentes; y (c) aplicar el adhesivo al rodillo aplicador de goma conformable.
3. El proceso, según la reivindicación 1, que P13S1 comprende además los pasos de : (a) transferir el lienzo desde el segundo rodillo de grabado hacia el primer rodillo de grabado; y (b) retirar el lienzo del primer rodillo de grabado .
4. El proceso, según la reivindicación 1, que además comprende el paso de enfriar el lienzo después del paso de grabado .
5. El proceso, según la reivindicación 1, en donde el adhesivo es un adhesivo de fusión caliente.
6. El proceso, según la reivindicación 1, en donde losrodillos están calentados.
7. El proceso, según la reivindicación 1, que además comprende los pasos de : (a) aplicar un adhesivo a un rodillo que gira a una velocidad tangencial inicial; (b) triturar el adhesivo hasta un espesor reducido y acelerar el adhesivo a través de una serie de orificios dosificadores entre una pluralidad de rodillos e goma adyacentes; y (c) aplicar el adhesivo a un rodillo de aplicación de goma conformable que gira a una velocidad de línea tangencial que es superior a la velocidad tangencial inicial.
8. El proceso, según la reivindicación 1, en P13S1 donde el adhesivo se extruye a partir de la matriz o dado de ranura calentado.
9. El proceso, según la reivindicación 1, en donde el primer rodillo de grabado con patrón es un rodillo de grabado hembra y el segundo rodillo de grabado con patrón es un rodillo de grabado macho.
10. El proceso, según la reivindicación 1, en donde el primer rodillo de grabado con patrón incluye un recubrimiento de liberación sobre el mismo. P1361