ES2226033T3

ES2226033T3 - Perfiles compuestos de aluminio y resina y metodo para su produccion.

Info

Publication number: ES2226033T3
Application number: ES98110476T
Authority: ES
Inventors: Masatake Tsuboi; Masaki Wakabayashi; Norio Shioda; Shigeo Irie; Masaaki Iwakura; Toshiyuki Shoji
Original assignee: YKK AP Inc
Current assignee: YKK AP Inc
Priority date: 1997-06-11
Filing date: 1998-06-08
Publication date: 2005-03-16
Anticipated expiration: 2018-06-08
Also published as: DE69826064T2; JPH112072A; JP3400298B2; ID21300A; KR100284645B1; US6500550B1; EP0884112A3; EP0884112A2; US6143372A; KR19990006884A; EP0884112B1; DE69826064D1

Abstract

LA INVENCION SE REFIERE A UN PERFIL MIXTO DE RESINA-ALUMINIO, ESPECIALMENTE A UN PERFIL DE ALUMINIO TERMOAISLANTE (10) QUE TIENE UNA PIEZA FORMADA POR UNION DE DOS ELEMENTOS LAMINARES LATERALES (2A, 2B) DE UN PERFIL DE ALUMINIO (1) FORMADO A PARTIR DE UN MATERIAL DE RESINA (5). ASIMISMO, SE DESCRIBE UN METODO DE PRODUCCION DE DICHO PERFIL Y UN APARATO, ESPECIALMENTE UN APARATO DE TRATAMIENTO POR DESCARGA, UTILIZADO PARA LA PRODUCCION DE DICHO PERFIL. SE EFECTUA UN TRATAMIENTO DE DESCARGA SOBRE LA SUPERFICIE DE LA PARTE DE UN PERFIL DE ALUMINIO REVESTIDO, DESTINADO A LA UNION CON RESINA, Y SE UNE UN MATERIAL DE RESINA A DICHA PARTE. CUANDO EL PERFIL TIENE UN ENTRANTE (3, 4) QUE SE QUIERE RELLENAR CON RESINA, EL TRATAMIENTO DE DESCARGA SE REALIZA EN LA SUPERFICIE INTERNA DEL ENTRANTE (3, 4) Y DICHO ENTRANTE SE RELLENA CON EL MATERIAL DE RESINA (5). DURANTE LA PRODUCCION DEL PERFIL TERMOAISLANTE (10), UNA VEZ QUE EL MATERIAL DE RESINA ES RELLENADO EN EL ENTRANTE TRATADO POR DESCARGA (3, 4), SECORTA LA PARTE DEL PERFIL QUE FORMA EL ENTRANTE (3A, 4A).

Description

Perfiles compuestos de aluminio y resina y método para su producción.

Antecedentes de la invención 1. Campo de la invención

La presente invención se refiere a una técnica para la unión entre un perfil de aluminio y un material resínico, y más particularmente a perfiles compuestos de aluminio y resina que presentan un material resínico unido a un perfil de aluminio, especialmente perfiles de aluminio termoaislantes cuyas partes unidas de elementos laminares laterales opuestos de un perfil de aluminio están formadas con un material resínico, un método para la producción de los perfiles, y un aparato, particularmente un aparato de tratamiento con descarga para su uso en la producción de los perfiles.

La expresión "perfil[es] de aluminio" se emplea en la presente para expresar las formas o secciones de aluminio o de una aleación de aluminio conformadas en forma continua (denominadas en adelante simplemente "perfil[es]") y la expresión "perfil[es] compuesto[s] de aluminio y resina" se emplea para expresar el concepto que abarca las formas o secciones de aluminio termoaislantes (denominadas en adelante simplemente "perfil[es] termoaislante[s]").

2. Descripción de la técnica anterior

Los perfiles compuestos que presentan un material resínico unido a la superficie o rebajo de un perfil se han venido empleando en distintos campos técnicos porque son ligeros y son excelentes en cuanto a su durabilidad, resistencia, o similar. Particularmente, en el campo técnico de la construcción, se emplean cada vez más hojas que se proporcionan bien en el exterior o bien en el interior de un edificio con una parte desechable de papel doble de puerta corrediza con vistas a proporcionar un aislamiento contra el calor, reducir los ruidos e impedir la condensación del rocío. Los perfiles termoaislantes se emplean en los marcos de tales hojas.

Se dota el perfil termoaislante entre sus elementos laminares laterales opuestos de una parte unida formada de resina sintética y, en esta estructura, se permite tener los elementos laminares laterales opuestos unidos formando una sola pieza por la fuerza adhesiva del material resínico y, debido a la intervención del material resínico entre los elementos laminares opuestos, puede manifestar las funciones de proporcionar aislamiento térmico, reducción de ruidos y prevención de la condensación del rocío. En calidad del material resínico antes mencionado, se emplea por lo general una resina poliuretánica dura espumable tal como se da a conocer, por ejemplo, en la solicitud de patente japonesa publicada, KOKAI (publicación adelantada) nº 54-19.537.

Por lo general, en la producción del perfil termoaislante, se inyecta un material resínico uretánico hasta la capacidad en un rebajo previsto entre los elementos laminares laterales opuestos recubiertos de un perfil y que se desea se llene con una resina y a continuación se corta la porción del perfil que forma el rebajo de modo que los elementos laminares laterales opuestos quedan unidos uno al otro únicamente con la resina uretánica.

No obstante, puesto que la fuerza adhesiva producida por la resina uretánica no es suficiente, es probable que la resina y el perfil se separen por exfoliación. Una vez se ha producido la separación de esta índole, el perfil adolece del problema de chirriar cuando se deforma bajo una fuerza externa y de delatar también la deficiente resistencia. Además, el perfil termoaislante comporta los problemas de durabilidad tales como provocar el encogimiento de la resina uretánica después de un uso extendido, tendente a inducir el fenómeno de producir un escalón en el extremo de tope (discernible mediante un ensayo de ciclos repetidos de enfriamiento y calentamiento), y la posible formación de grietas en la cara de unión e inducir goteras de agua de lluvia a través de las grietas. Al efecto de compensar la deficiencia de fuerza adhesiva de la resina uretánica, se han propuesto hasta ahora medidas tales como aplicar una capa de imprimación a la superficie interna del rebajo en el perfil que se desea llenar con resina o formar mecánicamente una multiplicidad de partes de uña en la superficie interna. Estas medidas, no obstante, comportan tratamientos muy costosos, requieren la introducción de dispositivos costosos y adolecen de una baja productividad. Estos tratamientos no se realizan fácilmente de manera uniforme sobre la superficie interna del rebajo, particularmente cuando una parte formadora de orificio para un tornillo sobresale en el rebajo. Además, los métodos y dispositivos que se especifican en los preámbulos de las reivindicaciones 1 y 10 anexas, respectivamente, se dan a conocer en los documentos US-A-3451871 y EP-A-0372634.

Sumario de la invención

Es, por lo tanto, un objeto de la presente invención desarrollar una técnica para mejorar la fuerza adhesiva que se ha de generar entre un perfil y una resina mediante un método relativamente sencillo y poco costoso y, por lo tanto, permitir la fabricación de los perfiles compuestos o perfiles termoaislantes que presenten un perfil y una resina unidos firmemente uno a la otra a bajo coste y con elevada eficacia.

Particularmente, la presente invención tiene por objeto la provisión de los perfiles compuestos, especialmente los perfiles termoaislantes, que permitan un tratamiento fácil del rebajo que se desea llenar con resina incluso cuando una parte formadora de orificio para tornillo sobresale en el rebajo, producir una elevada fuerza adhesiva entre un perfil y una resina, impedir que el perfil chirríe incluso al ser expuesto a una fuerza externa, exhibir una elevada resistencia, presentar una fuerte resistencia al encogimiento de la resina, comportar virtualmente ningún fenómeno de la producción de un escalón en el extremo de tope, y ser excelente en durabilidad suficiente para resistir un uso prolongado, así como un método altamente eficiente para su fabricación.

Otro objeto de la presente invención es desarrollar un aparato, particularmente un electrodo para un aparato de tratamiento con descarga, que pueda emplearse ventajosamente para el método arriba descrito.

Para conseguir los objetos arriba descritos, la presente invención en su aspecto básico proporciona un método para la producción de un perfil compuesto con resina según se especifica en la reivindicación 1 anexa. Cuando el perfil presenta un rebajo que se desea llenar con resina, se realiza el tratamiento con descarga en la superficie interna del rebajo y el rebajo tratado con descarga se llena con el material resínico.

La adopción de este método equivale a la provisión de un perfil compuesto con resina que lleva un material resínico unido firmemente y en una sola pieza a la porción tratada con descarga de la superficie recubierta del perfil.

El perfil destinado a su empleo efectivo para la presente invención puede ser un perfil provisto de un recubrimiento pelicular formado por un tratamiento de cobertura sobre la superficie de un perfil de aluminio o de una aleación de aluminio, habitualmente un perfil extrudido, o un perfil que lleva formada en él una película compuesta que comprende una película de óxido anódica, una película de óxido coloreada o película de conversión química y un recubrimiento pelicular superpuesto en ella. De esta manera, un perfil dotado en su superficie de un recubrimiento pelicular es utilizable invariablemente para la presente invención. El tratamiento de cobertura involucrado en la presente puede realizarse mediante cualquiera de los métodos hasta ahora conocidos tales como, por ejemplo, recubrimiento por electrodeposición, recubrimiento por inmersión, y recubrimiento electroestático.

De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, se proporciona un método para la producción de un perfil termoaislante caracterizado por la realización de un tratamiento con descarga sobre la superficie interna de un rebajo dispuesto entre elementos laminares laterales opuestos de un perfil recubierto y destinado a llenarse con resina, verter un material resínico en el rebajo tratado con descarga, y a continuación cortar la porción del perfil que forma el rebajo, obteniendo con ello un perfil termoaislante cuyos elementos laminares laterales opuestos están unidos uno al otro en una sola pieza con el material resínico vertido según se ha descrito arriba. Cuando el perfil antes mencionado presenta por lo menos dos rebajos dispuestos entre los elementos laminares laterales opuestos y destinados a llenarse con resina, el tratamiento con descarga y el llenado con el material resínico se realizan en el interior de uno primero de los rebajos y a continuación la porción del perfil que forma el otro rebajo se corta cuando la porción del perfil que forma el rebajo arriba mencionado se corta posteriormente, se sobrepone una lámina de resina sobre la porción cortada del otro rebajo para cerrar esta porción cortada, y posteriormente se realizan el tratamiento con descarga y el vertido del material resínico en el interior del otro rebajo, según se especifica en la reivindicación 3 anexa.

La adopción de este método da como resultado la provisión de un perfil termoaislante que presenta la parte unida de los elementos laminares laterales opuestos de un perfil recubierto, estando la parte unida (elemento de unión) formada de un material resínico unido firmemente y en una sola pieza a las porciones tratadas con descarga de las superficies opuestas de los elementos laminares laterales opuestos.

Breve descripción de los dibujos

Otros objetos, características y ventajas de la invención se harán evidentes de la siguiente descripción leída conjuntamente con los dibujos, en los cuales:

Las Figuras 1A a 1F inclusive son diagramas explicativos esquemáticos que muestran un procedimiento para la producción de un perfil termoaislante según el método de la presente invención;

la Figura 2 es una vista en perspectiva parcial que muestra un ejemplo de una hoja de ventana de aluminio formada mediante el ensamblaje de perfiles termoaislantes de distintas estructuras;

la Figura 3 es una vista en sección transversal parcial de un perfil termoaislante que presenta una parte formadora de orificio para un tornillo;

la Figura 4 es una vista en sección transversal que muestra el estado en el cual se inserta un electrodo para el tratamiento con descarga en una cavidad de vertido del marco inferior;

las Figuras 5 a 9 inclusive son vistas en perspectiva que muestran distintos tipos de electrodo; mostrando la Figura 5 un electrodo configurado como varilla redonda, la Figura 6 un electrodo configurado como placa, la Figura 7 un electrodo configurado como disco, y la Figura 8 y la Figura 9 electrodos de otras configuraciones;

la Figura 10 es una vista en perspectiva parcial que muestra un ejemplo de un dispositivo de tratamiento con descarga corona;

la Figura 11 es una vista en perspectiva que muestra un ejemplo de un dispositivo para ajustar la posición de un electrodo.

la Figura 12 es una vista en perspectiva parcial que muestra el estado en el cual se inserta un electrodo con forma de placa en una cavidad de vertido de un perfil;

la Figura 13 es una vista en perspectiva parcial que muestra el estado en el cual se inserta un electrodo con forma de disco en una cavidad de vertido de un perfil;

la Figura 14 es una vista en perspectiva parcialmente en sección que muestra el estado en el cual se vierte resina en una cavidad de vertido de un perfil;

las Figuras 15 a 17 inclusive son gráficas que muestran los cambios en la cantidad de grupos funcionales en la superficie de un recubrimiento pelicular antes y después de que varios perfiles recubiertos hayan sido sometidos a un tratamiento con descarga; y

la Figura 18 es una gráfica que muestra el cambio en la razón de encogimiento de una resina uretánica hallada mediante un ensayo de ciclos repetidos de enfriamiento y calentamiento realizados sobre distintos tipos de perfiles termoaislantes.

Descripción detallada de la invención

La producción de un perfil compuesto o perfil termoaislante según la presente invención se caracteriza básicamente por aumentar la resistencia adhesiva entre la resina y un perfil mediante la realización de un tratamiento con descarga previo sobre la superficie recubierta de la porción de unión de resina de un perfil o la superficie interna recubierta de un rebajo formado en el perfil y destinado a llenarse con resina. Cuando se realiza el tratamiento con descarga de esta índole, se rompen los enlaces químicos entre las moléculas de la resina que forman un recubrimiento pelicular sobre la superficie del perfil y se forman grupos funcionales hidrófilos libres tales como, por ejemplo, -OH, -COOH, =NH, - NH2, -SH, -SOH, o -NHCO-, en función de la clase de material cubriente empleado, por la energía de la descarga o electrones liberados, con el resultado de que la resina presente en la superficie del recubrimiento pelicular adquirirá una humectabilidad mejorada. Es concebible también que el ozono generado por la descarga eléctrica active la superficie del recubrimiento pelicular y mejore la afinidad de la superficie hacia la resina. Estas acciones mejoran marcadamente la resistencia adhesiva entre la resina y el perfil e, incluso en el perfil termoaislante de una estructura del tipo en la cual sus elementos laminares laterales opuestos quedan unidos uno al otro únicamente con un material resínico interpuesto entre ellos, permiten una unión integral con una resistencia adhesiva notablemente elevada. El propio perfil termoaislante, por lo tanto, adquiere una resistencia mejorada, evita chirriar al verse expuesto a una fuerza externa, ofrece una elevada durabilidad para resistir el encogimiento de la resina durante un uso prolongado, y no comporta virtualmente ninguna posibilidad de formar un escalón en el extremo de tope. Particularmente, cuando el material resínico que se ha de emplear para el llenado es una resina como una resina uretánica que está formada por isocianato y poliol y por lo tanto dotada de un grupo funcional capaz de reaccionar con el grupo funcional libre que se ha de formar sobre la superficie de un recubrimiento pelicular en consecuencia del tratamiento con descarga antes mencionado, la reacción entre estos grupos funcionales mejora la resistencia adhesiva en sumo
grado.

El recubrimiento pelicular en la superficie del perfil sólo ha de ser capaz de formar un grupo funcional hidrófilo como el arriba mencionado en consecuencia del tratamiento con descarga. Como ejemplos concretos del recubrimiento pelicular que responde a esta descripción, pueden citarse las películas cubrientes que resultan de la aplicación de un material cubriente de resina acrílica, un material cubriente de resina de acrilmelamina, un material cubriente de poliéster, un material cubriente de poliuretano, un material cubriente de resina de melamina, un material cubriente de resina de acrilsilicona (que tiene dos o más átomos de flúor ligados a un grupo silano) mediante un método de recubrimiento tal como la electrodeposición, la inmersión o el recubrimiento electroestático.

En contraste, en calidad del material resínico que se ha de unir a un perfil o llenarlo, pueden emplearse distintas clases de resinas termoaislantes tales como, por ejemplo, las resinas uretánicas o resinas epoxi del tipo que se solidifican en frío, o resinas acrílicas del tipo de fotofijación. Entre otras resinas termoaislantes mencionadas arriba, resultan ser particularmente ventajosas las resinas uretánicas que posean una flexibilidad apropiada a temperaturas ambiente normales o en una gama de bajas temperaturas y retengan una resistencia y rigidez apropiada en una gama de elevadas temperaturas.

Como ejemplos concretos del método para realizar el tratamiento con descarga, pueden citarse (1) un método que comprende realizar una descarga con corona sobre un recubrimiento pelicular dada a temperatura ambiente normal y a presión normal, efectuando con ello un tratamiento superficial de el recubrimiento pelicular (tratamiento con descarga corona), (2) un método que comprende realizar una descarga incandescente sobre un recubrimiento pelicular dada bajo vacío, tratando con ello la superficie de el recubrimiento pelicular (tratamiento iónico), y (3) un método que comprende sellar un recubrimiento pelicular dada bajo vacío que contiene trazas de un monómero y un gas inerte y realizar una descarga incandescente sobre el recubrimiento pelicular para producir una modificación superficial de el recubrimiento pelicular (tratamiento con plasma). Estos métodos son capaces invariablemente de modificar la superficie del recubrimiento pelicular de un perfil en virtud de la energía eléctrica. Entre los otros métodos mencionados arriba, resulta particularmente ventajoso el método de tratamiento con descarga corona que puede realizarse con bastante sencillez a temperatura ambiente normal y a presión normal con un bajo coste. Se conocen tres tipos generales de los dispositivos de tratamiento disponibles para el tratamiento con descarga corona, o sea, el sistema de chispa, un sistema de tubo de vacío y un sistema de estado sólido. Para el tratamiento con descarga contemplado por la presente invención, puede adoptarse efectivamente cualquiera de estos sistemas.

Se prefiere que se establezcan las condiciones para el tratamiento con descarga de modo la superficie de el recubrimiento pelicular de un perfil tratado con descarga registre una tensión superficial no inferior a 45 dinas/cm o haga que 5 \mum de una gota de agua vertida sobre ella se esparza sobre un área no inferior a 3,5 mm, preferentemente no inferior a 3,7 mm de diámetro. Estas condiciones pueden ajustarse, por ejemplo, estableciendo apropiadamente la velocidad de transporte del perfil o la magnitud del voltaje de descarga u otras condiciones de la descarga.

Ahora se describirá a continuación la presente invención de forma más específica con referencia a los dibujos anexos.

Las Figuras 1A a 1F inclusive muestran un ejemplo del procedimiento a realizar cuando se aplica el método de la presente invención a la producción de un perfil termoaislante. En primer lugar, como se muestra en la Figura 1A, se inserta un electrodo 20 para el tratamiento con descarga en uno (3) de dos rebajos 3 y 4 de llenado con resina (en adelante denominadas "cavidades de vertido") dispuestos entre elementos laminares laterales opuestos 2a y 2b de un perfil recubierto 1 de manera para interconectar los elementos laminares 2a y 2b y se acciona en él para realizar un tratamiento con descarga en la superficie interna de la cavidad de vertido 3. A continuación, como se muestra en la Figura 1 B, se vierte una resina 5 en la cavidad de vertido 3 tratada por descarga y se deja solidificar en ella. Y se vuelve el perfil 1 boca abajo. Mediante el empleo de una herramienta de corte apropiada (no mostrada), se corta una parte de una porción inferior 4a del lado correspondiente a la otra cavidad de vertido 4, según se aprecia en la Figura 1 C y, al mismo tiempo se corta de igual manera una parte de la porción inferior 3a de la otra cavidad de vertido 3. (A propósito, cuando el perfil 1 posea sólo una cavidad de vertido 3, se puede insertar la herramienta de corte a través de una abertura en el lado correspondiente a la porción inferior 3a y manipularse para cortar una parte de la porción inferior 3a.)

A continuación, como se muestra en la Figura 1 D, se aplica una lámina de resina 6 firmemente a la porción inferior 4a de la otra cavidad de vertido 4 para cubrir la parte abierta cortada 4b. Pueden emplearse distintos tipos de lámina de resina sintética en calidad de la lámina de resina 6. Se prefiere que esta lámina de resina 6 sea una lámina de poliéster que posea bastante rigidez y forme grupo funcional hidrófilo libre como - 000H en consecuencia del tratamiento con descarga. El grosor de esta lámina de resina 6 que es apropiado para la presente invención se halla por lo general en el rango aproximado de 150 - 180 \mum en función de la clase de lámina de resina que se vaya a emplear. A continuación, como se aprecia en la Figura 1 E, el electrodo 20 para el tratamiento con descarga se inserta en la otra cavidad de vertido 4 y se acciona para realizar un tratamiento con descarga sobre las superficies de la cavidad de vertido 4 y de la lámina de resina 6. Posteriormente, al verter la resina 5 en la cavidad de vertido 4 que ha experimentado el tratamiento con descarga según se describe arriba y dejar que la resina se solidifique en ella, se obtiene un perfil termoaislante 10 cuyos elementos laminares laterales opuestos 2a, 2b están unidos firmemente y en una sola pieza entre sí con un par de partes unidas formadas de la resina 5, como se aprecia en la Figura 1 F.

Alternativamente, el procedimiento del tratamiento con descarga puede realizarse primeramente en las cavidades de vertido superior e inferior 3 y 4 (realizando el tratamiento con descarga en la cavidad de vertido 3 según se aprecia en la Figura 1A, volcando a continuación el perfil 1 boca abajo, y realizando luego el tratamiento con descarga en la cavidad de vertido 4, por ejemplo) y las etapas de las Figuras 1 B, 1 C, 1 D, y 1 F pueden llevarse a cabo a continuación.

En el caso de un perfil dotado de tres cavidades de vertido, se fabrica en una estructura tal que se forma previamente una parte de abertura en la porción inferior de una de las cavidades de vertido opuestas. En esta cavidad de vertido, por lo tanto, el tratamiento con descarga y el llenado con resina puede realizarse de acuerdo con el procedimiento de las Figuras 1 D a 1 F inclusive antes mencionado.

La Figura 2 muestra parte de un ejemplo de una hoja de ventana de aluminio formada mediante el ensamblaje de perfiles termoaislantes de distintas estructuras producidas por el método arriba descrito. En el diagrama, la referencia numérica 11 representa un montante exterior de encuentro, 12 un carril inferior, 13 un marco inferior, y 14 un marco vertical, que son invariablemente estructuras termoaislantes que emplean la resina 5. Las referencias numéricas 15a y 15b representan cada una un vidrio de pared doble. Debido a la estructura de esta índole, la hoja de ventana de aluminio producida es excelente en la capacidad proporcionar un aislamiento frente al calor, en la capacidad de impedir la condensación del rocío, y en durabilidad. Además, puesto que los perfiles termoaislantes componentes son excelentes en la resistencia adhesiva con la resina, la hoja de ventana de aluminio no chirriará incluso cuando se ve expuesto accidentalmente a una fuerza externa.

La Figura 3 es una vista en sección transversal parcial que muestra un ejemplo de un perfil termoaislante 10a que presenta una parte formadora de orificio 8 para tornillo que sobresale en una cavidad de vertido 7 de modo similar en el carril inferior 12 mostrado en la Figura 2. Según el método de la presente invención, el tratamiento con descarga y el llenado con resina pueden realizarse fácilmente incluso en la cavidad de vertido 7 que está dotada de la parte formadora de orificio 8 para tornillo.

A propósito, una parte recortada 7b de una porción inferior 7a de la cavidad de vertido 7 en esta estructura suele considerarse una de las partes básicas de la parte formadora de orificio 8 para tornillo.

La Figura 4 muestra un ejemplo de la inserción de un electrodo de tratamiento con descarga 20a en una cavidad de vertido 9 del marco inferior 13 mostrado en la Figura 2. El electrodo de tratamiento con descarga 20a se muestra aquí forrado con un caucho de silicona 21.

El electrodo destinado a emplearse en el tratamiento con descarga puede adoptar distintas formas como se muestra en la Figura 5 a la Figura 9 inclusive.

La Figura 5 muestra un electrodo 20b con forma de una varilla redonda y la Figura 6 muestra un electrodo 20c con forma de placa. Estos electrodos presentan cada uno un hilo de conexión 23 de alta tensión fijado con un tornillo en su parte superior. La referencia numérica 22 representa un aislador de porcelana. La Figura 7 muestra un electrodo 20d con forma de disco. El electrodo 20d está fijado con capacidad de rotación a una cartela 25 por medio de un pasador 24 que lleva conectado a él el hilo de conexión 23 de alta tensión.

Un electrodo 20e mostrado en la Figura 8 presenta una estructura tal que una parte saliente 27 cuya sección transversal diverge en forma de la letra V está fijada a la porción terminal inferior de una parte de base 26 a modo de varilla que lleva conectado a ella el hilo de conexión 23 de alta tensión. La provisión de esta parte saliente 27 produce ventajas tales como impartir elasticidad a la porción relevante, facilitar la inserción del electrodo en la cavidad de vertido del perfil que se desplaza sobre el medio transportador, amortiguar la concentración de la descarga sobre las uñas (representadas por la referencia numérica 29 en la Figura 4, por ejemplo) que sobresalen en la cavidad de vertido, y asegurar una descarga fácil sobre toda la superficie interna de la cavidad de vertido.

Como material constituyente del electrodo, puede emplearse aluminio, acero inoxidable, hierro, o cobre, bien en una forma desprovista de recubrimiento, o en una forma forrada con un dieléctrico tal como caucho de silicona según se muestra en la Figura 4.

La Figura 9 muestra la estructura de un electrodo que puede emplearse muy ventajosamente para el método de la presente invención. Este electrodo 20f comprende una parte de base maciza 26a con forma de varilla redonda, una parte hueca 26b formada en la porción terminal inferior de la parte de base 26a, y una multiplicidad de hilos 28 cuyos extremos superiores están formados en haz, insertados en la parte hueca 26b, y fijados en ella por aplastamiento. Si bien la parte inferior de la parte de base 26a está doblada para poder insertarla con facilidad en la cavidad de vertido del perfil que se desplaza sobre el medio transportador, puede presentar una forma recta. Por lo general, un electrodo standard tiende a descargar la electricidad a través de su extremo delantero (parte de borde) en el transcurso de la descarga. El presente electrodo, debido a la incorporación del haz de una multiplicidad de hilos 28 a los efectos de la descarga, es efectivo para ampliar la zona de descarga, impedir la concentración de la descarga sobre las uñas que sobresalen en la cavidad de vertido, permitir que se produzca la descarga sobre toda la superficie interna (superficie inferior y superficies laterales) de la cavidad de vertido, y asegurar una mejora de la modificación superficial del recubrimiento pelicular que forma la superficie interna de la cavidad de vertido. El diámetro individual de los hilos 28, su cantidad y las posiciones de sus extremos delanteros pueden ajustarse apropiadamente de acuerdo con la forma en sección transversal, tamaño, etc. del rebajo (cavidad de vertido) sometido al tratamiento con descarga. En el caso del perfil termoaislante standard, es conveniente que el diámetro individual de los hilos no supere 1 mm, que se halle preferentemente en el rango de 0,1 - 0,7 mm, y que su cantidad no supere 100. Facultativamente, el hilo componente puede formarse trenzando hilos aún más delgados. En este caso, puesto que las partes extremas delanteras de los hilos se separan y dejan expuestas las partes extremas delanteras de un número mayor de hilos más delgados, permiten la descarga fácil de la electricidad. Puesto que los hilos componentes presentan además una elasticidad, disfrutan de la ventaja de recuperar su forma original perfectamente después del tratamiento con descarga que se realiza mientras deslizan en forma doblada sobre la superficie interna de la cavidad de
vertido.

La Figura 10 muestra esquemáticamente el estado en que se realiza un tratamiento con descarga corona sobre el perfil 1 que se desplaza sobre un dispositivo transportador 40 del tipo de rodillos transportadores.

El electrodo 20 está montado en una placa elevadora 30 por medio del aislador de porcelana 22 y la periferia del electrodo 20 está encerrada en una tapa de electrodo 31 hecha de resina sintética y montada en la placa elevadora 30. La referencia numérica 32 representa un ajustador de la separación del electrodo para ajustar la distancia entre el extremo delantero del electrodo 20 y el perfil 1. El dispositivo transportador 40 está dotado en su parte que se halla directamente por debajo del electrodo 20 de un rodillo motor metálico 41, que está conectado al lado de masa de un oscilador 33 de alta frecuencia. El electrodo 20 está conectado a un transformador 34 de alta tensión por medio del hilo de conexión 23 de alta tensión. Cuando se genera la descarga corona por la aplicación de una alta tensión entre el electrodo 20 insertado en la cavidad de vertido 1a del perfil 1 y el perfil 1 mantenido en contacto con el rodillo motor metálico 41, por lo tanto, se realiza de forma continua el tratamiento con descarga corona sobre la superficie interna de la cavidad de vertido 1a del perfil 1 que se desplaza sobre el dispositivo transportador 40. Los demás rodillos motores 42 empleados en el dispositivo transportador 40 son rodillos forrados de caucho. Si bien se ajusta apropiadamente la velocidad de desplazamiento del perfil, se prefiere que esté en el rango aproximado de 5 - 60 m/min. La fuente de energía de alta frecuencia para la descarga corona tiene una frecuencia que por lo general se halla en el rango de 8.000 -
35.000 Hz; preferentemente por debajo de 10.000 Hz, y una tensión no inferior a 0,5 kV, preferentemente no inferior a 3 kV.

A propósito, el tratamiento con descarga corona se efectúa a una alta frecuencia y a alta tensión. La parte de alta tensión, cuando se le acerca el cuerpo humano, presenta la posibilidad de emitir una chispa y quemar la piel del cuerpo humano. Para prevenir este accidente, el electrodo 20 y el rodillo motor metálico 41 están rodeados por un marco protector, que se omite de los dibujos por estar limitado el espacio. Cuando se efectúa la descarga corona al aire, emite O_{3}, y NO_{x} que ejercen efectos adversos sobre la salud del operario. La sala donde se realiza el tratamiento, por lo tanto, debe estar dotada de un conducto que se extienda al exterior de la sala para que el aire en ella pueda mantenerse limpio en todo momento. Alternativamente, el marco protector arriba mencionado puede reemplazarse por una caja protectora que esté adaptada para ventilar el interior de la sala.

La Figura 11 muestra esquemáticamente la estructura de un dispositivo ajustador 50 de la posición del electrodo. El dispositivo ajustador 50 de la posición del electrodo está dotado de un par de bases de soporte 51a y 51b dispuestas lateralmente, una mesa deslizante 55 montada de forma deslizante en las bases de soporte 51a y 51b, y un bastidor 60 en calidad de elemento de soporte que se yergue desde la parte marginal trasera de la mesa deslizante 55.

En los lados superiores de las bases de soporte 51a y 51b, unos carriles 52a y 52b están dispuestos perpendicularmente al dispositivo transportador arriba mencionado y paralelamente al rodillo motor metálico 41 centrados respecto de éste. En una parte lateral de la base de soporte 51b, un husillo roscado 53 dotado de mando 54 está dispuesto de forma rotativa según se aprecia en la Figura 11. En una parte lateral de la mesa deslizante 55, está fijado firmemente un elemento de tuerca 56 con rosca de bola adaptada para engranar con el husillo roscado 53 antes mencionado. En la parte central de la cara inferior de la mesa deslizante 55, está dispuesto con capacidad de rotación un árbol rotativo 57 paralelamente a los carriles 52a y 52b. Al extremo delantero del árbol rotativo 57, está montado un mando 58. En su extremo trasero está montado un piñón cónico 59. En la parte central del bastidor 60 que se yergue de la parte marginal trasera de la mesa deslizante 55, está dispuesto en dirección vertical un husillo roscado 61 para desplazar la placa elevadora verticalmente. Al extremo inferior del husillo roscado 61, está montado un piñón cónico 62 adaptado para engranar con el piñón cónico 59 del árbol rotativo 57 antes mencionado. En los lados delanteros de los marcos opuestos del bastidor 60, está dispuesto un par de barras de guía 63a y 63b lateralmente opuestas en la dirección vertical y separadas a una determinada distancia. Unos topes 64a y 64b están montados a la posición predeterminada de las barras de guía 63a y 63b. En el lado trasero de la parte vertical 30a de la placa elevadora 30 que lleva montado el electrodo (el electrodo 20f mostrado en la Figura 9 en la estructura mostrada en la Figura 11) por medio del aislador de porcelana 22, está dispuesto un elemento de tuerca 65 en su centro y un par de elementos de guía 66a y 66b está dispuesto a razón de uno en cada lado lateral, sobresaliente hacia atrás. El elemento de tuerca 65 engrana con el husillo roscado 61. Las barras de guía 63a y 63b antes mencionadas están insertadas a través de los agujeros pasantes verticales de los elementos de guía 66a y
66b.

Ahora se explicará a continuación el funcionamiento del dispositivo ajustador 50 de la posición del electrodo. En primer lugar, cuando se hace que el husillo roscado 53 gire con el mando 54, se produce el deslizamiento de la mesa deslizante 55 hacia delante y hacia atrás sobre los carriles 52a y 52b de las bases de soporte 51a y 51b por medio del elemento de tuerca 56 que está engranado con el husillo roscado 53. La mesa deslizante 55 está adaptada para asumir su posición vertical a una distancia predeterminada hacia abajo desde los rodillos motores 41 y 42 del dispositivo transportador 40 mostrado en la Figura 10. Una vez adelantada la mesa deslizante 55 hasta quedar posicionado el electrodo 20f sobre la trayectoria de transporte del perfil sobre el dispositivo transportador 40, se hace que el árbol rotativo 57 gire con el mando 58. Como resultado, el husillo roscado 61 se hace girar por medio del piñón cónico 62 engranado con el piñón cónico 59 en el extremo trasero del árbol rotativo 57. En consecuencia de este giro del husillo roscado 61, se hace que la placa elevadora 30 produzca un movimiento vertical por medio del elemento de tuerca 65 que está engranado con el husillo roscado 61. Se detiene el descenso de la placa elevadora 30 cuando el extremo inferior de su parte vertical 30a choca contra el tope 64a y 64b y ya no puede continuar. De esta manera, la posición más baja del electrodo 20f viene fijada por los topes 64a y 64b. Para ajustar la posición más baja cuando se sustituye el electrodo, los topes 64a y 64b pueden estar montados con capacidad de ajuste vertical en las barras de guía 63a y 63b.

Una vez ajustada la posición del electrodo 20f sobre el dispositivo transportador 40 de acuerdo con lo arriba descrito, se transporta el perfil 1 sobre el dispositivo transportador 40 según se muestra en la Figura 10 y entretanto se somete su cavidad de vertido 1a al tratamiento con descarga.

Facultativamente, las barras de guía 63a y 63b formadas con una longitud predeterminada pueden estar fijadas a la parte vertical 30a de la placa elevadora 30 y estas barras de guía pueden estar montadas con capacidad de desplazamiento vertical al bastidor 60 y adaptadas de modo que el descenso de la placa elevadora 30 puede detenerse cuando los extremos inferiores de las barras de guía chocan contra los lados superiores de la mesa deslizante 55. A los efectos de permitir el ajuste automático de las posiciones del electrodo 20f en la dirección anteroposterior cuando el perfil 1 que se desplaza sobre el dispositivo transportador 40 se desvía de la trayectoria de desplazamiento, un sensor de posición de perfil puede estar dispuesto en una posición predeterminada del dispositivo transportador 40 y un servomotor de c.a., por ejemplo, puede producir el giro del husillo roscado 53 en respuesta a una señal procedente del sensor para fijar el electrodo 20f en la posición correcta.

La Figura 12 y la Figura 13 muestran el estado en el cual se realiza el tratamiento con descarga sobre el perfil 1 que se transporta, respectivamente, estando el electrodo 20c configurado como placa según se aprecia en la Figura 6 y el electrodo 20d configurado como disco según se aprecia en la Figura 7 insertado en la cavidad de vertido 1a del perfil 1.

La cavidad de vertido 1a del perfil 1 que se ha sometido al tratamiento con descarga según se describe arriba se llena a continuación con resina según se aprecia en la Figura 14.

La Figura 14 muestra un ejemplo de la inyección de resina uretánica. Se suministran isocianato y poliol que se han transportado de forma neumática en una relación volumétrica de 1 : 1 desde sendos depósitos de almacenamiento (no mostrados) a una cámara de mezclado 70 y se agitan en ella con un rotor mezclador 71. La mezcla resultante se inyecta de forma continua a través de un tubo de inyección 72 en la cavidad de vertido 1a del perfil 1 que se transporta sobre el dispositivo transportador (Figura 10). Terminada la operación de inyección de resina, se limpia el interior de la cámara de mezclado 70 con un disolvente. Si bien se pueden establecer las condiciones para la inyección de la resina de manera apropiada en función de factores tales como el volumen interior de la cavidad de vertido, suele ser ventajoso fijar la velocidad de desplazamiento del perfil en el rango aproximado de 10 - 30 m/min., la velocidad de giro del rotor mezclador 71 en el rango aproximado de 3.000 - 5.000 vueltas/min., y la cantidad de la resina uretánica a verter en el rango aproximado de 1 - 5 litros/min. Puede ajustarse la posición del tubo de inyección 72 esencialmente de la misma manera que se ha descrito antes respecto del ajuste de la posición del electrodo.

Una vez solidificada la resina uretánica que se ha inyectado, se corta una parte de la porción inferior 1b de la cavidad de vertido 1a. Siendo esta práctica la misma que en la producción del perfil termoaislante convencional; se omitirá de la descripción dada a continuación.

Ahora, se describirá a continuación el perfil termoaislante fabricado de acuerdo con la presente invención con referencia a unos datos específicos.

Las muestras fabricadas en la presente son perfiles extrudidos de aluminio recubiertos de manera electroforética con tres clases de material cubriente acrílico, sometiendo sus cavidades de vertido a un tratamiento con descarga corona y llenándolas a continuación con resina uretánica.

Las Figuras 15 a 17 inclusive muestran cambios en la cantidad de grupos funcionales en la superficie de un recubrimiento pelicular antes y después del tratamiento con descarga; representando la Figura 15 los datos obtenidos de un material cubriente mate, la Figura 16 los datos obtenidos de un material cubriente mate blanco, y la Figura 17 los datos obtenidos de un material cubriente brillante. Como se observa claramente de los resultados analíticos mostrados en las Figuras 15 a 17 inclusive, el tratamiento con descarga dio como resultado un aumento conspicuo del grupo -COOH. Se puede explicar lógicamente esta mejora notable por suponer que el tratamiento con descarga da como resultado un corte de los enlaces estéricos de la resina acrílica. Los cambios habidos en la cantidad de grupos funcionales (eje vertical) mostrados en las Figuras 15 a 17 inclusive se obtienen haciendo que un reactivo, o sea el nitrato de plata respecto del -COOH, p-clorofenilisocianato respecto del -OH, o p-clorofenilhidracina respecto del -C = O, reaccione con la superficie de un recubrimiento pelicular dado, analizando a continuación el reactivo fijado sobre la superficie de el recubrimiento pelicular con ESCA (espectroscopia electrónica para análisis químicos) para determinar el elemento sensible a la ESCA (plata, cloro) del reactivo, y exponiendo las magnitudes de intensidad relativa de los picos (salida ESCA) en las curvas. Si bien se fija el reactivo sobre la superficie del recubrimiento pelicular cuando un grupo funcional capaz de reaccionar con el reactivo se halla presente en la superficie del recubrimiento pelicular, se elimina el reactivo fácilmente con un disolvente en ausencia de tal grupo funcional.

Antes y después del tratamiento con descarga, se vierte una gota de agua de 5 \mum sobre la superficie de un recubrimiento pelicular dado y se examina la superficie para determinar el área (diámetro) de la superficie cubierta con la película de agua extendida.

Los resultados se dan en la tabla siguiente.

TABLA

Clase de recubrimiento	Extensión de la humedad con gotas de agua (diámetro, mm)
peculiar	Sin realizar tratamiento con descarga	Tratamiento con descarga realizado
Material cubriente mate	2,8	3,7-3,8
Material cubriente brillante	2,9	3,9
Material cubriente mate blanco	2,7-2,8	3,7-3,8

Se desprende claramente de la tabla antes expuesta que en todos los recubrimientos peliculares, el tratamiento con descarga ensancha el área de extensión del agua, amplia la humectabilidad (hidrofilicidad) del recubrimiento pelicular, o mejora la tensión superficial. Luego, de los perfiles termoaislantes fabricados, se cortan probetas (50 X 43 mm = 2150 mm2, grosor de la resina uretánica de aproximadamente 6 mm, composición de la capa: lámina de aluminio recubierta electroforéticamente/resina uretánica/lámina de aluminio recubierta electroforéticamente) y se someten a una prueba de resistencia a la tracción. El ensayo se realiza después de dejar que la resina uretánica vertida en el perfil se cure durante 24 horas. En el ensayo, se aplica la tracción perpendicularmente a la superficie de la probeta a razón de 1 mm/min. Como resultado, se obtiene una resistencia máxima a la tracción de 311,3 kgf (material cubriente mate), de 363,7 kgf (material cubriente brillante), y de 449,2 kgf (material cubriente mate blanco) (invariablemente el valor medio de tres mediciones).

En un ensayo separado de resistencia al cizallado que se realiza manteniendo una de las láminas de aluminio electroforéticamente recubiertas fija y aplicando una carga a la otra lámina de aluminio electroforéticamente recubierta bajo la condición de régimen de cizallado de 1 mm/ min., se obtiene una resistencia máxima al cizallado de 305,7 kgf (material cubriente mate), de 594,5 kgf (material cubriente brillante), y de 477,8 kgf (material cubriente mate blanco) (invariablemente el valor medio de tres mediciones).

Se observa de los resultados de ensayo antes expuestos que el tratamiento con descarga aumenta positivamente la resistencia adhesiva del perfil y la resina.

Luego, se fabrican perfiles termoaislantes diseñados para constituir el marco vertical izquierdo, el marco vertical derecho, el marco superior, y el marco inferior de la misma manera que se describe antes, con o sin tratamiento con descarga. Se mantienen a 60ºC durante 16 horas, a 23ºC durante una hora, luego a -20ºC durante seis horas, y a continuación a 23ºC durante una hora, y posteriormente se devuelven a la primera retención a 60ºC durante 16 horas. Este ciclo de tratamiento térmico se repite mediante un ensayo repetitivo de enfriamiento-calentamiento. Los resultados se exponen en la Figura 18.

Se observa claramente de la Figura 18 que el tratamiento con descarga impide que la resina uretánica vertida se encoja después del ensayo repetitivo de enfriamiento-calentamiento antes mencionado. Los perfiles destinados al marco vertical izquierdo, al marco vertical derecho, al marco superior, y al marco inferior que se sometieron al tratamiento con descarga, registran resultados idénticos. La Figura 18, por lo tanto, muestra datos representativos.

Si bien se han dado a conocer en la presente ciertas formas de realización específicas, la invención puede reducirse a la práctica según otras formas específicas, sin separarse de su espíritu o características esenciales. Las formas de realización descritas, por lo tanto, han de considerarse en todos los respectos ilustrativas y no limitativas, indicándose el alcance de la invención por las reivindicaciones anexas antes bien que por la descripción que antecede y, por lo tanto, es la intención que todos los cambios que caigan dentro de la significación y gama de equivalencias de las reivindicaciones estén abarcadas por ellas.

Claims

1. Método para la producción de un perfil compuesto de aluminio y resina caracterizado porque comprende las etapas siguientes:

proporcionar un perfil de aluminio que lleva aplicada sobre él un recubrimiento pelicular, realizar un tratamiento con descarga en la superficie recubierta de una porción de dicho perfil destinada para su unión con resina, y

unir un material resínico a dicha porción tratada con descarga, caracterizado porque dicho recubrimiento pedicular está formado a partir de material resínico cubriente acrílico sintético capaz de formar un grupo funcional hidrófilo libre en consecuencia de dicho tratamiento con descarga, en el que la resina acrílica sintética que forma el recubrimiento pelicular contiene enlaces estéricos que se cortan por el tratamiento con descarga.

2. Método según la reivindicación 1, en el que dicho perfil de aluminio presenta por lo menos un rebajo destinado a llenarse con resina, dicho tratamiento con descarga se realiza sobre la superficie interna recubierta de dicho rebajo, y dicho material resínico se vierte en dicho rebajo tratado con descarga.

3. Método según la reivindicación 1, en el que dicho perfil de aluminio que lleva aplicado en él un recubrimiento pelicular comprende elementos laminares laterales opuestos y un rebajo dispuesto entre dichos elementos y destinado a llenarse con resina, y

dicho tratamiento con descarga se realiza en la superficie interna recubierta del rebajo de dicho perfil, comprendiendo dicho método además las etapas siguientes:

verter un material resínico en dicho rebajo tratado con descarga, y

cortar una porción del perfil de aluminio que forma dicho rebajo obteniendo con ello un perfil termoaislante cuyos elementos laminares laterales opuestos están unidos uno al otro en una sola pieza con dicho material resínico.

4. Método según la reivindicación 3, en el que dicho perfil de aluminio presenta por lo menos dos rebajos dispuestos entre elementos laminares laterales opuestos y adaptados para llenarse con resina, el tratamiento con descarga y el llenado con el material resínico se realizan en uno primero de dichos rebajos, a continuación la porción del perfil de aluminio que forma el otro rebajo se corta al mismo tiempo que se corta la porción del perfil de aluminio que forma dicho primer rebajo, se superpone una lámina de resina sobre la porción cortada de dicho otro rebajo para obturar dicha porción cortada, y a continuación se realizan el tratamiento con descarga y el llenado con resina dentro de dicho otro rebajo.

5. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que dicho recubrimiento pelicular se forma en dicho perfil de aluminio por al menos un método seleccionado del grupo consistente en el recubrimiento por electrodeposición, recubrimiento por inmersión, y recubrimiento electroestático.

6. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que dicho material resínico para el llenado es una resina uretánica formada substancialmente de isocianato y poliol y dicho perfil de aluminio presenta un recubrimiento pelicular formado a partir de un material cubriente capaz de formar un grupo funcional, que reacciona con isocianato, en consecuencia de dicho tratamiento con descarga.

7. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que la superficie recubierta de dicho perfil de aluminio se trata con descarga hasta que su energía superficial alcanza un nivel no inferior a 45 dinas/cm o la extensión de una gota de agua de 5 \mum vertida en ella alcanza un diámetro no inferior a 3,5 mm.

8. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que dicho tratamiento con descarga es un tratamiento con descarga corona.

9. Método según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 8, en el que dicha lámina de resina es de poliéster.

10. Perfil compuesto de aluminio y resina que comprende:

un perfil de aluminio que lleva aplicado a él un recubrimiento pelicular, habiéndose tratado con descarga por lo menos una parte de la superficie recubierta de dicho perfil, y

un material resínico unido a la parte tratada con descarga de dicho perfil de aluminio, caracterizado porque se puede obtener dicho perfil por el método según la reivindicación 1.

11. Perfil según la reivindicación 10, en el que dicho perfil de aluminio comprende elementos laminares laterales opuestos que llevan aplicado a ellos un recubrimiento pelicular, presentando cada uno de dichos elementos laminares laterales una parte tratada con descarga en su superficie recubierta opuesta, y

un elemento de unión que conecta dicho elemento lateral laminar, estando formado dicho elemento de unión en un material resínico unido en una sola pieza entre las partes tratadas con descarga de las superficies opuestas de dichos elementos laminares laterales opuestos.

12. Perfil según la reivindicación 11, en el que dicho perfil de aluminio presenta por lo menos un par de rebajos opuestos tratados con descarga formados respectivamente en la superficie opuesta de dichos elementos laminares laterales y dicho elemento de unión está unido a dichos rebajos.

13. Perfil según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, en el que dicho material resínico es una resina uretánica formada substancialmente de isocianato y poliol y dicho perfil de aluminio presenta un recubrimiento pelicular formado a partir de un material cubriente capaz de formar un grupo funcional, que reacciona con isocianato, en consecuencia de un tratamiento con descarga.