PT88519B - Processo de uniao por colagem - Google Patents

Description

Memória descritiva referente à patente de invençSo de SALOMON S.A., francesa, industrial e comercial, com sede em Metz Tessy B.P. 454, 74011 Annecy Cedex, França, (inventor» Roger Pascal, residente na França), para PROCESSO DE UNIÃO POR COLAGEM.

Memória Descritiva

A presente invençSo refere-se a um processo de i i

uniSo de dois elementos. Mais particularmente, refere-se a um 'processo de uniSo por colagem. Refere-se também aos produtos obtidos com um tal processo, bem como aos elementos utilizados neste processo.

A indústria moderna está cada vez mais confrontada, com problemas de uniSo de peças ou elementos constitutivos de um conjunto. F claro que sSo conhecidos dispositivos de uniSo mecânica muito numerosos, tais como parafusos, com ou sem porcas, rebites, etc. Pode igualmente indicar-se a soldadura como meio í relativamente corrente de união pelo menos para certos tipos de [materiais. Mas actualmente a colagem é um processo de uniSo cada vez mais corrente e difundido. Este tipo de união foi muito j desenvolvido porque apareceram no mercado novas colas de elevada^ ieficácia. Podem tambóm mencionar-se colas do tipo de cianoacri- _; lato, époxi ou de poliuretano.

A uniSo de peças por colagem é uma técnica interessante, mas apresenta um certo número de inconvenientes. Com efeito, cert: o colas exigem um aquecimento a fim de obter, por exemplo, a polimerizaçSo de diferentes constituintes» outras têm

, uma seção imediata, mas as colas utilizadas são muito caras e ^apenas podem ser usadas em pequenas colagens. Em todos os casos, colagem á uma operação cara pouco fiável, exigindo na maioria ; dos casos uma mão-de-obra importante e geralmente competente que na maioria dos casos, deve trabalhar num ambiente muitas ιvezes hostil, ou mesmo tóxico (vapor de cianeto, aminas voláteis), com os adesivos líquidos.

Estes inconvenientes foram já resolvidos por utilização de cola termoendurecível ou termoplástica ou termoendurecível prá-imnregnada ou ainda termofusível.

Γ-Tas as colas termoendurecíveis apresentam no entanto o inconveniente de ser dificilmente utilizáveis para i unir elementos isolantes ou maus condutores, como por exemplo ' madeira ou espuma sintática, tal como a espuma de poliuretano, acrílica, fenólica, polietilánica ou outras. Com efeito, para ' que haja endurecimento da cola, é necessário aquecer através i dos referidos elementos mais ou menos isolantes, o que exige um ' grande consumo de energia.

: i

Podem assim utilizar-se películas de cola termoJfusível, conhecida também com a denominação hot melt, mas os i !processos de realização são delicados porque é preciso levá-las I além do ponto de fusão e pôr em contacto as superfícies a colar muito rapidamente. Esta operação de colocação em contacto é ítanto mais delicada e difícil quanto maiores forem as dimensões I das superfícies a colar.

A presente invenção pretende portanto resolver todos estes inconvenientes e proporcionar um processo de colagem particularmente simples, fiável e económico.

J 0 processo segundo a presente invenção consiste em utilizar uma película de cola termoplástica termofusível ou : termoendurecível aquecida por um elemento condutor resistivo. Graças a um tal processo, aquece-se directamente a cola, havendo^! uma diminuição do consumo de energia e uma redução do tempo de ciclo durante o qual se deve manter a pressão de contacto.

I Segundo uma forca de realização preferida da presente invenção, o elemento de colagem é constituído por uma película de cola tornada autocalefactora por um elemento resisti vo .

Segundo uma caracteristica complementar, o elemento de colagem é constituído por uma película de cola que compreende o elemento resistivo que pode ser alimentado com cor-j rente eléctrica. 0 elemento de colagem é pois autocalefactor.

Ϊ claro que o elemento de colagem constituído por i uma película termoplástica termofusível ou termoendurecível pode estar associado a diferentes elementos resistivos, como cobre, ' aço, constantan, ferroníquel, alumínio, carbono, etc. Além disso, os elementos resistivos podem ter diferentes apresentações, como ípor exemplo na forca de grelha, de tecido ou de manto de fibras,I ou mesmo de pé metálico.

I

Outras características e vantagens da presente invenção serão evidenciadas na descrição que vai seguir-se, com referência aos desenhos anexos, dados apenas a título de exemplos não limitativos, e cujas figuras representam:

A fig. 1, em perspectiva, dois elementos unidos; i

As fig. 2 a 11, uma primeira forma de realização do processo segundo a presente invenção;

As fig. 2, 3, 3a, 3*a, 4, 5, 6, 7 e 7a, diferentes formas de realização do elemento de colagem;

!

i As fig. 8, 9» 10 β 11, as diferentes fases de um | modo de realização do processo segundo a presente invenção;

j

A fig. 12, em perspectiva dois elementos a unir;

As fig. 13 e 14, duas variantes de elementos resis tivos correspondentes;

As fig. 15 e 18, variantes do processo, bem como variantes de elemento de colagem correspondentes; e

..s fig. 19 e 20, uma outra viricatc.

A fig. 1 mostra dois elementos unidos segundo a presente invenção, isto é, um primeiro elemento (l) tornado

solidário com um segundo elemento (2) devido a um elemento de colagem (5). — elemento de colagem (3) é, de acordo com um modo de realização da presente invenção, constituído por um fio termo fusível ou termoendurecível tomado autocalefactor por incorporação de um elemento resistivo (5,5l). A película termofusível pode ser, por exemplo, um termoplástico do tipo ionámero (copolímero de etileno e de ácido metacrílico), um copolímero de etileno e de acetato de vinilo (EVà), uma poliamida ou uma combinação destes tipos. A ideia consiste em aquecer directamente o elemento de colagem devido ao seu elemento resistivo (5,51) para levar a película termofusível a uma temperatura sensivelmente igual ao seu ponto de fusão e em unir os dois elementos com o auxílio desta, tomada mole ou líquida, utilizando a sua aptidão para molhar as duas substâncias face-a-face, e a ligar- i -se de novo depois do arrefecimento, sob a forma de uma película^ unida intimamente. ’

As fig. 2, 3 e 3a representem um modo de realiza- ; ção de um elemento de colagem (3). Segundo esta variante, o i elemento resistivo (5) está imerso na película termofusível (30). Isso pode ser realizado por pressão, peliculação ou ^! coextrusão, que são processos bem conhecidos em si e aos quais não voltaremos a referir-nos. Precisemos também que a peliculação pode ser feita dos dois lados do elemento resistivo (5) por duas folhas (30,30’), como nas fig. 2, 3 e 3a, ou de um sá lado, como na fig. 3*a.

Segundo a forma de realização representada, o elemento resistivo (5) apresenta-se sob a forma de fios sensivelmente paralelos, que podem ser de cobre, de aço, de ferroníquel, de constantan, ou fios ou fibras de carbono.

aquecimento do elemento de colagem (3) pode ser provocado, por exemplo, pela alimentação com corrente eléctrica do elemento resistivo (5), que é então utilizado como resistência calefactora. Para este efeito, para permitir a colocação

sob tensão, o elemento resistivo (5) apresenta prolongamentos (50) que ultrapassam a película termofusível.

exemplo representado na fig. 2 mostra uma dispo sição de fios resistivos em paralelo, mas poderia ter-se também a disposição representada na fig. 4.

A fig. 5 mostra uma variante segundo a qual 0 elemento resistivo (5) se apresenta sob a forma de uma grelha metálica ou de carbono.

problema das disposições anteriores reside no facto de haver uma concentração de calor co nível dos fios ou fibras e de, por conseguinte, a fusão da película termofusível não ser homogénea e poder não ser completamente satisfatória e se correr o risco de a colagem ser deficiente em certas zonas. Também, uma outra solução particularmente vantajosa consiste em utilizar como elemento calefactor um manto de fibras de carbono não tecidas constituido por exemplo por fibras de carbono de comprimento entre 6 e 24 mm, ligadas por um produto de fixação que funciona como ligante entre as diferentes fibras. As fibras de carbono são de preferência à base de poliacrilonitrilo, mais comummente designado por PAN. A estrutura do manto de fibras de carbono é análoga â do papel mata-borrão de celulose.

A vantagem do manto de fibras de carbono como elemento calefactor consiste em obter uma distribuição homogéne e regular do calor por efeito de Joule em toda a superfície do plano de união provocando uma fusão regular da película termofusível.

As fig. 6, 7 e 7a são vistas idênticas as das fig. 2, 3 e 3a mostrando um elemento de união (3) constituido por um manto de carbono (51) apertado em sanduiche entre duas camadas (50) e (50») de termoplástico.

processo de união segundo a presente invenção utiliza o ele-ento de união (5) atrás descrito. 0 referido proceBso, num modo de realização dado a título de exemplo, consiste em»

ί ε) preparar os elementos a unir (l) e (2), bem :como o elemento âe colagem (fig. 8);

b) colocar o elemento de colagem (3) em posição entre os dois elementos a unir (l,2) (fig. 9)» í ' c) colocar os dois elementos a unir (l,2) em ^! ' I ^:

Hcontacto com o elemento de colagem (3) (fig. 10)?

d) alimentar com corrente eléctrica (52) o ele- i hmento resistivo (5), mantendo uma ligeira pressão (P) (fig. Il)» i

durante esta fase, o elemento resistivo aumenta a sua tempera- | • tura e provoca a fusão da película termofuível que assegura, como se viu anteriormente, a colagem dos dois elementos (l,2). ;

i

Baeta manter a corrente durante alguns instantes, por exemplo i

I durante um minuto i

e) desligar e deixar arrefecer.

Compreende—se pois o interesse de um tal processo i porque se aquece directamente o elemento destinado a fundir, sem aquecer os elementos a unir.

i A utilização do manto de fibras de carbono como

I : !

j elemento calefactor apresenta também o interesse de poder ser cortado facilmente e realizado com diferentes formas. Isso iapresenta um interesse fundamental quando os elementos a unir .

jíforem superfícies de união (20,10) de forma evolutiva e/ou jcomplicadat uma tal forma está por exemplo representada na fig. jl2. Constata-se nesta forma uma evolução na largura da super- i ilfície a colar com uma zona estreita central (180). Ora a resisj tência eléctrica é R ^e p i, o que mostra que A é inversamente

II \ . S ~

I proporcional a área da secção, de modo que a resistência R do j elemento calefactor será irregular e a potência de aquecimento ί não homogénea na superfície a colar. Pode remediar-se esta ί i :

I irregularidade fazendo recortes (500) no elemento resistivo, como está representado nas fig. 13 e 14, que mostram duas vari{antes, sendo então este elemento resistivo associado à película j termofusível para constituir o elemento cie colagem.

i i | Pode também operar-se de acordo com as fig. 15 e

16, ou seja, sendo os dois elementos a unir (l) e (2) que possuem na sua superfície a colar o material termofusível (30) e (30»), sendo o elemento resistivo (5l) entSo independente.

Pode também utilizar—se um manto de fibras de i

carbono com peliculação apenas de um dos lados* de acordo com : I ae fug. 17 e 18. Neste caso, o elemento (l) ou o elemento (2) !

compreende o material termofusível (30), enquanto que o manto ! de fibras leva uma sé camada de material termofusível (30·).

As fig. 19 e 20 representam uma variante de execução do processo segunde a presente invenção. Be acordo com a mesma, os elementos (l, 2, 30, 5* 30·) constituintes do ooni junto de colagem são independentes uns doa outros e associados papenas no momento da realização do processo em si, como se ilustra na fig. 20. Tendo assim sido postos uns sobre os outros os diferentes elementos (l, 30, 5, 30«, 2), basta então ligar o ! elemento resistivo (3) mantendo sobre o conjunto uma ligeira pressão (P), como nos exemplos anteriores.

Ϊ claro que a presente descrição é dada apenas a , título indicativo, podendo eer adoptadas outras formas de realização da presente invenção sem sair do quadro da mesma.

Claims (18)

HEIVINDICAgÕES
1. - 1» Processo de união de dois elementos (l,2), caracterizado por consistir em utilizar coso elemento de colagem (3) cola (30,30·) aquecida por um elemento oalefactor.
2. - 2® Processo de união de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por consistir em utilizar como elemento oalefactor um elemento condutor resistivo (5,31).
3. - 3» Processo de unlfio de acordo com a reivindicaçfio 2, caracterizado por consistir em utilizar como elemento condutor reslstlvo (5) um fio metálico, tal como de cobre, de aço ou de í constantan.
4. - 4· ~

   Processo de unlfio de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por consistir em utilizar como elemento condutor reslstlvo (5) fibras de carbono ou fios metalizados.
5. - 5· Processo de unlfio de acordo com a reivlndioaçfio 2,

   I oaracterlzado por consistir em utilizar um elemento condutor ^reslstlvo que se apresenta sob a forma de uma grelha ou de fios ou fibras sensivelmente paralelos.
6. - 6» Processo de unlfio de acordo com a reivlndioaçfio 3, caracterizado por consistir em utilizar um elemento condutor reslstlvo constituído por um manto de fibras de carbono nfio tecido (51).
7. - 7· Processo de unlfio de acordo com qualquer das relvlndloaçfies anteriores, oaracterlzado por consistir em utilizar como oola uma película termoplástica ou termoendurecível

   I (30,30»),

   - 7 S
8. - 8» Processo de unlfio de acordo com qualquer das reivindicaçfies 1 a 6, oaracterlzado por consistir em utilizar como cola uma película termofusível ou folha de material termofusível.
9. - 9 c) alimentaçSo com corrente eléctrica do elemento resistivo (5,5l) do elemento de colagem (3), mantendo una ligeira pressSo (P) noe elementos a uniri

   d) arrefecimento.

   - 9» Processo de unlfio de acordo com a reivlndioaçfio 7, ! caracterizado por o material termofusível ser por exemplo um polímero termofusível* tal como um lonámero (copolimero de etileno e de ácido metaorílico) ou um oopolímero de etileno e de i:

   acetato de vinilo ou uma poliamida.
10. - 10* Processo de uniSo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por consistir em colocar em posição a película de cola (30,30’) com o seu elemento reeistivo (5,51’) entre os dois elementos (l,2) a unir e alimentar o referido elemento resistivo com corrente eléctrica (52) mantendo uma ligeira pressão P nos referidos elementos a unir.
11. - 11» Processo de união de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por consistir em utilizar um elemento de colagem (3) oonstituido por uma película itermofusível (30,30*) tomada autooalefaotora por incorporação do elemento resistivo (5»5l) oalefaotor,
12. - 12» Processo de uniSo de acordo com qualquer das reivindicações 7» 10» 11» oaracterizado por consistir em levar a película termoendurecível a uma temperatura sensivelmente j igual ao seu ponto de endurecimento.
13. 13, caracterizado por consistir nas seguintes fases:

    a) preparação dos elementos (l,2) a unir, bem oomo \o elemento de colagem (3)l

    b) colocação do elemento de colagem (3) em posição ' entre os dois elementos a unir e depois colocação dos elementos · ί

    em contacto I

    - 13» Processo de união de acordo com qualquer das

    I :

    reivindicações 1 a 11« oaraoterizado por consistir em levar um ijfie termofusível (3O«3O*), por ligação à electricidade (52), a j uma temperatura sensivelmente igual ao eeu ponto de fusão, apli-l i oando-lhe então os elementos (l,2) a unir ou mantendo-os aplicados. i
14. - 14» - I ¹ · i

    Processo de união de acordo com a reivindicação
15. - 15» Elemento de colagem de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 14. caracterizado por o elemento resistivo (5,5l) estar disposto entre duas folhas (30,30*) de material termofusível. j
16. - 16» Elemento de colagem de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 14« caracterizado por o elemento resistivo (5,5l) estar disposto numa folha (30) de material termofusível.
17. - 17» Elemento de colagem de acordo oom a reivindioaçSo 15 ou 16, caracterizado por o elemento de colagem ser obtido por

    I prensagem, peliculaçSo ou ooextrusgo. ΐ
18. - 18» Elemento de colagem de acordo com qualquer das l reivindioações 1 a 14, caracterizado por o elemento resistivo (5,5l) compreender prolongamentos (50) que permitem a ligação do mesmo.

    A requerente deolara que o primeiro pedido desta i patente foi apresentado na França em 23 de Setembro de 1987, ' sob o n» 87.13339.