Estructura de hilos de vidrio destinada a reforzar artículos abrasivos aglomerados.

Estructura de hilos de vidrio revestida de una composición de resina,

principalmente para el refuerzo de artículos abrasivos aglomerados, caracterizada porque la composición de resina comprende los constituyentes siguientes en las proporciones indicadas, expresadas en porcentaje en peso de las materias sólidas:

- 75 a 98 % de una mezcla de al menos una novolaca que presenta una temperatura de transición vítrea inferior o igual a 60°C y al menos una novolaca que presenta una temperatura de transición vítrea inferior a 60°C,

- 0,5 a 10 % de al menos una cera,

- 1 a 15 % de al menos un agente reticulante elegido entre las iminas y las melaminas modificadas de fórmula en la que R1, R2, R3, R4, R5 y R6, idénticos o diferentes, representan un átomo de hidrógeno o un radical -CH2OH, - CH2OCH3 o -CH2OCH2OCH3, siendo diferente al menos uno de los radicales R1 a R6 de H,

- 0 a 10 % de al menos un agente plastificante.

Estructura de hilos de vidrio destinada a reforzar artículos abrasivos aglomerados La presente invención se refiere al campo de los abrasivos. Se refiere más precisamente a una estructura a base de hilos de vidrio revestidos de una composición de resina destinada a reforzar artículos abrasivos aglomerados, en particular muelas, incorporando la composición de resina utilizada para revestir esta estructura y los artículos abrasivos aglomerados tal estructura.

Los artículos abrasivos contienen una multitud de partículas abrasivas sólidamente ligadas entre ellas por un ligante. Estos artículos se emplean ampliamente para la elaboración de piezas en materiales diversos, principalmente en operaciones de corte, de desbarbado, de rectificación o de bruñido.

De manera clásica, se distingue:

! los artículos abrasivos aplicados («abrasivos revestidos») que comprenden un suporte flexible en la superficie del cual se reparten partículas abrasivas atrapadas en un ligante. El soporte flexible puede ser una hoja de papel o una red de fibras, por ejemplo un paño, un fieltro o un tejido. Estos artículos pueden adoptar formas variadas: hojas, discos, correas, conos, ...

! los artículos abrasivos aglomerados (« abrasivos ligados») que se obtienen a partir de una mezcla de partículas abrasivas y de ligante, dándoles forma y compactados por moldeo bajo presión. Se trata en lo esencial de muelas abrasivas.

Los artículos abrasivos aglomerados a los que se refiere más particularmente la invención son muelas abrasivas utilizadas para recortar materiales duros, principalmente acero. Estas muelas se utilizan sobre máquinas que funcionan a una velocidad periférica elevada, y por este hecho deben poder resistir las fuertes tensiones mecánicas generadas por ella misma.

En particular, es importante que las exigencias siguientes sean satisfechas:

! las partículas abrasivas deben adaptarse a la naturaleza del material a tratar: deben ser suficientemente sólidas para no deteriorarse al contacto de dicho material, y conservar aristas aceradas para poder cortarlo,

! el ligante deber presentar una buena resistencia a la ruptura por tracción con el fin de que las partículas abrasivas se mantengan ligadas a él y no sean arrancadas bajo el efecto de la centrífuga. Además, el ligante debe poder resistir las temperaturas elevadas que resultan de los frotamientos importantes con el material a tratar; el ligante no debe ni fluir ni degradarse bajo el efecto del calor,

! la muela abrasiva no debe usarse prematuramente ni explotar; debe guardar sus características dimensionales iniciales el mayor tiempo posible para que el corte se efectúe en buenas condiciones.

Es habitual consolidar la muela abrasiva incorporando al menos una estructura a base de hilos de refuerzo, tal como hilos de vidrio, que puede presentarse por ejemplo en forma de un tejido.

Sin embargo, ya que los hilos de vidrio desnudos no tienen prácticamente ninguna adherencia con el ligante, es necesario revestir la estructura de hilos de vidrio con una composición de resina que asegura la unión entre el vidrio y el ligante.

De manera conocida, se obtiene la estructura de refuerzo haciendo pasar los hilos de vidrio por un baño con una composición de resina constituida por una solución alcohólica que contiene del orden de 70 % en peso de una resina, luego entre dos rodillos de manera a eliminar el excedente de resina, y finalmente por un recinto cerrado a una temperatura del orden de 100 a 145°C durante algunos minutos al máximo con el fin de reducir la cantidad de disolvente con respecto a la resina hasta un valor de aproximadamente 5 % a 12 %. La estructura de refuerzo así obtenida se recoge en forma de un rollo, por ejemplo una bobina, o se recorta bien en hojas bien directamente en la forma y dimensiones deseadas de la muela final, por ejemplo por medio de una troqueladora.

En una etapa posterior, la muela abrasiva se obtiene según el procedimiento que consiste en depositar en un molde, en alternancia, varias capas de la mezcla de partículas abrasivas y de ligante por una parte, y de la estructura de refuerzo por otra parte, y a moldear el conjunto por compresión, en frío o en caliente. Después de desmoldar, el artículo obtenido se trata térmicamente en condiciones de temperatura que permitan reticular el ligante y finalmente obtener la muela abrasiva.

Las composiciones de resina utilizadas más comúnmente para la fabricación de las estructuras de refuerzo anteriormente citadas comprenden al menos una resina termoendurecible elegida entre:

! las resinas urea-aldehido, por ejemplo una resina urea-formaldehido (documento GB-A-419 812) ,

! las resinas fenólicas, por ejemplo una o varias novolacas ( documentos GB-A-1 151 174 y WO-A2009/004250) , o un resol en solución asociado a una novolaca sólida ( documento US-A-4 338 357) , y

! las mezclas resinas urea-aldehido y de resinas fenólicas, por ejemplo un prepolímero urea-formaldehido y una resina fenólica en el estado A (documento US-A-4 038 046) o una resina urea-formaldehido y un resol en presencia de un catalizador ácido (documento US-A-5 551 961) .

Las composiciones de resinas anteriormente citadas permiten obtener estructuras de refuerzo que presentan buenas propiedades, principalmente en términos de flexibilidad y de poder adhesivo.

En efecto es importante que la estructura pueda tener una flexibilidad suficientemente elevada, es decir que la resina no sea muy « dura », con el fin de que la operación de corte descrita anteriormente pueda hacerse en condiciones aceptables, generando la menor cantidad de polvo posible y haciéndolo de manera que la resina no se retire cerca de los bordes recortados de la estructura (el vidrio no debe estar desnudo) .

Pero todavía hace falta que la estructura tenga un poder adhesivo (también llamado « pegajosidad» o « tack » en inglés) no muy importante con el fin de que las herramientas de corte no sean manchados por la resina y que, durante el almacenamiento, las estructuras no se peguen entre ellas y que el polvo no se adhiera a dichas estructuras. Se evita así de tener que poner un material anti-adhesivo sobre la estructura antes de que sea enrollada o las estructuras recortadas.

La estructura debe además presentar propiedades mecánicas aceptables, principalmente una resistencia a la tracción suficientemente elevada para que el artículo abrasivo final, en particular la muela, no explote en condiciones normales de utilización.

Finalmente, en lo relativo a la normativa, hay que velar a que las composiciones de resinas no sean contaminantes, es decir que contengan- pero también que generen durante la aplicación sobre la estructura de refuerzo o posteriormente, principalmente durante la utilización de la muela final -la menor cantidad posible de compuestos que puedan perjudicar la salud humana o el medioambiente.

El objetivo de la presente invención es proponer una estructura de hilos de vidrio que pueda utilizarse para reforzar artículos abrasivos aglomerados, en particular muelas, que presentan un buen compromiso entre las diferentes propiedades anteriormente citadas.

La estructura de refuerzo conforme a la invención está revestida con una composición de resina que comprende los constituyentes siguientes en las proporciones indicadas, expresadas en porcentaje en peso de las materias sólidas:

! 75 a 98 % de una mezcla de al menos una novolaca que presenta una temperatura de transición vítrea inferior o igual a 60°C y al menos una novolaca que presenta una temperatura de transición vítrea inferior a 60°C,

! 0, 5 a 10 % de al menos una cera,

! 1 a 15 % de al menos un agente reticulante elegido entre las iminas y las melaminas modificadas de fórmula en la que R1, R2, R3, R4, R5 y R6, idénticos o diferentes, representan un átomo de hidrógeno o un radical -CH2OH, -CH2OCH3 o -CH2OCH2OCH3, siendo diferente al menos uno de los radicales R1 a R6 de H,

! 0 a 10 % de al menos un agente plastificante.

La novolaca que presenta la temperatura de transición más baja da flexibilidad a la estructura y permite tener un nivel de flexibilidad elevado. Permite compensar la rigidez demasiado grande de la novolaca a más alta temperatura de transición vítrea y así ajustar la flexibilidad al nivel deseado.

Como ya se ha mencionado, es importante tener una flexibilidad elevada para que el recorte de la estructura pueda efectuarse correctamente, principalmente sin que la composición de resina pueda « escamarse» a nivel de los bordes dejando el vidrio desnudo.

Preferentemente, la novolaca que tiene la temperatura de transición vítrea más baja, es decir inferior... [Seguir leyendo]

1. Estructura de hilos de vidrio revestida de una composición de resina, principalmente para el refuerzo de artículos abrasivos aglomerados, caracterizada porque la composición de resina comprende los constituyentes siguientes en las proporciones indicadas, expresadas en porcentaje en peso de las materias sólidas:

- a 98 % de una mezcla de al menos una novolaca que presenta una temperatura de transición vítrea inferior o igual a 60°C y al menos una novolaca que presenta una temperatura de transición vítrea inferior a 60°C,

- 0, 5 a 10 % de al menos una cera,

- a 15 % de al menos un agente reticulante elegido entre las iminas y las melaminas modificadas de fórmula

en la que R1, R2, R3, R4, R5 y R6, idénticos o diferentes, representan un átomo de hidrógeno o un radical -CH2OH, -CH2OCH3 o -CH2OCH2OCH3, siendo diferente al menos uno de los radicales R1 a R6 de H,

- 0 a 10 % de al menos un agente plastificante.

2. Estructura según la reivindicación 1, caracterizada porque la novolaca que tiene la temperatura de transición vítrea más baja representa 10 a 50 % en peso de la mezcla de las novolacas.

3. Estructura según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque la novolaca que tiene la temperatura de transición vítrea más baja presenta una temperatura de transición vítrea inferior a 20°C.

4. Estructura según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque la novolaca que tiene la temperatura de transición más alta presenta una temperatura de transición vítrea superior o igual a 80°C, preferentemente inferior o igual a 100°C.

5. Estructura según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque las novolacas se obtienen por reacción de fenol y formaldehido en una relación molar formaldehido/fenol que varía de 0, 75 a 0, 85.

6. Estructura según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque la cera se elige entre las ceras de parafinas, preferentemente una cera de polietileno o de polipropileno, y las ceras de etilenbisamida, preferentemente N, N'-etilenbis (esteramida) .

7. Estructura según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque el contenido en cera no excede el 3 %, preferentemente es inferior o igual a 2 % en peso de las materias sólidas de la composición de resina.

8. Estructura según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque el agente de reticulación responde a la fórmula citada anteriormente en la que al menos uno de los radicales R1 a R6, es igual a -CH2OCH3, y preferentemente 4 a 6 de estos radicales son iguales a -CH2OCH3.

9. Estructura según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque el agente de reticulación es hexametilentetramina y hexametoxi-metilmelamina.

10. Estructura según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque el contenido en agente de reticulación representa 3 a 9 % en peso de las materias sólidas de la composición de resina, y preferentemente 7 a 8 %.

11. Estructura según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada porque el agente plastificante se elige entre alquilfosfatos, ftalatos, trietanolamina, aceites y alcoholes polihídricos.

12. Estructura según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizada porque el contenido en agente plastificante no excede el 3 % en peso de las materias sólidas de la composición de resina.

13. Estructura según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizada porque está compuesta por hilos de vidrio continuos, preferentemente que se presentan en forma de un no tejido, tal como un velo o un paño, una red o un tejido, o de un paño de hilos cortados.

14. Estructura según la reivindicación 13, caracterizada porque los hilos presentan un diámetro que varía de 9 a 24 μm, preferentemente 9 a 17 μm.

15. Estructura según la reivindicación 13 ó 14, caracterizada porque los hilos presentan un título (o masa lineal) comprendido entre 34 y 4800 tex, preferentemente entre 34 y 1200 tex.

16. Estructura según una de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizada porque se presenta en forma de un tejido que presenta un gramaje que varía de 100 a 1000 g/m2.

17. Composición de resina apta para revestir la estructura según una de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizada porque comprende los compuestos siguientes, expresados en porcentaje en peso

- 25 a 55 % de al menos una novolaca que tiene una temperatura de transición vítrea superior o igual a 60°.

10. 10 a 30 % de al menos una novolaca que tiene une temperatura de transición vítrea inferior a 60°C

- 0, 5 a 6, 5 % de al menos una cera,

- 0, 5 a 9 % de al menos un agente reticulante elegido entre las iminas y las melaminas modificadas de fórmula

en la que R1, R2, R3, R4, R5 y R6, idénticos o diferentes, representan un átomo de hidrógeno o un radical -CH2OH, 15 CH2OCH3 o -CH2OCH2OCH3, siendo diferente al menos uno de los radicales R1 a R6 de H,

- a 3 % de al menos un agente plastificante

- a 45 % de al menos un alcohol,

- a 15 % de agua

18. Composición de resina según la reivindicación 17, caracterizada porque el alcohol se elige entre metanol, etanol, 20 isopropanol y las mezclas de estos alcoholes.

19. Artículo abrasivo aglomerado a base de partículas abrasivas ligadas por un ligante, caracterizado porque contiene una estructura de refuerzo según una de las reivindicaciones 1 a 16.

20. Artículo según la reivindicación 19, caracterizado porque se trata de una muela abrasiva.