MXPA01008375A - Proceso para la fabricacion de cuchillas de puntas suaves. - Google Patents

Abstract

Un proceso para la fabricacion de una cuchilla de revestimiento o de rascado que comprende una banda de acero u otro material de forma estable y un revestimiento de polimero resistente al desgaste que se aplica sobre dicha banda a lo largo de una seccion de borde longitudinal de la misma sometido al desgaste, dicho proceso comprende las siguientes etapas: (a) proporcionar un movimiento relativo continuo entre dicha banda y una estacion de aplicacion y tratamiento; (b) aplicar continuamente en dicha estacion una composicion polimerica de curado rapido a lo largo de dicha seccion del borde; (c) permitir que la composicion aplicada se extienda de manera que alcance el extremo mas lejano de dicha seccion de borde y luego se cure para formar un revestimiento libre de pegajosidad y elastico; y, opcionalmente (d) post-curar el revestimiento a una temperatura incrementada; como una alternativa a tal proceso se puede utilizar una cuchilla de doble anchura comparada a la primer cuchilla y suministrar continuamente una composicion de curado rapido a lo largo de una seccion longitudinal de doble anchura comparada a la seccion de borde y cortar longitudinalmente dicha segunda banda a lo largo de la porcion media de la seccion central revestida de la misma para formar dos cuchillas revestidas en la punta; y una cuchilla de revestimiento o de rascado preparada mediante tal proceso.

Description

PROCESO PARA LA FABRICACIÓN DE CUCHILLAS DE PUNTAS SUAVES Campo técnico La presente invención se refiere a los procesos para la fabricación de cuchillas de revestimiento o de rascado que comprenden una banda de acero u otro material de forma estable y un revestimiento resistente al desgaste aplicado sobre dicha banda a lo largo de una sección de borde longitudinal de la misma sujeta al desgaste.

Antecedentes de la invención Las cuchillas de revestimiento o rascado con puntas de caucho o material suave se preparan en el presente solamente mediante moldeado en un molde cerrado en el cual una banda de acero u otro material de forma estable se coloca y constituye el substrato para el revestimiento. Una mezcla líquida de componentes se inyecta en el extremo inferior de un molde precalentado hasta que aparece en el extremo superior opuesto. Se tiene que tener cuidado para evitar la introducción de burbujas de aire en el material liquido y no debe ocurrir el goteo desde el molde. Un agente desmoldeante, en general a base de siliconas, se aplica sobre las superficies del molde para evitar que se pegue el Ref. No.131984 material curado. Una vez lleno, el molde se introduce dentro de un horno de aire circulante a 80-110°C hasta que tenga lugar el curado de manera que las cuchillas se puedan desmoldear o retirar del molde. Esto toma generalmente de 45 a 180 minutos. Después del desmoldeado, las cuchillas se post-curan a 80-110°C durante 12-24 horas. Este proceso por lotes está asociado con varias desventajas, entre las cuales los principales inconvenientes son: • el proceso encuentra baja productividad; • cada nueva geometría de cuchilla y longitud de cuchilla requiere un nuevo molde; • los costos de fabricación del molde son altos, especialmente para moldes qrandes con perfiles complejos; • entre más grande sea el molde, más grande será el horno necesario para precalentar el molde y para curar el caucho o el material suave, y más alta será la presión necesaria para llenar el molde; • hay limitaciones en la longitud de la cuchilla debido a las dificultades para llenar el molde sin que ocurran los defectos, la necesidad para tiempos de vida más largos en los recipientes y bajas viscosidades, el incremento del peso del molde, tiempo de apertura, cierre y limpieza del molde, etc. La EP A2 0 369 181 es un ejemplo de una técnica algo relacionada, en donde la sección del borde de las láminas de metal delgado, principalmente para el propósito de protección contra la corrosión, están cubiertas en ambos lados incluyendo la porción del borde de las mismas con un material sellante. Este revestimiento de dos lados del borde se proporciona con su perfil final mediante extrusión a través de una boquilla configurada correspondientemente. Sin embargo, el documento no se refiere a las cuchillas de revestimiento o de rascado, ni al perfil protector obtenido por un proceso que mantiene cualquier relación a la presente invención . Por estas y otras razones, es deseable desarrollar un proceso continuo, económico y simple para producir tales cuchillas sin limitaciones de geometría y longitud.

Breve descripción de la invención Un objeto de la invención es proporcionar un proceso continuo para la fabricación de cuchillas de revestimiento o de rascado provistas con un revestimiento de caucho o revestimiento suave, resistente al desgaste.

Otro objeto de la invención es proporcionar un proceso tal que no impartirá limitaciones a la longitud y geometría de la cuchilla de la cuchilla revestida. Aún otro objeto de la invención es proporcionar un proceso continuo que sea comercialmente competitivo y flexible para llenar las especificaciones de los consumidores . Por estos y otros objetos que serán claros de la siguiente descripción, la invención proporciona un proceso continuo para la fabricación de cuchillas de revestimiento o de rascado, que comprenden una banda de acero u otro material de forma estable y un revestimiento de polímero resistente al desgaste aplicado sobre dicha banda a lo largo de una sección del borde longitudinal de la misma, sometida a desgaste. El proceso involucra las siguientes etapas: a) proporcionar un movimiento relativo continuo entre dicha banda y una estación de aplicación y tratamiento; b) aplicar continuamente en dicha estación una composición polimérica de curado rápido a lo largo de dicha sección del borde; c) permitir que la composición aplicada se extienda de manera que alcance el extremo más lejano de dicha sección de borde y luego curar para formar un revestimiento libre de adherente o pegajosidad y elástico; y, opcionalmente d) post-curar el revestimiento a una temperatura incrementada . De acuerdo a una modalidad alternativa de tal proceso continuo, las siguientes etapas están involucradas: a) proporcionar un movimiento relativo continuo entre una segunda banda de doble anchura comparada a la primera banda y una estación de aplicación y tratamiento; b) suministrar continuamente en dicha estación una composición de curado rápido a lo largo de una sección central longitudinal de doble anchura comparada a la sección de borde; c) permitir que la composición se extienda a la anchura deseada y luego curarla para formar un revestimiento elástico y libre de adherente o pegajosidad y, opcionalmente, post-curar el revestimiento a una temperatura incrementada; y d) cortar longitudinalmente dicha segunda banda a lo largo de la porción media de la sección central revestida de la misma para formar dos cuchillas revestidas en la punta. En el proceso de acuerdo a la invención se prefiere introducir antes de la etapa de aplicación b) anterior una etapa de formación de rugosidad para dicho borde o sección central para mejorar la adhesión del revestimiento. También se prefiere para un mejoramiento adicional de la adhesión del revestimiento, aplicar un imprimador o primera capa antes de la etapa de aplicación b) anterior. De acuerdo a una modalidad preferida de la invención la composición polimérica de curado rápido tiene una vida en recipiente de aproximadamente 5 hasta aproximadamente 30 segundos . Entre los polímeros de curado rápido, preferidos, se pueden mencionar aquellos seleccionados de poliuretanos, polímeros de estireno-butadieno, poliolefinas, cauchos de nitrilo, cauchos naturales, poliacrilatos, policloropreno, elastómeros termoplásticos, y polisiloxanos. Es particularmente preferido utilizar como un polímero un poliuretano. Una composición adecuada de polímero de curado rápido es una composición de poliuretano líquido de 3 componentes que contiene un prepolímero, un poliol y un extensor de cadena. Tal composición se mezcla continuamente con una solución catalizadora, y posteriormente la mezcla se aplica sobre la banda que se va a revestir. El ancho del revestimiento es preferiblemente desde aproximadamente 5 hasta aproximadamente 40 mm y un espesor preferido es desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente 3 mm. Después del curado del revestimiento se prefiere someter el revestimiento a una operación de rectificación para obtener el perfil o geometría deseados.

Breve descripción de los dibujos La presente invención será descrita a continuación con referencia a los dibujos anexos, en donde: La Figura 1 es una vista diagramática de una banda que se mueve continuamente, que también ilustra el revestimiento que se va a aplicar; La Figura 2 es una vista correspondiente del procedimiento alternativo de la fabricación simultánea de dos cuchillas con punta suave; y La Figura 3 es una vista lateral diagramática de un montaje para realizar el proceso continuo de acuerdo a la invención .

Descripción detallada de la invención Se describe una secuencia preferida de las etapas del proceso en lo siguiente, en términos generales, pero se deberá observar que la presente invención no está restringida a tales etapas diferentes que aquéllas definidas en las reivindicaciones acompañantes. Etapa 1. Esta etapa involucra la preparación de la superficie de un substrato metálico, rolado en frío que tiene un espesor de 0.1 a 1.5 mm, una anchura de 50 a 200 mm y una longitud de hasta 100 m. El área superficial de la cuchilla que se pretende que reciba el depósito de material suave (el borde o el centro) se vuelve ruqosa mediante un tratamiento con aspersión de arena o partículas abrasivas y opcionalmente de manera posterior se desengrasa y se limpia. La anchura del área de la superficie rugosa está entre 5 y 40 mm (el doble de estas cantidades para el depósito central) . Etapa 2. Esta etapa está relacionada con la deposición del adherente o imprimador. Para lograr una buena adhesión entre la composición del material suave y el substrato base, se prefiere la aplicación de una capa de aglutinamiento intermedia. El solvente o adherente transportado por agua o solución de imprimación se aplica sobre la parte superior del área superficial que ha sido tratada con arena o partículas abrasivas por cualquiera de los siguientes métodos: rociado, aplicación con brocha, revestimiento con rodillo, aplicación con cuchilla rascadora, revestimiento por flujo, etc., de tal manera que se produzca un revestimiento uniforme y suave de un espesor en seco de 5 a 30 µm. Para ayudar y acelerar la evaporación del agua o del solvente la cuchilla se puede hacer pasar a través de un túnel de secado con aire caliente después de lo cual el revestimiento se vuelve libre de pegajosidad permitiendo la extracción o alabeo de la cuchilla revestida. Etapa 3. La composición del material suave se aplica sobre la parte superior de la capa intermedia del imprimador usando una máquina de dosificación y mezclado a baja presión (o alta presión) capaz de manejar sistemas de resinas de componentes múltiples de curado ultra-rápido con una vida en el recipiente tan corta como 5-30 segundos. Los componentes de la resina mezclada se vierten directamente desde la cámara de mezclado hacia el substrato metálica en movimiento a través de una boquilla adecuada. Durante los 5-30 segundos de la vida en el recipiente, la resina se extiende o esparce hasta que alcanza el borde del substrato o permanece en el centro de la cuchilla de doble anchura dependiendo del posicionamiento de la boquilla. Después de este tiempo muy corto, la viscosidad se incrementa debido a la reacción de los componentes y evita un esparcimiento mayor o qoteo del borde del substrato en la alternativa del revestimiento del borde de una cuchilla de anchura única. Por el tiempo que la resina aplicada alcanza el sitio de alabeo, se ha endurecido o curado al grado de volverse elástica y libre de pegajosidad o adherencia y la cuchilla se puede alabear utilizando un espaciador para evitar el daño de la superficie. La anchura y el espesor de la cinta aplicada se controla mediante la velocidad del flujo y la velocidad lineal del substrato, pero depende también de la reología inicial y la vida en el recipiente correspondiente a la velocidad del incremento de la viscosidad de la formulación. La vida en el recipiente es controlada por el tipo y la concentración del catalizador de curado. Típicamente se logra una anchura de 5-40 mm y un espesor de 1-3 mm, cuando se utiliza una velocidad de flujo de 0.25 a 1.5 kg/min. y una velocidad lineal de 1.5 a 10 m/min. de la banda de transporte. Etapa . Para obtener las propiedades mecánicas óptimas de la composición similar a una cinta, se realiza un tratamiento térmico para post-curar adicionalmente el material. Esto se puede realizar directamente sobre la cuchilla alabeada de la Etapa 3 introduciendo la misma dentro de un horno de aire circulante durante 16-24 horas a 80-85°C. Etapa 5. Finalmente, el depósito similar a una cinta, post-curado se rectifica a la forma y geometría deseadas, y las cuchillas se cortan a las dimensiones deseadas. En el caso alternativo de un depósito sobre el centro del substrato la cuchilla se corta primero longitudinalmente en dos mitades por medio de un haz láser u otro dispositivo de corte . Los dibujos ilustran diagramáticamente las dos alternativas de fabricación de la cuchilla en las Figuras 1 y 2 y también una máquina adecuada realizada para el proceso continuo de acuerdo con la Figura 3. En la Figura 1 se muestra una banda 1 de acero de transporte, en movimiento en la dirección de la flecha a) . La boquilla 3 de resina aplica la composición de resina que se extiende hasta la cinta 5 deseada alcanzando un borde de la cuchilla 1. La Figura 2 muestra la alternativa de una fabricación simultánea de dos cuchillas utilizando una cuchilla 9 de doble anchura y la aplicación de un revestimiento 13 de doble anchura desde una boquilla 11 de aplicación. Después del curado del revestimiento 13 la cuchilla se corta longitudinalmente en dos mitades a lo largo de la línea 15 por medio de láser o cualquier dispositivo de corte adecuado . La Figura 3 muestra diagramáticamente una vista lateral de un montaje de máquina para realizar el proceso continuo de acuerdo con la invención. Una banda 1 de acero se suministra desde un carrete 19 de almacenamiento y viaja a través de un túnel 21 de aire caliente con el propósito de pre-calentar y secar. Una cámara 23 de mezclado provista con una boquilla 25 de aplicación se coloca por arriba de la banda 1 de transporte y aplica una composición de revestimiento a lo largo del borde de la banda 1 como se ilustra en la Figura 1. La banda 1 revestida viaja además a través de un túnel 27 de aire caliente con el propósito de curado y la banda 1 con el revestimiento libre de pegajosidad y elástico aplicado se enrolla entonces sobre un carrete 29 de arrollamiento utilizando un espaciador para evitar el daño a la superficie y también para compensar el espesor del revestimiento. La cuchilla revestida se rectifica entonces a la forma y geometría deseadas y la banda se corta en longitudes deseadas para llenar la necesidad de los consumidores.

Descripción de las modalidades específicas Los siguientes ejemplos ilustran adicionalmente la invención mediante modalidades específica de la misma. Se deberá notar, sin embargo, que la invención no está restringida a estos ejemplos.

Ejemplo I a) Agente de aglutinamiento Un carrete de acero rolado en frío que tiene un espesor de 0.635 mm, una anchura de 100 mm y una longitud e 30 m, se trata con aspersión de arena sobre un lado en un área que forma una tira longitudinal de 3 cm de anchura desde un borde, utilizando el Edelkorund weiss (WSK) F 180 (Treibacher) . El área superficial corrugada se reviste de una manera continua con un agente de aglutinamiento tal como Chemosil 597 E (Henkel) utilizado para promover la adhesión de los poliuretanos vaciados al acero. La solución del agente de aglutinamiento se aplica sin dilución por medio de una cuchilla de acero curvada de 0.15 mm de espesor y 4 cm de anchura de manera que se cubra el área completa tratada por aspersión de arena con una película regular y suave de aproximadamente 15 µm de espesor en seco. Después de la evaporación del solvente, el carrete de acero revestido se cura opcionalmente en un horno de aire circulante a 85 °C durante 2 horas . b) Revestimiento PUR de la parte superior La composición de poliuretano vaciada, líquida, utilizada para revestir la cuchilla se aplica sobre la parte superior de la tira revestida con el agente de aglutinamiento por medio de una máquina de dosificación y mezclado a baja presión, equipada con un dispositivo que permite inyectar un catalizador directamente dentro de la cámara de mezclado. El PUR de 3 componentes se formula a una composición de curado ultra-rápido mediante la inyección de una solución catalítica altamente eficiente directamente dentro de la cámara de mezclado. La composición se fabrica de un MDI ("quasi" prepolímero de poliéster que tiene un contenido de isocianato de 16.4% tal como Ureflex® MDQ 23165 (Baulé) , un Poliol de Poliéster Ureflex® D20 (Baulé) y un extensor de cadena de 1, 4-Butanodiol (Baulé), mezclado en una proporción de 100:140:10.4 respectivamente. La solución catalizadora Ureflex® SD6 (Baulé) se introduce directamente a la cámara de mezclado a una velocidad del 2% de la salida total de 0.25 kg/min., proporcionando una vida en recipiente de aproximadamente 15 segundos y un tiempo de gelificación de aproximadamente 30 segundos. La mezcla líquida se aplica a 1 cm del borde dentro de una tira del agente de aglutinamiento de 3 cm de ancho sobre el substrato que se mueve a una velocidad lineal de 3.3 m/min. El substrato en movimiento se enrolla 4 m lejos del punto de vertido, dejando tiempo suficiente para que el poliuretano se gelifique y se vuelva libre de pegajosidad o adherencia, mientras que se utiliza un espaciador para evitar cualquier daño superficial del Elastómero de poliuretano aplicado durante la operación de enrollamiento. El carrete del substrato enrollado y el espaciador se someten entonces a un tratamiento por calor en un horno de aire circulante a 85°C durante 24 horas. Después del enfriamiento, el carrete se desenrolla y no muestra deformación del substrato metálico. La tira del elastómero de poliuretano totalmente curado tiene una dureza shore A de 70-73 (medido sobre la cuchilla), y una anchura de 3 cm y un espesor de 2.5 mm, obtenido en un paso. Finalmente, las cuchillas se rectifican de una manera continua hasta la geometría de la cuchilla final y se corta a la longitud deseada.

Ejemplo II El Ejemplo I se repite utilizando una banda de acero con una anchura de 200 mm, el área que va a ser revestida se posiciona de manera central y tiene una anchura de 6 cm. Esta área se trata y se reviste como se describe en el Ejemplo I y la banda se corta entonces con láser a lo largo de la porción media del área revestida, y la rectificación de la punta se realiza a la geometría de la cuchilla deseada. La invención se ha descrito arriba mediante ejemplos específicos y la secuencia de etapas involucradas en el proceso continuo de acuerdo a la invención. Sin embargo, es claro a los técnicos hábiles en la materia que el proceso se puede modificar de diferentes maneras sin alejarse del concepto inventivo de acuerdo a las reivindicaciones anexas. Se pretende que todas las modificaciones sean cubiertas por dichas reivindicaciones. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (10)

1. REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes: 1.- Un proceso para la fabricación de una cuchilla de revestimiento o de rascado, que comprende una banda de acero u otro material de forma estable y un revestimiento de polímero resistente al desgaste aplicado sobre dicha banda a lo largo de una sección de borde longitudinal de la misma sujeta a desgaste, que comprende las siguientes etapas: a) proporcionar un movimiento relativo continuo entre dicha banda y una estación de aplicación y tratamiento; b) aplicar continuamente en dicha estación una composición polimérica de curado rápido a lo largo de dicha sección del borde; caracterizado porque c) permitir que la composición aplicada se extienda de manera que alcance el extremo más lejano de dicha sección de borde y luego curar para formar un revestimiento libre de pegajosidad y elástico; y, opcionalmente d) post-curar el revestimiento a una temperatura incrementada.
2. 2.- Un proceso para la fabricación de una cuchilla de revestimiento o de rascado, que comprende una primera banda de acero u otro material de forma estable y un revestimiento de polímero resistente al desgaste aplicado sobre dicha banda, a lo largo de una sección de borde longitudinal de la misma sujeta a desgaste, caracterizado por las siguientes etapas : a) proporcionar un movimiento relativo continuo entre una segunda banda de doble anchura comparada a la primera banda y una estación de aplicación y tratamiento; b) suministrar continuamente en dicha estación una composición de curado rápido a lo largo de una sección central longitudinal de doble anchura comparada a la sección de borde; c) permitir que la composición se extienda a la anchura deseada y luego curarla para formar un revestimiento elástico y libre de pegajosidad y, opcionalmente, post- curar el revestimiento a una temperatura incrementada; y d) cortar longitudinalmente dicha segunda banda a lo largo de la porción media de la sección central revestida de la misma para formar dos cuchillas revestidas en la punta.
3. 3.- Un proceso de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque se somete a rugosidad el borde o sección central antes de la etapa de aplicación b) para mejorar la adhesión del revestimiento.
4. 4.- Un proceso de conformidad con la reivindicación 1, 2 ó 3, caracterizado por la aplicación de un imprimador antes de la etapa de aplicación b) para mejorar adicionalmente la adhesión del revestimiento.
5. 5. - Un proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dicha composición polimérica de curado rápido tiene una vida en el recipiente de aproximadamente 5 a 30 segundos.
6. 6.- Un proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dicha composición polimérica se basa en un polímero seleccionado de poliuretanos, polímeros de estireno-butadieno, poliolefinas, cauchos de nitrilo, cauchos naturales, poliacrilatos, policloropreno, elastómeros termoplásticos, y polisiloxanos.
7. 7.- Un proceso de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque dicho polímero es un poliuretano.
8. 8.- Un proceso de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque una composición de poliuretano líquido de tres componentes que contiene un prepolímero, un poliol y un extensor de cadena se mezclan continuamente con una solución catalizadora y la mezcla se aplica entonces sobre dicha banda.
9. 9.- Un proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el polímero se aplica con una anchura de aproximadamente 5 a 40 mm y un espesor de aproximadamente 1 a 3 mm.
10. 10.- Un proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el revestimiento polimérico después del curado se somete a una operación de rectificación para obtener un perfil deseado. / / RESUMEN DE LA INVENCIÓN Un proceso para la fabricación de una cuchilla de revestimiento o de rascado que comprende una banda de acero u otro material de forma estable y un revestimiento de polímero resistente al desgaste que se aplica sobre dicha banda a lo largo de una sección de borde longitudinal de la misma sometido al desgaste, dicho proceso comprende las siguientes etapas: (a) proporcionar un movimiento relativo continuo entre dicha banda y una estación de aplicación y tratamiento; (b) aplicar continuamente en dicha estación una composición polimérica de curado rápido a lo largo de dicha sección del borde; (c) permitir que la composición aplicada se extienda de manera que alcance el extremo más lejano de dicha sección de borde y luego se cure para formar un revestimiento libre de pegajosidad y elástico; y, opcionalmente (d) post-curar el revestimiento a una temperatura incrementada; como una alternativa a tal proceso se puede utilizar una cuchilla de doble anchura comparada a la primer cuchilla y suministrar continuamente una composición de curado rápido a lo largo de una sección longitudinal de doble anchura comparada a la sección de borde y cortar longitudinalmente dicha segunda banda a lo largo de la porción media de la sección central revestida de la misma para formar dos cuchillas revestidas en la punta; y una cuchilla de revestimiento o de rascado preparada mediante tal proceso.