CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se relaciona con aparatos de medición para medir de desempeño de adhesión de adhesivos cuando se impregnan como una capa en la superficie de una película a ser usada como cinta, etiqueta u otro sistema de unión.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Dentro de la producción de cintas y etiquetas sensibles a la presión, es muy importante usar un adhesivo de acuerdo con la aplicación final con el fin de obtener el desempeño deseado. El formula- dor de adhesivos tiene varias formas para ajustar las propiedades finales del adhesivo para cumplir con esos requerimientos, entre los que se cuenta balancear la fórmula de la composición al cambiar ciertos ingredientes como los polímeros, los agentes de adhesión, etc.

Ciertas aplicaciones, como el empacado requieren alto cizalla- miento y suficiente resistencia a la cohesión para mantener la integridad del contenido, pero cuando se usa un sistema automatizado de aplicación, una adhesión rápida es muy importante para mejorar la productividad.

Cuando se requieren que las cintas y etiquetas funcionen a diferentes condiciones que las ambientales o las condiciones estandarizadas de un laboratorio, de conformidad con las especificaciones del método estandarizado, es necesario desarrollar evaluaciones es- pecíficas bajo esas cond iciones diferentes.

Los sistemas estandarizados como el ASTM , el PSTC, entre otros, describen varias técn icas analíticas estandarizadas para caracterizar todas las propiedades del adhesivo, la mayoría de ellas llevadas a cabo bajo condiciones ambientales de 23°C y con u n 50% de humedad relativa , y otras se llevan a cabo a temperaturas más altas o con un contenido más alto de humedad para ciertas aplicaciones, en donde el adhesivo queda expuesto a tales condiciones.

La adhesión por bola rodante es una prueba preferida para el desempeño de adhesión del adhesivo usado en aplicaciones como en cintas y etiquetas, cuando se va a utilizar u n procedimiento de rápida unión . Esta evaluación se lleva a cabo con el uso de una bola metálica que g ira a una velocidad constante sobre la superficie del adhesivo de la cinta o etiq ueta a ser evaluada. El impulso de la bola metálica , para alcanzar la velocidad constante, se obtiene con el uso de una rampa metálica estándar con un ángulo de inclinación constante, sobre la cual gira la bola para alcanzar la superficie del adhesivo en la cinta o etiqueta . Entre más alto sea el desempeño de adhesión para el adhesivo, más corto será el trayecto de la bola metálica, y viceversa. La operación para liberar la bola en la parte superior de la rampa se lleva a cabo en forma manual por el operador, quien impulsa el gatillo del mecanismo que retiene la bola.

Sin embargo, los métodos y equipo de prueba para esta evaluación solamente son referidos por ser llevados a cabo bajo condiciones estandarizadas, de conformidad con PSTC, ASTM y otros métodos de evaluación estándar.

En otras palabras, es bien conocido q ue los adhesivos sensi- bles a la presión , reducen su desempeño de adhesión cuando se disminuye la temperatura ambiente. De este modo, cuando las cintas o etiquetas van a ser aplicadas a temperaturas por debajo de la temperatura ambiente, es muy importante conocer si el adhesivo mantiene suficiente adhesión bajo esas condiciones de temperatura, con el fin de alcanzar una velocidad adecuada durante el proceso de unión .

Cuando se necesitan llevar a cabo evaluaciones de adhesión por bola rodante a temperaturas reducidas, ciertos productores de adhesivo desarrollan esta evaluación en un cuarto acondicionado específico, el cual está equipado con un sistema de enfriamiento adecuado para alcanzar la temperatura reducida requerida y con las dimensiones que permiten al operador entrar en el cuarto. El operador debe estar equipado con un iformes especiales para soportar las temperaturas congelantes a fin de operar la rampa y llevar a cabo la evaluación . Esta es una instalación de construcción muy costosa y usa una cantidad considerable de energía para operar a las temperaturas bajas ya mencionadas, lo cual incrementa el costo de la evaluación . Además, el enfriar el cuarto a la temperatura de evaluación toma varias horas y algunas veces, solamente se puede llevar a cabo una evaluación diaria.

Los formuladores de adhesivo están en búsqueda de un sistema de evaluación que les permita desarrollar las evaluaciones de adhesión por bola rodante a temperaturas bajo cero, en una forma más rápida, con una inversión más baja en la instalación , menores costos de operación y menos riesgos para el operador, con el fin de mantener la exactitud de la evaluación y la capacidad de repetición .

La Patente US 8,069,702 describe un aparato de medición para medir la adhesión de una cinta. El aparato de medición incluye una base, una placa de soporte, u n mecanismo de posicionamiento y un mecanismo de ajuste de ángulo. Sin embargo, el aparato descrito en US 8, 069, 702 no describe un control remoto como el descrito en la presente invención

En este documento se propone un n uevo diseño de rampa que se puede accionar en forma remota, lo cual genera la posibilidad de usarse dentro de una pequeña cámara de un laboratorio q ue puede controlar las cond iciones ambientales de temperaturas bajas y de humedad , las cuales son req ueridas para las evaluaciones mencionadas. El nuevo diseño de rampa elimina el req uerimiento de un cuarto de enfriamiento costoso, con todo el equipo periférico y el requerimiento de que el operador entre dentro del cuarto para operar el sistema.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención se relaciona con un aparato de método para medir el desempeño de ad hesión de un adhesivo, el cual comprende un equipo de adhesión de bola rodante y un sistema acciona- dor. El sistema se puede operar en forma remota para accionar el sistema, lo cual libera la bola metálica en la parte su perior de la rampa.

En una modalidad de la invención , el sistema de accionamiento es un accionador electromagnético y en otra modalidad , el sistema de accionamiento es un accionador neumático. El accionador electromagnético se puede operar en forma remota con el uso de una batería o una fuente de energía eléctrica equivalente. En otra modalidad, el sistema de accionamiento de la rampa es un accionador neumático alimentado desde un suministro de aire de laboratorio estándar, con un flujo y presión de acuerdo con los mismos requerimientos del accionador neumático .

Las modalidades antes descritas representan una ventaja para los form uladores de adhesivos, para los productores de cintas y etiquetas sensibles a la presión , quienes tienen la necesidad de medir el desempeño del adhesivo bajo diferentes condiciones a las cond iciones estándar que existen en los laboratorios. Esto se debe a que la evaluación de adhesión por bola rodante se puede reproducir con el uso de pequeñas cámaras acondicionadas como hornos de laboratorio, cámaras térmicas y equipo similar, que permiten al formulador simular las condiciones especiales requeridas para ciertas aplicaciones finales específicas, que introduce la rampa dentro de estas pequeñas cámaras y dispara el accionador remoto en forma electromecánica en las mismas, en forma remota en el exterior de la cámara cerrada.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La Figura 1 es una vista de u na rampa de adhesión por bola rodante ensamblada que incluye un accionador electromagnético cableado, el control remoto y la fuente de energ ía.

La Figura 2 es una vista en despiece, amplificada del mecanismo accionador electromagnético.

La Fig ura 3 es una vista el uso de la modalidad para medir el desempeño de adhesión para una cinta o etiqueta sensible a la presión . DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

En la presente, se describe un nuevo d iseño de rampa para llevar a cabo la medición de adhesión conocida como "adhesión por bola rodante", la cual incluye u n sistema que se puede operar en forma remota para accionar el sistema, el cual libera la bola metálica en la parte superior de la ram pa para alcanzar una velocidad constante, y deslizarse sobre la superficie del ad hesivo por una distancia en fu nción de la capacidad de adhesión del adhesivo a ser eval uado.

En una modalidad de la presente invención , un n uevo diseño de ram pa que incluye un sistema de accionamiento remoto se usa para llevar a cabo la medición de adhesión conocida como "adhesión por bola rodante" para u n adhesivo sensible a la presión im pregnado en una película, con el uso de u na cámara peq ueña térmica para usarse en un laboratorio, para generar las condiciones de temperatura ambiente y de humedad requeridas para la prueba . La rampa evita el requerimiento de un cuarto y del equipo periférico y la energ ía requerida para generar y controlar las mismas condiciones ambientales dentro del cuarto, y al m ismo tiem po, evitar el requerimiento de que el operador entre en el cuarto bajo esas cond iciones extremas para desarrollar la prueba.

En otra modalidad, el sistema de accionamiento de la rampa es un accionador electromagnético que puede ser operado en forma remota con el uso de una batería o u na fuente de energía eléctrica equ ivalente, que se puede alimentar de la red eléctrica estándar del laboratorio ( 1 1 0VAC, 220VAC) y tiene un bajo voltaje de salida de corriente directa ( 1 2VDC o lo que aplique de acuerdo con la demanda de la bobina del accionador electromagnético) para evitar el riesgo de descarga eléctrica para los operadores del eq uipo.

En otra modalidad , el sistema de accionamiento de la rampa es un accionador neumático alimentado por el sumin istro de aire estándar del laboratorio, con un flujo y presión de conformidad con los mismos requerimientos del accionador neumático.

En otra modalidad , los accionadores electromagnéticos o neumáticos se pueden accionar sin el requerimiento de cables a través de u n sistema inalámbrico de transmisión-recinto electrónica.

Las Figuras 1 y 2 muestran un ejemplo del ensam ble de un accionador (4) electromagnético en un equipo ( 1 ) de adhesión por bola rodante estándar. La bobina electromagnética se energiza por una fuente (9) de energía, a través de u n acoplam iento de cables metálicos aislados para la transmisión eléctrica y controlados por un circuito (5) electrónico que contiene un interruptor de botón momentáneo y un acoplamiento de diodos emisores de luz (LED), en donde el primero (verde) (6) indica que el sistema está energ izado y el segu ndo (rojo) (7) indica que el accionador fue disparado.

La fuente de energía eléctrica puede ser alimentada desde la red estándar eléctrica del laboratorio ( 1 1 0VAC , 220VAC) y tiene un bajo voltaje de salida DC (1 2VDC o el que aplique de conformidad con la demanda de la bobina del accionador electromag nético) para evitar el riesgo de u na descarga eléctrica para los operadores del equipo. La luz verde (6) en la caja (5) de control brillará cuando el suministro de energ ía quede encendido y esté listo para su operación .

El accionador (4) electromagnético de este ejemplo es básicamente un solenoide, compuesto por una bobina (1 2) eléctrica de 1 2VDC, la cual actúa sobre un pistón ( 1 0) metálico que se mantiene en su posición superior por un resorte ( 1 3) metálico. El pistón metálico está acoplado con el sistema de liberación de bola metálica por u n tornillo ( 14). Este montaje se instala en un recinto ( 1 1 ) sellado para protegerlo de las cond iciones am bientales.

Cuando la bobina ( 12) del accionador electromagnético se energiza a través del sistema de control al impulsar el interruptor (8) negro en la caja (5) de control, con la fuente (9) de energ ía eléctrica adecuada ( 12VDC para este ejemplo), la luz roja (7) brillará y el pistón ( 1 0) metálico es atraído hacia abajo dentro de la cavidad de la bobina , lo cual compacta el resorte (1 3) dentro de la cavidad de la bobina , y dispara al mismo tiempo el sistema (3) de liberación de bola para em pezar la prueba.

La modalidad antes descrita, representa una ventaja para los formuladores de adhesivos, los productores de cintas y etiq uetas sensibles a la presión y para los usuarios finales , que tienen la necesidad de medir el desempeño de adhesión bajo condiciones diferentes a las condiciones estandarizadas que existen en los laboratorios. En consecuencia, es posible reproducir la evaluación de adhesión por bola rodante con el uso de pequeñas cámaras acondicionadas como hornos de laboratorio, cámaras térmicas y equipo similar, el cual permite al formulador simular las condiciones especiales que son requeridas para ciertas aplicaciones finales específicas, al introducir la rampa dentro de estas pequeñas cámaras y disparar en forma remota, el accionador remoto electromecánico integrado en la misma, desde el exterior de la cámara cerrada.

La modalidad como se usa se muestra en la Figura 3, esto es, montada sobre una muestra de la cinta o etiqueta ( 14) sensible a la presión con la cara del adhesivo confrontada hacia arriba. La bola metálica está colocada como se indica en la Figura 3, se estabiliza por el sistema (2) de accionamiento, la fuente de energ ía está conectada con la fuente AC en el laboratorio y se lleva a cabo la prueba al impulsar el interruptor de botón en forma momentánea. La adhesión es inversamente proporcional a la d istancia recorrida por la bola metálica .

El uso de la modalidad antes descrita genera ahorros considerables al evitar el requerimiento de invertir en la construcción de un cuarto específico con todo el equipo complementario para controlar las cond iciones extremas de temperatura y h umedad para llevar a cabo la prueba. Los ahorros adicionales son provocados por los ahorros de energ ía durante la operación de un cuarto de tamaño grande.