Un método de formar un producto abrasivo revestido, que comprende:

mezclar una formulación de agentes aglutinantes con granos abrasivos, para formar una suspensión de abrasivo, comprendiendo la formulación de agentes aglutinantes una mezcla de unos componentes aglutinantes primero y segundo, en que el primer componente aglutinante es curable por radiaciones y el segundo componente aglutinante es curable térmicamente y comprende un polvo que actúa para modificar las propiedades reológicas de la suspensión de abrasivo;

revestir un substrato con la suspensión de abrasivo para formar un producto intermedio revestido que tiene una capa de abrasivo;

irradiar el producto intermedio revestido para curar a la primera combinación aglutinante;

tratar térmicamente el producto intermedio revestido para curar a la segunda combinación aglutinante

Procedimiento para formar un producto abrasivo revestido.

Antecedentes

El presente invento se dirige en términos generales a métodos para formar productos abrasivos revestidos, y en particular a procedimientos para formar productos abrasivos revestidos y a los productos que resultan a partir de ellos, que emplean una formulación de agentes aglutinantes que tiene múltiples rutas para curarse.

Los productos abrasivos revestidos incluyen fundamentalmente un substrato o miembro de respaldo, que sirve como un componente dimensionalmente estable, sobre el cual se deposita una capa que contiene un abrasivo. En los productos abrasivos revestidos tradicionales, unos granos abrasivos de la capa de abrasivo se adhieren al miembro de respaldo mediante uso de una capa de revestimiento de imprimación, que es una composición aglutinante adhesiva destinada a anclar los granos abrasivos, tal como han sido depositados. De un modo sumamente típico, el tratamiento continúa con la deposición de una capa de revestimiento de encolado, que presta integridad estructural a la capa de abrasivo. En el contexto de los tradicionales abrasivos revestidos, los granos abrasivos son orientados generalmente de una manera aleatoria y forman una capa bastante uniforme.

Unos abrasivos elaborados técnicamente o estructurados han sido desarrollados para proporcionar un rendimiento mejorado con respecto a los tradicionales productos abrasivos revestidos. Los abrasivos estructurados utilizan también generalmente un miembro de respaldo, pero la capa de abrasivo es depositada con el fin de formar un modelo previamente configurado. Dichos abrasivos estructurados exhiben generalmente unas características de rectificación acrecentadas con respecto a los productos abrasivos convencionales, tales como la de proporcionar un régimen mantenido de eliminación de material, un acabado superficial consistente y una vida prolongada de uso.

En el contexto tanto de los abrasivos revestidos tradicionales como de los abrasivos estructurados, se han usado agentes aglutinantes curables térmicamente con el fin de adherir la capa de abrasivo al miembro de respaldo o substrato, así como para estabilizar a los granos abrasivos. Sin embargo, un curado térmico adolece de numerosas desventajas, que incluyen, con frecuencia, unos tiempos de curado prolongados, que dan como resultado un desplazamiento indeseado de la posición de los granos abrasivos. Particularmente en el contexto de los abrasivos estructurados, el modelo de granos se puede desorganizar durante cambios reológicos de la formulación de agentes aglutinantes, durante el calentamiento y/o durante la manipulación del abrasivo estructurado antes del tratamiento térmico o durante el mismo.

En un esfuerzo de solventar dichas desventajas, se han desarrollado los denominados sistemas aglutinantes curables por radiaciones, que permiten ventajosamente unos cortos ciclos de curado. Dichos agentes aglutinantes curables por radiaciones incluyen unos agentes aglutinantes curables por rayos UV (ultravioletas) así como unos agentes aglutinantes curables por haces de electrones. Sin embargo, los agentes aglutinantes curables por radiaciones no carecen tampoco de sus propias desventajas. Por ejemplo, particularmente en el caso de unos abrasivos basados en carburos de silicio es limitada la profundidad de penetración de la radiación. Además, los colorantes presentes dentro de la formulación de agentes aglutinantes pueden causar asimismo unos sucesos de penetración de las radiaciones, dando como resultado un curado incompleto.

En un esfuerzo de arreglar las características de tratamiento y de rendimiento, que están asociadas con los conocidos abrasivos revestidos, y en particular con los abrasivos estructurados, las patentes de los EE.UU. 5.863.306 y 5.833.724 describen diversos abrasivos revestidos que se han formado utilizando una formulación de agentes aglutinantes que combina unos componentes curables por radiaciones y unos componentes curables térmicamente. Durante el tratamiento, la viscosidad es modificada mediante el uso de un polvo funcional, que es añadido a un producto intermedio revestido antes de curar. El polvo funcional está destinado a ajustar una cierta viscosidad del producto intermedio, con el fin de retener la integridad estructural durante el tratamiento, de manera tal que su forma elaborada técnicamente sea mantenida antes del curado y durante el mismo. Además, la patente de los EE.UU 6.228.133 describe un método de revestimiento con polvos, que está basado en el objetivo de proporcionar unos revestimientos de polvos que pueden ser aplicados sin usar ningún disolvente y, por consiguiente, para orillar unas medidas adicionales tales como los controles de las emisiones, los procesos de manipulación de los disolventes, la recuperación de los disolventes, etc. De acuerdo con este documento, el método para formar un artículo abrasivo comprende la formación de una mezcla en forma de partículas por incorporación de una pluralidad de partículas abrasivas dentro de la mezcla de unión, que se deriva de un precursor de aglutinante sólido exento de disolvente. De acuerdo con las siguientes operaciones, la mezcla en forma de partículas es depositada sobre una superficie del artículo abrasivo. El precursor de aglutinante es luego licuado por calentamiento para formar una capa fundida sobre la superficie. De acuerdo con la última operación, la capa fundida se solidifica para unir a las partículas abrasivas.

A pesar de los avances proporcionados en la especialidad, tal como se ilustra en las patentes '306, '724 y '133 por ejemplo, continúa existiendo una necesidad de unos abrasivos revestidos de superior calidad y de métodos para formarlos, y que además se presten por su parte a operaciones de producción a gran escala.

Sumario

De acuerdo con el presente invento, un método de formar un producto abrasivo revestido incluye mezclar una formulación de agentes aglutinantes con unos granos abrasivos para formar una dispersión de abrasivo, incluyendo la formulación de agentes aglutinantes una mezcla de unas combinaciones aglutinantes primera y segunda. La primera combinación aglutinante es curable por radiaciones, y la segunda combinación aglutinante está generalmente en forma de polvo, y es curable térmicamente. El proceso continúa con la operación de revestir un substrato con la dispersión de abrasivo para formar un producto intermedio revestido, y llevar a cabo operaciones de curado. El curado se lleva a cabo irradiando el producto intermedio revestido para curar a la primera combinación aglutinante, y tratando térmicamente el producto intermedio revestido para curar a la segunda combinación aglutinante.

Breve descripción de los dibujos

El presente invento se puede entender mejor, y sus numerosos/as objetos, características y ventajas se pueden hacer evidentes para los expertos en la especialidad haciendo referencia a los dibujos anejos.

La Fig. 1 ilustra un diagrama esquemático básico y un flujo de procesos para formar un producto abrasivo revestido estructurado de acuerdo con una forma de realización del presente invento.

La Fig. 2 ilustra una vista en sección transversal de un producto abrasivo revestido, formado por el método del presente invento.

Las Figs. 3-5 ilustran unas vistas en perspectiva de varios productos abrasivos revestidos, formados por el método del presente invento.

El uso de los mismos símbolos de referencia en diferentes dibujos indica casos similares o idénticos.

Descripción de las formas de realización

Se proporciona un producto abrasivo revestido, que incluye generalmente un substrato y una capa de abrasivo situada sobre el substrato. La capa de abrasivo incluye unos granos abrasivos y un agente aglutinante, siendo formado el agente aglutinante a partir de una formulación de agentes aglutinantes. En una forma de realización particular, la formulación de agentes aglutinantes incluye unas combinaciones aglutinantes primera y segunda, que se mezclan conjuntamente de una manera uniforme con los granos abrasivos. Típicamente, el primer agente aglutinante es curable por radiaciones, y el segundo agente aglutinante está formado por un polvo, y es curable térmicamente. Cada uno de los agentes aglutinantes primero y segundo puede tener solamente una única ruta para curarse. Esto es, cada agente aglutinante puede ser mono-curable, de manera tal que solamente se puede usar una única metodología de curado para curar la combinación aglutinante particular. Por...

1. Un método de formar un producto abrasivo revestido, que comprende:

2. El método de la reivindicación 1, en el que el primer componente aglutinante es curable mediante por lo menos una radiación tomada entre rayos UV, microondas y haces de electrones.

3. El método de la reivindicación 1, en el que el primer componente aglutinante comprende una mezcla de combinaciones aglutinantes curables por rayos UV.

4. El método de la reivindicación 1, en el que los granos abrasivos comprenden por lo menos un material tomado entre el conjunto que consiste en alúmina, óxido de zirconio, carburo de silicio, granate, diamante, nitruro de boro cúbico, y combinaciones de éstos.

5. El método de la reivindicación 4, en el que los granos abrasivos comprenden alfa alúmina.

6. El método de la reivindicación 1, en el que la formulación de agentes aglutinantes comprende además un agente de acoplamiento.

7. El método de la reivindicación 6, en el que los granos abrasivos son tratados con el agente de acoplamiento antes de mezclarlos con un resto de la formulación de agentes aglutinantes.

8. El método de la reivindicación 6, en que el agente de acoplamiento comprende un organosilano o un organotitanato.

9. El método de la reivindicación 8, en el que el agente de acoplamiento comprende un amino silano o metacriloxi silano.

10. El método de la reivindicación 1, en el que el substrato comprende un componente tomado del conjunto que consiste en películas poliméricas, materiales celulósicos y telas.

11. El método de la reivindicación 10, en el que los materiales celulósicos incluyen papel, y las telas incluyen substratos de algodón y de poliéster, que tienen agentes saturantes poliméricos.

12. El método de la reivindicación 1, en el que el primer aglutinante es mono-curable, y el segundo aglutinante es mono-curable.

13. El método de la reivindicación 1, en el que la segunda combinación aglutinante se compone esencialmente de un polvo.

14. El método de la reivindicación 1, en el que las operaciones de revestir e irradiar se llevan a cabo en un proceso continuo.

15. El método de la reivindicación 14, en el que el tratamiento térmico se lleva a cabo en el proceso continuo.

16. El método de la reivindicación 14, en el que el proceso continuo es un proceso de bobina a bobina, en que el substrato es trasladado durante por lo menos las operaciones de revestir e irradiar.

17. El método de la reivindicación 14, en el que la operación de revestir se lleva a cabo usando una herramienta para formar un modelo con la dispersión de abrasivo sobre el substrato.

18. El método de la reivindicación 17, en el que la herramienta tiene un modelo poligonal repetido, que deja un modelo poligonal resaltado de figuras superficiales sobre el substrato.

19. El método de la reivindicación 14, en el que el tratamiento térmico se lleva a cabo fuera de la instalación, y el producto intermedio revestido está en una forma enrollada, y es calentado a granel para efectuar el curado del segundo componente aglutinante.

20. El método de la reivindicación 1, en el que la operación de revestir se lleva a cabo de manera tal que la capa de abrasivo tenga un modelo, siendo el producto abrasivo revestido un producto abrasivo estructurado.

21. El método de la reivindicación 20, en el que el modelo comprende figuras superficiales resaltadas.

22. El método de la reivindicación 21, en el que las figuras superficiales resaltadas forman un modelo contiguo.

23. El método de la reivindicación 21, en el que las figuras superficiales resaltadas son unos salientes discretos.

24. El método de la reivindicación 1, en el que el primer componente aglutinante es un componente aglutinante curable por rayos UV.

25. El método de la reivindicación 1, en el que el componente aglutinante curable por rayos UV se selecciona entre el conjunto que consiste en oligómeros y monómeros de acrilatos y metacrilatos, incluyendo epoxi acrilatos, uretano acrilatos alifáticos, uretano acrilatos aromáticos, poliésteres acrilatos, ácidos aromáticos acrilatos, epoxi metacrilatos, ácidos aromáticos metacrilatos, así como acrilatos y metacrilatos mono-, di-, tri-, tetra- y penta-funcionales.

26. El método de la reivindicación 1, en el que el segundo componente aglutinante comprende un polímero termoestable.

27. El método de la reivindicación 26, en el que el polímero termoestable comprende una resina epoxídica, una resina de uretano, una resina fenólica, una resina de urea y formaldehído, una resina de melamina y formaldehído, una resina acrílica, una resina de poliéster o una mezcla de ellas.