成批紋理化的材料片材的制作方法

技術領域

本申請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：

層壓件在各種應用(例如，建筑材料、用于車輛應用的板、大規模工業零件)中很流行。在制造層壓材料中，通常使用粘接劑來接合薄片。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，從環保的角度來說，粘接劑是不可取的，因為粘接劑會弄臟基礎材料并且阻止薄片的再循環或回收。可取的是在不降低層壓件的強度的情況下避免使用粘接劑。

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

另外，目前，個體零件在可能的大小和形狀方面受到限制。為了在個體零件上提供機械附接，坯料通常從盒狀件進給，在盒狀件中坯料必須均具有統一的尺寸和輪廓。具體地，這對于建筑材料中的使用可能期待的較大規模的應用、或一次性尺寸、或定制長度是不方便的。

具有用于在成批材料上制備紋理化(機械附接就緒)表面是可取的。

技術實現要素：

本申請提供了用于制造成批紋理化的材料片材的處理方法。隨著進給連續供給的平坦的材料片材，片材被齒刀反復沖擊，從而每個刀都在片材上生成一排凸起且大體尖銳的結構以使片材紋理化。優選地，刀被總體向下驅動并且經過片材以從片材鑿出尖銳的結構。該尖銳的結構可以具有傾斜或鉤狀的形狀。在一個實施方式中，該鉤狀部從其排的軸線卷曲或扭曲。鉤狀部的形狀由刀上的齒的形狀以及刀的行進路徑確定。優選地，不需要進一步(二次)操作來產生鉤狀形狀。

優選地，對刀進行布置，以使得刀能夠形成基本經過整個片材的寬度的、連續排的尖銳的結構。優選地，單個刀能夠形成基本跨越片材的寬度的、連續排的尖銳的結構。優選地，刀被布置成一個或多個組以在單次沖擊或行程中形成若干排的尖銳的結構。

該處理方法可包括檢測供給的結束以及停止沖擊操作。

優選地，排基本沿著片材的整個長度形成而沒有間隙。凸起的多種圖案、布置、密度和尺寸都是可能的。在一個實施方式中，每個尖銳的結構都具有小于0.100"的成品高度。尖銳的結構的尺寸可以基于用于不同應用的鉤狀部級別的分層規模，例如：

超級-最大的鉤狀部高度0.070"；

常規-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"。

優選地，在本實施方式中，每個尖銳的結構在其基礎處都具有小于0.050"的成品厚度，更優選地，在其基礎處都具有小于0.040"的成品厚度。優選地，在本實施方式中，每個尖銳的結構都具有片材厚度的約150％至約300％之間的成品高度(并且不大于每種類型的鉤狀部的最大高度為宜)。優選地，在本實施方式中，尖銳的結構在片材上的密度為每平方英寸大約30-200個尖銳結構之間，或者更優選地，對于超級鉤狀部和常規鉤狀部，每平方英寸大約40個鉤狀部；對于迷你鉤狀部，每平方英寸大約80個鉤狀部；對于微型鉤狀部，每平方英寸大約190個鉤狀部。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置成精確匹配的排，但可以在區域或圖案中形成以適合特定應用。

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構。

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。例如，紋理化的片材可以進行卷曲成形或進行彎曲來制造管(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品：卷曲的材料、紋理化的材料件、接合的材料復合件/層壓件、成型、卷曲或彎曲的材料片材件或段。

機械附接允許在層壓件中接合不均勻的材料，從而結合并增強每個材料的屬性(例如，將強度或剛度從薄金屬襯墊添加至塑料、橡膠或易碎頂層)。因為雖然個體部件可以很薄，但是整體組裝的結構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的強度，所以這還可以用于制成強度非常高的輕量材料。因為兩個或更多可能的較低級別(或再循環)材料的屬性能夠輕易進行結合以具有更多期望的特性，所以這還可以降低對于昂貴或進口材料的需求。層壓材料自身還能夠進行形成和沖壓(優選地通過第一次加熱)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品之外還可以具有其他用途。該材料可作為切割成長結構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(通過將帶按壓中束或材料中或束或材料的周圍而輕易地嵌入帶，以將束或材料“粘”到一起并進行固定)。

附圖說明

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。

具體實施方式

本申請提供了用于制造成批紋理化的材料片材的處理方法。隨著進給連續供給的平坦材料片材，片材被齒刀反復沖擊，每個刀都在片材上產生一排凸起的大體尖銳(釘狀)的結構以使片材紋理化。

在圖1中以概要形式示出了該處理方法。進給機構將材料2從自纏繞卷1(或供給卷)拉出。材料被進給至用于紋理化的設備3。該設備使用刀(未示出)來沖擊該材料，并且在該材料的表面上凸起尖銳的結構。從該設備出來的材料現在具有尖銳的結構。然后，該紋理化的材料4被引導至卷5中(或者被引導到卷取輥上)。

如圖2所示，材料2還可以在兩面上都進行紋理化。進給機構將材料2從自纏繞卷1(或供給卷)拉出。材料被進給至包括相對的沖擊部分(布置在材料兩面上的刀-未示出)的修改后的設備3'中。從該設備出來的材料現在在兩面上都具有尖銳的結構。然后，該紋理化的材料4'被引導至卷5'中(或者被引導至卷取輥上)。

可選地，單面紋理化的材料4的卷可以在使用適當的支承件以保護第一面的尖銳的結構情況下再次通過該設備以使相反的面紋理化。

如圖5中所示，尖銳的結構可以為鉤的形式。每個鉤狀部都由通過沖擊刀從材料的表面鑿起或刮起來的自身材料整體地形成。鉤狀部并不從相對的面打通，因此基礎材料不會被穿刺或穿孔，而是保留其連續主體的完整性。圖4中示出了尖銳的結構(此處為鉤狀部)的細節。根據材料要求和公差，該設備和工具可以進行改變以形成各種形狀、尺寸和密度的鉤狀部。

該設備的刀優選為在一組中，其中，相對的刀彼此偏置進行定位(即，在一組中彼此交錯的“A”套刀與“B”套刀，其中“A”套刀設置成從一面延伸出，“B”套刀設置成從另一面延伸出)。來自該設備的側沖擊使得“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。

可使用各種類型的設備來驅動刀并且形成鉤狀部。一個有用的實施方式使用壓機將齒刀大體驅動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，設備3包括上模板13(上模板13可以安裝在壓機中、或者是由獨立的壓機驅動的獨立式組件的一部分-如即將公開的于2011年12月6日提交的CA 2,760,923中所述)。橫向滑動桿16懸掛自該設備并且在刀10中的槽內滑動。回位彈簧(未示出)連接至滑動桿以朝著彼此偏置滑動桿。壓力板19設置在刀上方。兩個塊殼體21橫向地安裝在與刀的邊緣相鄰的模板上。驅動塊22通過滑動螺栓23安裝在每個塊殼體上，其中，滑動螺栓23被設置成與刀的縱向軸線基本平行。滑動塊24可滑動地安裝在與驅動塊相鄰的每個殼體中。

在操作中，壓機(未示出)將設備3的上模板13驅動在已進給至位于刀10下方的材料撞擊區域中的材料上。在刀10沖擊材料的表面前，壓機的力使滑動塊24沖擊壓機(未示出)的底表面。對于材料的底表面的沖擊相對于驅動塊22向上驅動滑動塊，從而使得滑動塊24的傾斜表面與刀的縱軸線基本平行的方向上在驅動塊上施加力。該力使每個驅動塊沿著其相應的縱軸線在相反的方向移動該組中獨立的個體刀。因為僅交替的刀在沖擊前接觸每個驅動塊，所以相鄰的刀由每個驅動塊在相反的方向上推動。優選地，刀在與材料表面接觸前移動。

刀齒11被向下推動至材料中，并且刀還沿著與其縱軸線平行的滑動桿16滑動。這些同時向下的運動以及滑動運動使每個刀齒11形成一個尖銳的結構(鉤狀部)。

在壓機提升后，滑動塊24通過壓縮彈簧20返回至其起始位置，并且刀10和驅動塊22通過其他彈簧(未示出)返回至其起始位置。刀從材料退出，然后，由進給機構(在進程中)使其前進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(機械附接就緒的)材料進行銷售。

成品材料可切割成具體產品或者在雙層或多層層壓件與一個或多個不均勻的材料結合。

還可以將材料引導至其他下游操作(例如，沖壓成成形零件/條/件，在層壓件中與一個或多個不均勻的材料接合，或者其他形成。在一個實施方式中，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，但是還發現該處理方法作用于在一定范圍內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)可以進行冷卻或冰凍，以應用該處理方法。

另外，雖然如教導和所示選擇材料來保留并保持直立的尖銳的結構，但是在根據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)也有優點。對于簡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。

以上描述僅說明了本申請的某些優選實施方式。本申請并不限于前面的示例。即，本領域的技術人員應明確且理解的是，修改和變形可能或者將會可能有利于利用或實現本文中描述的本申請的教導。權利要求的范圍不應被本示例中記載的優選的實施方式限制，而是應對其給出與整體描述一致的最寬泛目的的解釋。