技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及材料表面紋理化，更具體地，涉及用于制造成批紋理化的材料片材的處理方法。

背景技術(shù)：

層壓件在各種應(yīng)用(例如，建筑材料、用于車(chē)輛應(yīng)用的板、大規(guī)模工業(yè)零件)中很流行。在制造層壓材料中，通常使用粘接劑來(lái)接合薄片。然而，粘接劑有許多已知的缺陷。粘接劑昂貴、臟亂并且發(fā)出有毒氣體。用于層壓不均勻的材料的許多典型粘接劑還容易在各種壓力(溫度、彎曲、切割)下失效或者碎裂/破裂。另外，從環(huán)保的角度來(lái)說(shuō)，粘接劑是不可取的，因?yàn)檎辰觿?huì)弄臟基礎(chǔ)材料并且阻止薄片的再循環(huán)或回收?？扇〉氖窃诓唤档蛯訅杭膹?qiáng)度的情況下避免使用粘接劑。

個(gè)體零件部分中的機(jī)械附接(例如，制動(dòng)器底板對(duì)摩擦材料)已變得眾所周知且非常成功，但是該處理方法是在重個(gè)體板中的相對(duì)厚的鋼上使用，而不是在能夠用于制造無(wú)粘接劑層壓材料(包括較薄材料的層壓件)的連續(xù)較大規(guī)模的材料上使用。

另外，目前，個(gè)體零件在可能的大小和形狀方面受到限制。為了在個(gè)體零件上提供機(jī)械附接，坯料通常從盒狀件進(jìn)給，在盒狀件中坯料必須均具有統(tǒng)一的尺寸和輪廓。具體地，這對(duì)于建筑材料中的使用可能期待的較大規(guī)模的應(yīng)用、或一次性尺寸、或定制長(zhǎng)度是不方便的。

具有用于在成批材料上制備紋理化(機(jī)械附接就緒)表面是可取的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本申請(qǐng)?zhí)峁┝擞糜谥圃斐膳y理化的材料片材的處理方法。隨著進(jìn)給連續(xù)供給的平坦的材料片材，片材被齒刀反復(fù)沖擊，從而每個(gè)刀都在片材上生成一排凸起且大體尖銳的結(jié)構(gòu)以使片材紋理化。優(yōu)選地，刀被總體向下驅(qū)動(dòng)并且經(jīng)過(guò)片材以從片材鑿出尖銳的結(jié)構(gòu)。該尖銳的結(jié)構(gòu)可以具有傾斜或鉤狀的形狀。在一個(gè)實(shí)施方式中，該鉤狀部從其排的軸線(xiàn)卷曲或扭曲。鉤狀部的形狀由刀上的齒的形狀以及刀的行進(jìn)路徑確定。優(yōu)選地，不需要進(jìn)一步(二次)操作來(lái)產(chǎn)生鉤狀形狀。

優(yōu)選地，對(duì)刀進(jìn)行布置，以使得刀能夠形成基本經(jīng)過(guò)整個(gè)片材的寬度的、連續(xù)排的尖銳的結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，單個(gè)刀能夠形成基本跨越片材的寬度的、連續(xù)排的尖銳的結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，刀被布置成一個(gè)或多個(gè)組以在單次沖擊或行程中形成若干排的尖銳的結(jié)構(gòu)。

該處理方法可包括檢測(cè)供給的結(jié)束以及停止沖擊操作。

優(yōu)選地，排基本沿著片材的整個(gè)長(zhǎng)度形成而沒(méi)有間隙。凸起的多種圖案、布置、密度和尺寸都是可能的。在一個(gè)實(shí)施方式中，每個(gè)尖銳的結(jié)構(gòu)都具有小于0.100"的成品高度。尖銳的結(jié)構(gòu)的尺寸可以基于用于不同應(yīng)用的鉤狀部級(jí)別的分層規(guī)模，例如：

超級(jí)-最大的鉤狀部高度0.070"；

常規(guī)-最大的鉤狀部高度0.060"；

迷你-最大的鉤狀部高度0.045"；以及

微型-最大的鉤狀部高度0.030"。

優(yōu)選地，在本實(shí)施方式中，每個(gè)尖銳的結(jié)構(gòu)在其基礎(chǔ)處都具有小于0.050"的成品厚度，更優(yōu)選地，在其基礎(chǔ)處都具有小于0.040"的成品厚度。優(yōu)選地，在本實(shí)施方式中，每個(gè)尖銳的結(jié)構(gòu)都具有片材厚度的約150％至約300％之間的成品高度(并且不大于每種類(lèi)型的鉤狀部的最大高度為宜)。優(yōu)選地，在本實(shí)施方式中，尖銳的結(jié)構(gòu)在片材上的密度為每平方英寸大約30-200個(gè)尖銳結(jié)構(gòu)之間，或者更優(yōu)選地，對(duì)于超級(jí)鉤狀部和常規(guī)鉤狀部，每平方英寸大約40個(gè)鉤狀部；對(duì)于迷你鉤狀部，每平方英寸大約80個(gè)鉤狀部；對(duì)于微型鉤狀部，每平方英寸大約190個(gè)鉤狀部。然而，鉤狀部的各種不同的尺寸和幾何形狀都是可能的。另外，鉤狀部不需要在整體材料上將鉤狀部設(shè)置成精確匹配的排，但可以在區(qū)域或圖案中形成以適合特定應(yīng)用。

兩面處理方法也是可能的，在兩面處理方法中，刀的沖擊使得在片材的兩面上形成尖銳的結(jié)構(gòu)。

各種紋理化后的步驟都是可能的。紋理化的片材可以在沖擊步驟后簡(jiǎn)單地卷成卷。紋理化的片材可以在沖擊步驟后切割成段或條。紋理化的片材可以直接進(jìn)給至用于將紋理化的片材接合至另一材料的接合站。還有其他的形成和成形選項(xiàng)。例如，紋理化的片材可以進(jìn)行卷曲成形或進(jìn)行彎曲來(lái)制造管(圓形或其他方式)、或通道、拐角或其他形狀。

紋理化的片材材料可形成各種最終產(chǎn)品：卷曲的材料、紋理化的材料件、接合的材料復(fù)合件/層壓件、成型、卷曲或彎曲的材料片材件或段。

機(jī)械附接允許在層壓件中接合不均勻的材料，從而結(jié)合并增強(qiáng)每個(gè)材料的屬性(例如，將強(qiáng)度或剛度從薄金屬襯墊添加至塑料、橡膠或易碎頂層)。因?yàn)殡m然個(gè)體部件可以很薄，但是整體組裝的結(jié)構(gòu)因用于防止材料被輕易折彎或彎曲的嵌入的鉤狀部的鎖定能力而具有相當(dāng)?shù)膹?qiáng)度，所以這還可以用于制成強(qiáng)度非常高的輕量材料。因?yàn)閮蓚€(gè)或更多可能的較低級(jí)別(或再循環(huán))材料的屬性能夠輕易進(jìn)行結(jié)合以具有更多期望的特性，所以這還可以降低對(duì)于昂貴或進(jìn)口材料的需求。層壓材料自身還能夠進(jìn)行形成和沖壓(優(yōu)選地通過(guò)第一次加熱)以至少部分地軟化任何非金屬層壓件。

紋理化的成批材料在制造層壓的最終產(chǎn)品之外還可以具有其他用途。該材料可作為切割成長(zhǎng)結(jié)構(gòu)材料在其自身上使用，其中紋理化的表面提供防滑或附接就緒的表面(例如，以在安裝點(diǎn)處接收成批第二表面)。表面上的鉤狀部提供有用的表面紋理以接收并抓住材料(例如，纖維材料，其中，鉤狀部既嵌入纖維材料又困住纖維材料的纖維)。

該材料的薄帶還可以像用于捆綁或固定松散或脆弱的材料的帶那樣使用(通過(guò)將帶按壓中束或材料中或束或材料的周?chē)p易地嵌入帶，以將束或材料“粘”到一起并進(jìn)行固定)。

附圖說(shuō)明

圖1示出了單面紋理化處理方法。

圖2示出了雙面紋理化處理方法。

圖3示出了用于提供單面紋理化的樣本設(shè)備的平面圖。

圖4示出了成批單面紋理化的材料片材的成品卷。

圖5示出了圖3的紋理的特寫(xiě)。

具體實(shí)施方式

本申請(qǐng)?zhí)峁┝擞糜谥圃斐膳y理化的材料片材的處理方法。隨著進(jìn)給連續(xù)供給的平坦材料片材，片材被齒刀反復(fù)沖擊，每個(gè)刀都在片材上產(chǎn)生一排凸起的大體尖銳(釘狀)的結(jié)構(gòu)以使片材紋理化。

在圖1中以概要形式示出了該處理方法。進(jìn)給機(jī)構(gòu)將材料2從自纏繞卷1(或供給卷)拉出。材料被進(jìn)給至用于紋理化的設(shè)備3。該設(shè)備使用刀(未示出)來(lái)沖擊該材料，并且在該材料的表面上凸起尖銳的結(jié)構(gòu)。從該設(shè)備出來(lái)的材料現(xiàn)在具有尖銳的結(jié)構(gòu)。然后，該紋理化的材料4被引導(dǎo)至卷5中(或者被引導(dǎo)到卷取輥上)。

如圖2所示，材料2還可以在兩面上都進(jìn)行紋理化。進(jìn)給機(jī)構(gòu)將材料2從自纏繞卷1(或供給卷)拉出。材料被進(jìn)給至包括相對(duì)的沖擊部分(布置在材料兩面上的刀-未示出)的修改后的設(shè)備3'中。從該設(shè)備出來(lái)的材料現(xiàn)在在兩面上都具有尖銳的結(jié)構(gòu)。然后，該紋理化的材料4'被引導(dǎo)至卷5'中(或者被引導(dǎo)至卷取輥上)。

可選地，單面紋理化的材料4的卷可以在使用適當(dāng)?shù)闹С屑员Ｗo(hù)第一面的尖銳的結(jié)構(gòu)情況下再次通過(guò)該設(shè)備以使相反的面紋理化。

如圖5中所示，尖銳的結(jié)構(gòu)可以為鉤的形式。每個(gè)鉤狀部都由通過(guò)沖擊刀從材料的表面鑿起或刮起來(lái)的自身材料整體地形成。鉤狀部并不從相對(duì)的面打通，因此基礎(chǔ)材料不會(huì)被穿刺或穿孔，而是保留其連續(xù)主體的完整性。圖4中示出了尖銳的結(jié)構(gòu)(此處為鉤狀部)的細(xì)節(jié)。根據(jù)材料要求和公差，該設(shè)備和工具可以進(jìn)行改變以形成各種形狀、尺寸和密度的鉤狀部。

該設(shè)備的刀優(yōu)選為在一組中，其中，相對(duì)的刀彼此偏置進(jìn)行定位(即，在一組中彼此交錯(cuò)的“A”套刀與“B”套刀，其中“A”套刀設(shè)置成從一面延伸出，“B”套刀設(shè)置成從另一面延伸出)。來(lái)自該設(shè)備的側(cè)沖擊使得“A”套刀和“B”套刀朝向彼此，以使得刀齒從材料的表面鑿起或刮起鉤狀部。

可使用各種類(lèi)型的設(shè)備來(lái)驅(qū)動(dòng)刀并且形成鉤狀部。一個(gè)有用的實(shí)施方式使用壓機(jī)將齒刀大體驅(qū)動(dòng)至材料片材的表面中并且橫跨材料片材的表面。如圖3中所示，設(shè)備3包括上模板13(上模板13可以安裝在壓機(jī)中、或者是由獨(dú)立的壓機(jī)驅(qū)動(dòng)的獨(dú)立式組件的一部分-如即將公開(kāi)的于2011年12月6日提交的CA 2,760,923中所述)。橫向滑動(dòng)桿16懸掛自該設(shè)備并且在刀10中的槽內(nèi)滑動(dòng)?；匚粡椈?未示出)連接至滑動(dòng)桿以朝著彼此偏置滑動(dòng)桿。壓力板19設(shè)置在刀上方。兩個(gè)塊殼體21橫向地安裝在與刀的邊緣相鄰的模板上。驅(qū)動(dòng)塊22通過(guò)滑動(dòng)螺栓23安裝在每個(gè)塊殼體上，其中，滑動(dòng)螺栓23被設(shè)置成與刀的縱向軸線(xiàn)基本平行?；瑒?dòng)塊24可滑動(dòng)地安裝在與驅(qū)動(dòng)塊相鄰的每個(gè)殼體中。

在操作中，壓機(jī)(未示出)將設(shè)備3的上模板13驅(qū)動(dòng)在已進(jìn)給至位于刀10下方的材料撞擊區(qū)域中的材料上。在刀10沖擊材料的表面前，壓機(jī)的力使滑動(dòng)塊24沖擊壓機(jī)(未示出)的底表面。對(duì)于材料的底表面的沖擊相對(duì)于驅(qū)動(dòng)塊22向上驅(qū)動(dòng)滑動(dòng)塊，從而使得滑動(dòng)塊24的傾斜表面與刀的縱軸線(xiàn)基本平行的方向上在驅(qū)動(dòng)塊上施加力。該力使每個(gè)驅(qū)動(dòng)塊沿著其相應(yīng)的縱軸線(xiàn)在相反的方向移動(dòng)該組中獨(dú)立的個(gè)體刀。因?yàn)閮H交替的刀在沖擊前接觸每個(gè)驅(qū)動(dòng)塊，所以相鄰的刀由每個(gè)驅(qū)動(dòng)塊在相反的方向上推動(dòng)。優(yōu)選地，刀在與材料表面接觸前移動(dòng)。

刀齒11被向下推動(dòng)至材料中，并且刀還沿著與其縱軸線(xiàn)平行的滑動(dòng)桿16滑動(dòng)。這些同時(shí)向下的運(yùn)動(dòng)以及滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)使每個(gè)刀齒11形成一個(gè)尖銳的結(jié)構(gòu)(鉤狀部)。

在壓機(jī)提升后，滑動(dòng)塊24通過(guò)壓縮彈簧20返回至其起始位置，并且刀10和驅(qū)動(dòng)塊22通過(guò)其他彈簧(未示出)返回至其起始位置。刀從材料退出，然后，由進(jìn)給機(jī)構(gòu)(在進(jìn)程中)使其前進(jìn)以形成另一紋理化的部分。

圖4和圖5示出了成品形式的紋理化的材料片材的可能的實(shí)施方式。如圖所示，該材料可以卷到自身上(或卷取輥上)并且作為為成批(機(jī)械附接就緒的)材料進(jìn)行銷(xiāo)售。

成品材料可切割成具體產(chǎn)品或者在雙層或多層層壓件與一個(gè)或多個(gè)不均勻的材料結(jié)合。

還可以將材料引導(dǎo)至其他下游操作(例如，沖壓成成形零件/條/件，在層壓件中與一個(gè)或多個(gè)不均勻的材料接合，或者其他形成。在一個(gè)實(shí)施方式中，成批材料可以被卷曲形成或彎曲以獲得三維形狀(例如，圓柱形或其他形狀的管)。

各種柔韌的材料可以與該處理方法一同使用。雖然在圖4和圖5中示出了金屬片材，但是還發(fā)現(xiàn)該處理方法作用于在一定范圍內(nèi)的寬度和厚度的各種較硬的塑料(大約D55及以上的肖氏硬度)和其他材料上。片材還可以在沖擊前進(jìn)行冷卻或加熱，以使其更加柔軟或者以其他方式更接受紋理化操作。例如，柔軟且堅(jiān)韌的材料(包括硬度低于所建議的D55的肖氏硬度的材料)可以進(jìn)行冷卻或冰凍，以應(yīng)用該處理方法。

另外，雖然如教導(dǎo)和所示選擇材料來(lái)保留并保持直立的尖銳的結(jié)構(gòu)，但是在根據(jù)該處理方法處理材料(其中鉤狀部不保持凸起而是倒塌在其自身上)也有優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于簡(jiǎn)單地材料上使表面粗糙或提供被擾亂的表面，該處理方法是很有利的。

以上描述僅說(shuō)明了本申請(qǐng)的某些優(yōu)選實(shí)施方式。本申請(qǐng)并不限于前面的示例。即，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)明確且理解的是，修改和變形可能或者將會(huì)可能有利于利用或?qū)崿F(xiàn)本文中描述的本申請(qǐng)的教導(dǎo)。權(quán)利要求的范圍不應(yīng)被本示例中記載的優(yōu)選的實(shí)施方式限制，而是應(yīng)對(duì)其給出與整體描述一致的最寬泛目的的解釋。