BR102016001031A2 - Integrated prefuser edge collector - Google Patents

Abstract

coleiro de bordas com prefusor integrado a presente invenção cumpre descrever uma peculiar modalidade de conexão do sistema de prefusão, fusão e aplicação de adesivo do tipo “hot-melt” pur, eva e apao, por transferência através de rolo, aperfeiçoado pelo acoplamento mecânico entre o prefusor (17) e o conjunto aplicador de adesivo (19), de forma que o calor irradiado pelo conjunto aplicador (19) seja transferido para o prefusor (17) eliminando a necessidade de seu aquecimento direto.

Description

COLEIRO DE BORDAS COM PREFUSOR INTEGRADO CAMPO TÉCNICO

[001] A presente invenção se refere ao setor de fabricação de máquinas para fabricação de móveis, portas e aberturas e, de forma mais específica, a modalidade de fabricação de equipamentos para colagem de bordas na fabricação de peças para móveis, portas e aberturas, destinadas ao uso em residências, escritórios, fábricas e edificações de diversos tipos, objetivando simplificar os sistemas de colagem de bordas, otimizando o consumo de energia elétrica e o espaço ocupado pelo equipamento. Neste sentido, os sistemas de colagem de bordas que utilizam adesivos do tipo “Hot-Melt” Poliuretano Reativo (PUR) utilizam sistemas de prefusão, que proporcionam uma liquefação do meio adesivo para posterior transferência ao sistema aquecido de aplicação de adesivo, propriamente dito, à superfície que recebe a borda de acabamento das laterais da chapa.

[002] Efetivamente, a presente invenção tem por objetivo a peculiar modalidade de prefusor e aplicador de adesivo PUR às superfícies que recebem bordas de acabamento laterais por transferência através de rolo, em máquinas destinadas ao fabrico de peças para móveis, portas e aberturas. O coleiro foi projetado de forma criteriosa e cuidadosa com intenção de diminuir o consumo de energia elétrica, utilizada no aquecimento do meio aplicador de adesivo, diminuição do espaço físico ocupado pelo sistema, simplificação pela diminuição do número de dispositivos que compõem o sistema, simplificação da manutenção pela unificação de dois dispositivos, que proporciona a transferência de adesivo PUR de forma passiva do prefusor ao aplicador de adesivo.

ESTADO DA ARTE

[003] É sabido do estado da arte que os adesivos termofundíveis reativos de PU são um tipo de material, relativamente novo, introduzido no mercado nos anos 1980, oferecendo vantagens como rápida resistência inicial, e alta estabilidade térmica, devida à estrutura reticulada formada.

[004] Geralmente, eles são um PU termoplástico com 100% de sólidos, possuindo terminação NCO e curado com a umidade do ar. Após a cura, as estruturas reticuladas poliuretânicas e poliuréicas resultantes dotam o produto de excelente adesividade e propriedades de resistência térmica e a solventes adequadas a diversas aplicações automotivas, aeroespaciais, colagem de livros e manufatura de filtros e sacos de plástico (www.poliuretanos.com.br - cap. 7).

[005] Uma desvantagem dos adesivos termofundíveis é que são sólidos na temperatura ambiente, requerendo um custo adicional de manuseio em relação aos sistemas de PUs líquidos. Outra, é a necessidade de substratos porosos ou aplicações que permitam a difusão da umidade do ar de forma que a reação de cura possa ocorrer. O uso de PUs termoplásticos sólidos reativos, como adesivos, requer o uso de equipamentos adequados. Em alguns, os produtos são aquecidos, levados para um reservatório e dosados com a utilização de bomba de engrenagem, através de tubos aquecidos. Em outros, blocos do adesivo, fornecido embalado em filme resistente à umidade, são forçados dentro da câmara aquecida do aplicador, por pistões pneumáticos. Normalmente, os adesivos termofundíveis (Hot-Melt) reativos são prepolímeros produzidos com polióis poliésteres a base de ácido adípico, com peso molecular de 3700, e MDI, com cerca de 2,0% de NCO livre, cujas propriedades físicas e processabilidade podem ser variadas, com o uso de MDI puro (cap.1), MDI com mistura de 50% dos isômeros 4,4'e 2,4' (MDI 50 OP), ou MDI modificado com carbodiimida (MDI MC).

[006] Sabe-se que as operações de colagem de bordas às diversas formas de chapas planas utilizadas no fabrico de móveis, portas e aberturas, também utilizam sistemas prefusão e aplicação de adesivos em sistemas separados, utilizando-se de sistemas de transferência mecânica do meio adesivo, entre o sistema prefusor e o sistema aplicador. O dito sistema de transferência de adesivo entre o prefusor e o aplicador, prefundido, utiliza-se de sistemas mecânicos como cilindros pneumáticos, roscas sem-fim, e/ou de sistemas de compressão pela utilização de gases.

[007] Um típico aplicador de Hol-Melt PUR pode ser visto no US 5700322, particularmente adaptado para aplicar um revestimento contínuo de adesivo de fusão a quente a um substrato, e que inclui uma pluralidade de bocais de distribuição diretamente ligados a um coletor de adesivo possuindo passagens para conduzir a massa adesiva fundida a cada um dos bocais de distribuição. Uma pluralidade de válvulas de agulha em número correspondente aos bocais de distribuição estão também ligados ao coletor de cola para permitir o controle individual do fluxo de adesivo a cada um dos bocais. O aplicador inclui ainda um coletor de ar para fornecer ar pressurizado a cada um dos bocais de distribuição e para fazer com que o adesivo para ser descarregada a partir de alguns ou de todos os bicos num padrão de redemoinho. A válvula de alimentação está montada no coletor de adesivo para controlar o fornecimento de adesivo para as passagens no coletor de adesivo e, finalmente, para os bicos. Uma válvula de controle de fluido de limpeza, também está montada no coletor de adesivo para controlar o fornecimento de fluido de limpeza, através das passagens do coletor e os bicos de adesivo.

[008] Os sistemas que utilizam prefusor e aplicador em unidades separadas fisicamente, com transferência do meio adesivo, através de mangueiras ou dutos, normalmente aquecidos, demandam complexos serviços de manutenção, dos ditos dutos, para remoção do adesivo de seu interior, pois o adesivo apresenta cura durante o processo de trabalho, acumulando-se de forma crescente pela adesão às paredes, dificultando sobremaneira sua remoção. Assim, a ocupação de espaço físico, os tempos de parada de máquina, associados aos custos são majorados. Pela separação física, o sistema prefusor demanda sistema de aquecimento para si, utilizando-se de energia para tanto.

[009] Nos sistemas em que se coloca o prefusor sobre o aplicador, fisicamente separados, sistemas de transferência por pressão, ou compressão, são utilizados. Os ditos sistemas demandam a utilização de energia para a transferência, além dos recursos demandados pela manutenção destes dispositivos separados.

SUMÁRIO

[010] Assim, devido às considerações pertinentes ao estado da arte anteriormente discutido, o objetivo da presente invenção é o aproveitamento do calor desprendido do sistema de aplicação de cola e transferido por condução ao corpo do prefusor, dissipado nos demais modelos. A utilização de uma grelha e o posicionamento sobreposto do prefusor elimina a necessidade de uso de sistemas ativos de transferência de adesivo, entre o sistema de aplicação de cola e o corpo do prefusor. Deste modo, além da economia de energia utilizada no aquecimento e na transferência de adesivo, unifica-se em um único dispositivo o sistema que, como discutido no estado da arte, utiliza-se de diversos componentes separados, simplificando as tarefas de manutenção e economizando espaço físico no maquinário.

FIGURAS

[011] A caracterização do presente documento para invenção é feita por meio de desenhos representativos do coleiro de bordas com prefusor integrado, de tal modo que o equipamento possa ser integralmente reproduzido por técnica adequada, permitindo plena caracterização da funcionalidade do objeto pleiteado.

[012] A partir das figuras elaboradas que expressam a melhor forma ou forma preferencial de se realizar o produto ora idealizado, se fundamenta a parte descritiva do relatório, através de uma numeração detalhada e consecutiva, onde a mesma esclarece aspectos que possam ficar subentendidos pela representação adotada, de modo a determinar claramente a proteção ora pretendida.

[013] Estas figuras são meramente ilustrativas, podendo apresentar variações, desde que não fujam do inicialmente pleiteado.

[014] Neste caso se tem que: [015] - a figura 1 mostra o estado da arte de um prefusor e aplicador de Hot-Melt separados;

[016] - A figura 2 mostra o coleiro com o prefusor integrado; Γ0171 - A figura 3 mostra o sistema de acoplamento do prefusor e do aplicador, através da grelha;

[018] - A figura 4 mostra o detalhamento da grelha de acoplamento entre o prefusor e o corpo do aplicador, junto com o detalhe da união do prefusor com a caixa de cola;

[0191 - a figura 5 mostra uma perspectiva do coleiro com prefusor integrado e;

[0201 - a figura 6 mostra uma perspectiva explodida do coleiro proposto.

[021] Para um melhor entendimento se fará a explicação de um sistema típico de prefusor e aplicador de cola Hot-Melt, separados, que pode ser visto na figura 01, para mostrar o estado da arte. O aplicador de cola constitui-se de um receptor de cola (1), um sistema dosador da transferência (2) de adesivo do corpo (5) para o rolo aplicador (3). O prefusor é constituído de um corpo aquecido (8) que recebe o adesivo em seu estado sólido e ali realiza a prefusão, através de seu aquecimento. Ao pressurizar o cilindro pneumático (6), o adesivo prefundido contido no corpo aquecido (8) é pressionado pela chapa de compressão (7), forçando a saída do adesivo pelo orifício de saída (9), conduzindo o adesivo prefundido até o receptor de cola (01). O sistema de compressão composto pelo cilindro pneumático (6) e pela chapa de compressão (7) pode ser substituído por sistemas de pressurização através de gases, demandando um corpo aquecido (8) hermético. Em outros casos, o sistema de compressão composto pelo cilindro pneumático (6) e pela chapa de compressão (7) pode ser substituído por sistemas que utilizam dispositivos de bombeamento, inseridos no orifício de saída (9) , conectados a dutos aquecidos que conduzem o adesivo prefundido até o receptor de cola (1).

NOVIDADE E OBJETIVOS DA INVENÇÃO

[22] Assim sendo, objetiva-se com a presente invenção, caracterizar peculiar modalidade de conexão do sistema de prefusão, fusão e aplicação de adesivo do tipo “Hot-Melt” PUR, EVA e APAO, por transferência através de rolo, aperfeiçoado pelo acoplamento termomecânico entre o prefusor e o fusor aplicador de adesivo.

[023] Devido às considerações pertinentes ao estado da arte anteriormente discutido, é um dos objetivos do presente modelo de utilidade, o construção de um conjunto aplicador de adesivo Hot-Melt PUR, EVA e APAO, em que os dois dispositivos são acoplados termomecanicamente e a transferência do meio adesivo, do prefusor ao fusor/aplicador, se dá exclusivamente por gravidade sem qualquer auxilio de pressurização por gases, pistões, bomba de qualquer espécie e sem uso de qualquer tipo de conduto aquecido. Estas características são fatores que contribuem na economia de energia elétrica, aproveitando energia térmica disponível no prefusor/aplicador, não utilizada nos sistemas existentes, conforme discutido na abordagem sobre o estado da arte. Estes sistemas existentes têm por base os sistemas de prefusão colocados sobre o dispositivo aplicador de adesivo, porém sem contato termomecânico.

[024] Para tanto, o prefusor existente e apresentado na discussão sobre o estado da arte (figura 01) é modificado, transformando-o em um dispositivo distinto dos anteriormente apresentados (figura 02). O cilindro de pressurização (10), sua haste (11) e a placa de compressão (12) são removidos do sistema, acrescentando-se uma tampa (13) e uma grelha (15) ao corpo do prefusor (14), que tem seu formato modificado de forma a comportar as alterações do sistema e o perfeito encaixe ao corpo do aplicador de adesivo (16).

[025] O objetivo da presente invenção é o aproveitamento do calor desprendido do sistema de aplicação de cola (16), transferido por condução, ao corpo do prefusor (14), dissipado nos demais modelos. A utilização da grelha (15) e o posicionamento sobreposto do prefusor, elimina a necessidade de uso de sistemas ativos de transferência de adesivo entre o sistema de aplicação de cola (16) e o corpo do prefusor (14). Assim, além da economia de energia utilizada no aquecimento e na transferência de adesivo, unifica-se em um único dispositivo o sistema que, como discutido no estado da arte, utiliza-se de diversos componentes separados, simplificando as tarefas de manutenção e economizando espaço físico no maquinário.

[026] Deste modo, a invenção se faz representar pelas figuras 03 e 04, onde se mostra o conjunto aplicador de adesivo Hot-Melt PUR, EVA e APAO (19) com o prefusor integrado (17) e acoplados termomecanicamente, através do uso da grelha (18).

[027] A figura 04 detalha o sistema de acoplamento (20) entre os sistemas prefusor (17) e a caixa de cola no corpo do aplicador (23), através da grelha (21) e de uma vedação (22).

[028] O conjunto aplicador de adesivo (19) fica disposto verticalmente contendo na sua parte superior o prefusor integrado (17), onde dito prefusor (17) é aquecido por meio de um conjunto de resistência elétricas (24) que ficam dispostas na parte inferior do prefusor (17) junto à grelha de fundição (21) por onde o material fundido passa aquecido a 250°C, sendo que dito material fundido no prefusor (17) passa para o aplicador propriamente dito escorrendo por gravidade.

[029] O prefusor integrado (17) é dotado de tampa parafusada (25) que fecha a entrada de material a ser fundido, onde dito prefusor (17) é acoplado sobre o conjunto aplicador (19) por meio de parafusos (26) tornando a operação de sua remoção simples.

[030] O conjunto aplicador é regulado por um regulador de temperatura capaz de manter a temperatura de fusão conforme da demanda produtiva da máquina, onde for instalado, contando com um contato de alarme que inicia o giro do rolo, quando a cola se representa já num estado líquido evitando vazamento do adesivo. A temperatura de aplicação será controlada por uma saída do mesmo regulador com variação de temperatura. Também, o conjunto aplicador apresenta fechamento automático quando o sistema estiver pronto para uso e reguladores de precisão) menor de 0,1 mm. Todos os controles podem ser realizados com um PLC através de entradas analógicas e saída PID para aumentar a eficiência do aquecimento.

[031] A grelha está equipada com uma ou mais resistências tubulares (24) que podem ter potências variadas (porém, sempre a mesma potência entre si, por conjunto) depende da demanda ou tamanho da máquina onde for instalado.

[032] Um controle de nível de cola ficará perto da grelha em posição horizontal ou vertical evitando uma possível queima do teflon da grelha, por superaquecimento, desligando-a quando o adesivo chega em um nível igual ou inferior a grelha. Este dispositivo também evita possível carbonização do produto.

[033] Com os controles respectivos de velocidade e temperatura as unidades, acopladas uma a outra, podem cumprir cada necessidade, dentro da capacidade da máquina na qual será montada.

[034] Como geralmente as unidades operam por si próprias (separadas fisicamente), neste caso as unidades foram fisicamente acopladas por meio de parafusos e selagem de silicone entre as partes. Essa selagem pode ser substituída por outros tipos de selagem tais como: junção de flanges para alta temperatura ou outros. Com essa acoplagem do prefusor na parte superior do conjunto, o aplicador na parte inferior aquece o prefusor, em torno de 75% da necessidade para fundir o produto. Com isso a parte do prefusor necessita 70% a menos de energia elétrica, que só precisa ser acionada em casos de demanda maior. A economia de energia elétrica é proporcionada pelo acoplamento térmico/mecânico entre o prefusor e o aplicador de adesivo, de forma que o calor irradiado pelo aplicador seja transferido para o prefusor, eliminando, ou diminuindo significativamente, a necessidade de seu aquecimento direto.

[035] O conjunto trabalha completamente por gravidade e exclui por sua configuração equipamento externos com mangueiras de alto custo, além de menor ocupação de espaço do que os demais equipamentos disponíveis no mercado.

[036] A limpeza fica mais fácil porque são apenas duas unidades e precisa apenas quatro parafusos para soltar uma parte da outra.

[037] Como o rolo aplicador tem sua superfície lisa para poder atingir o mínimo possível de aplicação de cola, ele apresenta uma extrema facilidade de limpar, além de proporcionar melhor ajuste da quantidade de adesivo aplicada, podendo ser ajustada para valores entre 70 e 80 gramas por m2, que resulta numa espessura de camada de adesivo entre 0.07mm e 0.09 mm.

[038] Com isso o sistema fica isento de usar alta quantidade de limpadores oferecidos. Usando apenas um agente de limpeza (não tóxico e isento de solventes) com pincel e um tempo mínimo de limpeza diária.

[039] O conjunto é altamente eficaz em termo de capacidade de fundição e chega a fundir até 6 kg por hora, cumprindo tranquilamente as necessidades de uma coladeira de bordo que trabalhe com 60m/min de velocidade e altura do painel de 15 mm, tendo as condições requisitos de trabalho para essa aplicação. REIVINDICAÇÕES:

Claims (5)

1- COLEIRO DE BORDAS COM PREFUSOR INTEGRADO, caracterizado pelo acoplamento térmico/mecânico entre o prefusor (17) e o conjunto aplicador de adesivo (19), de forma que o calor irradiado pelo conjunto aplicador (19) seja transferido para o prefusor (17) eliminando a necessidade de seu aquecimento direto.

2- COLEIRO DE BORDAS, de acordo com a reivindicação 1 e caracterizado pelo prefusor (17) ser aquecido por meio de um conjunto de resistência elétricas (24) que ficam dispostas na parte inferior do prefusor (17) junto à grelha de fundição (21) por onde o material fundido passa aquecido a 250°C, sendo que dito material fundido no prefusor (17) passa para o conjunto aplicador (19) propriamente dito.

3- COLEIRO DE BORDAS, de acordo com a reivindicação 2 e caracterizado pela transferência de adesivo entre o prefusor (17) e o conjunto aplicador (19) acontecer apenas por gravidade, além de dispensar o uso de qualquer tipo de conduto aquecido ou sistema de pressão.

4- COLEIRO DE BORDAS, de acordo com a reivindicação 3 e caracterizado por contar com um sistema de acoplamento (20) entre o prefusor (17) e a caixa de cola no corpo do aplicador (23), através da grelha (21) e de uma vedação (22).

5- COLEIRO DE BORDAS, de acordo com a reivindicação 4 e caracterizado pelo prefusor (17) ser acoplado sobre o conjunto aplicador (19) por meio de parafusos (26) simplificando sua remoção.