Procedimiento para la preparación de un abrasivo dotado de recubrimiento que tiene estructuras abrasivas tridimensionales.

Procedimiento para la preparación de un abrasivo dotado de recubrimiento que tiene estructuras abrasivas tridimensionales (120),

que comprende:

(a) formación de una serie de estructuras abrasivas (120) que tienen forma tridimensional sobre un soporte (100) por utilización de una primera emulsión de abrasivo y secado de las estructuras abrasivas, y

(b) recubriendo por pulverización una segunda emulsión de abrasivo sobre las estructuras abrasivas tridimensionales (120) para formar una capa de recubrimiento (110) sobre las mismas, y secando la capa de recubrimiento (110) caracterizado porque

la segunda emulsión de abrasivo es pulverizada sobre las estructuras abrasivas (120), según un ángulo (A) calculado por la fórmula I:

A ≥ atan {H/(D-R/2)} (I)

en la que (A) es el ángulo entre la línea de pulverización y la línea horizontal, H y R son la altura en μm y el diámetro en μm de la estructura abrasiva tridimensional (120), respectivamente, y D es la distancia en μm entre dos estructuras abrasivas tridimensionales adyacentes (120).

Procedimiento para la preparación de un abrasivo dotado de recubrimiento que tiene estructuras abrasivas tridimensionales.

SECTOR DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a procedimientos para la preparación de un abrasivo dotado de recubrimiento que tiene estructuras abrasivas tridimensionales, de acuerdo con los preámbulos de las reivindicaciones 1 y 14.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Un abrasivo convencional dotado de recubrimiento, que comprende un soporte y una capa abrasiva, es preparado por (i) aplicar una resina adhesiva sobre el soporte para formar una primera capa adhesiva (capa de formación) , (ii) proyectar granos abrasivos sobre la primera capa adhesiva, (iii) proceder a un pre--secado, (iv) aplicar una segunda capa adhesiva (capa de apresto) sobre los abrasivos depositados sobre la primera capa adhesiva, y (v) proceder al secado.

Dicho abrasivo convencional dotado de recubrimiento, mostrado en la figura 1, presenta problemas porque (i) los granos abrasivos (20) depositados sobre la capa abrasiva (10, 12) tienden a caerse durante la utilización, y (ii) en caso de pulir un artículo de acero aleado o un metal no ferroso, el abrasivo dotado de recubrimiento sufre degradación producida por el calor de la fricción. A efectos de solucionar estos problemas, las patentes US nº

3.997.302 y 4.770.671 dan a conocer un procedimiento para la añadidura de un material auxiliar de pulido a la segunda capa adhesiva, pero la vida útil del abrasivo dotado de recubrimiento no mejora de manera significativa.

Se han propuesto, tal como se describen a continuación, abrasivos dotados de recubrimiento de tipo modificado. La figura 2 muestra un abrasivo dotado de recubrimiento que comprende dos capas abrasivas (10.1, 10.2 y 12.1, 12.2) , tal como se da a conocer en la patente coreana nº 486.954. No obstante, su flexibilidad no es satisfactoria para la utilización para el pulido de superficies curvadas, porque solamente se puede utilizar una cantidad limitada de material de carga en la primera capa adhesiva (10.1, 10.2) , la primera capa abrasiva no sufre ni siquiera desgaste durante el pulido en seco. Además, el rendimiento de corte mejorado en aproximadamente 20 a 30% es solamente marginal, teniendo en cuenta el hecho de que los costes de producción del mismo resultan 70 a 80% superiores.

La patente coreana nº 398.942 da a conocer un procedimiento para la formación de estructuras tridimensionales que contienen granos abrasivoss (30) , tal como se ha mostrado en la figura 3, al aplicar una emulsión que contiene granos abrasivos sobre un soporte (1) utilizando una herramienta de grafilado de grabado y secando la hoja resultante mediante radiación UV. No obstante, el abrasivo dotado de recubrimiento preparado por este procedimiento tiene características de rendimiento de corte en la etapa inicial mucho más insatisfactorias en comparación con el abrasivo convencional dotado de recubrimiento mostrado en la figura 1. Además, en el caso de pulido en trabajos duros, las estructuras tridimensionales sufren un desgaste rápido y, por lo tanto, son útiles solamente para el acabado.

Además, la patente US No. 4.364.746 da a conocer un procedimiento para preparar un abrasivo dotado de recubrimiento aplicando minerales aglomerados (24) sobre una capa adhesiva (10, 12) formada sobre un soporte (1) (figura 4) . No obstante, el abrasivo dotado de recubrimiento preparado por este procedimiento, tiene problemas por el hecho de que (i) la forma irregular de los minerales aglomerados (24) tienden a crear ralladuras sobre la superficie de la pieza a trabajar, y (ii) sus costes de fabricación son elevados.

El documento WO 99/22913 que forma la base del preámbulo de la reivindicación 1, da a conocer un procedimiento en el que se aplica como recubrimiento una segunda emulsión de abrasivo sobre las estructuras abrasivas tridimensionales para formar una capa de recubrimiento.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

De acuerdo con lo anterior, es un objetivo de la presente invención dar a conocer un procedimiento para la preparación de un abrasivo dotado de recubrimiento que tiene una duración mejorada y flexibilidad, de manera simple y económica.

A efectos de conseguir este objetivo, un aspecto de la presente invención prevé un primer y un segundo procedimientos para la preparación de un abrasivo dotado de recubrimiento que tiene tres estructuras abrasivas tridimensionales, de acuerdo con las reivindicaciones 1 y 4.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Los anteriores, así como otros, objetivos y características de la presente invención quedarán evidentes de la descripción siguiente de la misma, considerada conjuntamente con los dibujos adjuntos, que muestran respectivamente:

Las figuras 1 a 4; vistas en sección de abrasivos convencionales dotados de recubrimiento.

La figura 5A; una vista en planta de estructuras abrasivas tridimensionales formadas sobre un soporte.

La figura 5B; una vista en planta de una malla utilizada en la formación de las estructuras abrasivas tridimensionales.

Las figuras 6A y 6B; una vista en planta y una vista en sección del abrasivo dotado de recubrimiento obtenido por un procedimiento según la invención, respectivamente.

La figura 7; muestra un diagrama esquemático referente a los parámetros H, R y D de las fórmulas I.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

En los procedimientos para la preparación de un abrasivo dotado de recubrimiento de acuerdo con la presente invención, se aplica como recubrimiento una emulsión de abrasivo o una composición adhesiva sobre una pluralidad de estructuras abrasivas tridimensionales separadas (120) , formadas sobre un soporte (100) al aplicar en forma de pulverización el recubrimiento, de manera que la línea de pulverización forma un ángulo específico con respecto a la línea horizontal.

De acuerdo con una realización preferente de la presente invención, las estructuras abrasivas tridimensionales pueden estar formadas por recubrimiento de una primera emulsión de abrasivo sobre un soporte, utilizando un dispositivo aplicador en forma de rodillo de malla.

La primera emulsión de abrasivo utilizada en la presente invención comprende de 40 a 70% en peso de un abrasivo, de 20 a 50% en peso de un adhesivo, y de 2 a 30% en peso de una carga basada en el peso total de la fase sólida de la emulsión. La emulsión es preparada mezclado los componentes anteriores en una cantidad adecuada de agua, un disolvente orgánico o una mezcla de los mismos. Preferentemente, la emulsión tiene una viscosidad de 25 a 60 Pa·s (25.000 a 60.000 centipoise) (25º C) , y un contenido de sólidos de 80 a 95% en peso. Se pueden utilizar cualesquiera abrasivos, adhesivos y materiales de carga conocidos en la técnica correspondiente. Entre los ejemplos preferentes de los componentes abrasivos, se pueden incluir la alúmina (Al2O3) , carburo de silicio (SiC) , alúmina de zirconio (AZ) , cerámicas y mezclas de los mismos. Es preferible que el abrasivo tenga un diámetro de granos de 0, 5 a 400 μm. Se incluyen entre los ejemplos preferentes del componente adhesivo, la resina curable por UV, tal como un oligómero de acrilato poliéster, oligómero de acrilato epoxi, oligómero de acrilato de uretano, oligómero de acrilato de uretano alifático bifuncional y oligómero de acrilato de uretano alifático flexible; una resina termoendurecible, tal como una resina fenol, resina epoxi, resina de melamina, resina de urea, resina copolimerizada de urea-melamina, resina de uretano, resina de poliéster; y mezclas de los mismos. Son ejemplos preferentes del componente de carga CaCO3, arcilla, SiO2, piedra pómez, feldespato, criolita, KBF4 y mezclas de los mismos.

En caso necesario, la primera emulsión de abrasivo puede comprender además un diluyente reactivo convencional, tal como triacrilato de trimetilpropano (TMPTA) , penta/hexaacrilato de dipentaeritritol (DPHA) y diacrilato de tripropilenglicol (TPGDA) , un fotoiniciador, un agente tixotrópico, un agente de acoplamiento y un agente dispersante.

La primera emulsión de abrasivo puede ser aplicada como recubrimiento sobre un soporte en una cantidad de 100 a 1.000 g/m2. Cuando se utiliza como adhesivo una resina curable por UV, la primera emulsión de abrasivo aplicada como recubrimiento sobre el soporte puede ser secada por radiación electromagnética con una longitud de onda de 300 a 600 nm con un secador UV durante 3 a 10 segundos. Cuando se utiliza una resina termoendurecible como adhesivo, la emulsión puede ser secada con un calentador por radiación o un secador de tipo calor por conducción a una temperatura de 90 a 140º C durante un tiempo de 10 a 20 minutos. El secador UV (fuente... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la preparación de un abrasivo dotado de recubrimiento que tiene estructuras abrasivas tridimensionales (120) , que comprende:

(a) formación de una serie de estructuras abrasivas (120) que tienen forma tridimensional sobre un soporte (100) por utilización de una primera emulsión de abrasivo y secado de las estructuras abrasivas, y

(b) recubriendo por pulverización una segunda emulsión de abrasivo sobre las estructuras abrasivas tridimensionales (120) para formar una capa de recubrimiento (110) sobre las mismas, y secando la capa de recubrimiento (110) caracterizado porque

la segunda emulsión de abrasivo es pulverizada sobre las estructuras abrasivas (120) , según un ángulo (A) calculado por la fórmula I:

A = atan {H/ (D-R/2) } (I)

en la que (A) es el ángulo entre la línea de pulverización y la línea horizontal, H y R son la altura en μm y el diámetro en μm de la estructura abrasiva tridimensional (120) , respectivamente, y D es la distancia en μm entre dos estructuras abrasivas tridimensionales adyacentes (120) .

2. Procedimiento para la preparación de un abrasivo dotado de recubrimiento, según la reivindicación 1, en el que la primera emulsión de abrasivo comprende de 40 a 70% en peso de granos abrasivos, de 20 a 50% en peso de un adhesivo y de 2 a 30% en peso de un material de carga basado en el peso total del contenido de sólidos de la emulsión.

3. Procedimiento para la preparación de un abrasivo dotado de recubrimiento, según la reivindicación 1, en el que la primera emulsión de abrasivo utilizada en la etapa (a) tiene una viscosidad de 25 a 60 Pa·s (25.000 a 60.000 centipoise) (25º C) y un contenido de sólidos de 80 a 95% en peso.

4. Procedimiento para la preparación de un abrasivo dotado de recubrimiento, según la reivindicación 1, en el que la primera emulsión de abrasivo de la etapa (a) es aplicada como recubrimiento en cantidad de 100 a 1.000 g/m2 sobre el soporte.

5. Procedimiento para la preparación de un abrasivo dotado de recubrimiento, según la reivindicación 1, en el que las estructuras abrasivas tridimensionales (120) formadas en la etapa (a) tienen un diámetro de 300 a 2.500 μm y una altura de 300 a 1.000 μm, y la distancia entre las estructuras es de 500 a 3.000 μm

6. Procedimiento para la preparación de un abrasivo dotado de recubrimiento, según la reivindicación 1, en el que las estructuras abrasivas tridimensionales (120) formadas en la etapa (a) tienen forma de cono, semicírculo, cilindro

o pilar cuadrado.

7. Procedimiento para la preparación de un abrasivo dotado de recubrimiento, según la reivindicación 1, en el que la primera emulsión de abrasivo de la etapa (a) es aplicada como recubrimiento utilizando un dispositivo de recubrimiento de rodillo de malla.

8. Procedimiento para la preparación de un abrasivo dotado de recubrimiento, según la reivindicación 7, en el que el tamaño de orificios del dispositivo de recubrimiento con rodillo de malla es de 300 a 2.000 μm de diámetro.

9. Procedimiento para la preparación de un abrasivo dotado de recubrimiento, según la reivindicación 1, en el que el ángulo (A) se encuentra en un rango de 10 a 70º .

10. Procedimiento para la preparación de un abrasivo dotado de recubrimiento, según la reivindicación 1, en el que el recubrimiento por pulverización es llevado a cabo utilizando, como mínimo, una tobera de inyección situada en una posición por encima de las estructuras abrasivas tridimensionales (120) formadas sobre el soporte (100) .

11. Procedimiento para la preparación de un abrasivo dotado de recubrimiento, según la reivindicación 1, en el que la segunda emulsión de abrasivo utilizada en la etapa (b) tiene una viscosidad de 1 a 3 Pa·s (1.000 a 3.000 centipoise) (25º C) y un contenido de sólidos de 60 a 80% en peso.

12. Procedimiento para la preparación de un abrasivo dotado de recubrimiento, según la reivindicación 1, en el que la segunda emulsión de abrasivo es aplicada como recubrimiento en una cantidad de 500 a 1.200 g/m2 sobre las estructuras abrasivas tridimensionales.

13. Procedimiento para la preparación de un abrasivo dotado de recubrimiento, según la reivindicación 1, en el que las estructuras abrasivas tridimensionales formadas en la etapa (b) tienen una altura promedio de 300 a 1.000 μm.

14. Procedimiento para para la preparación de un abrasivo dotado de recubrimiento que tiene estructuras abrasivas tridimensionales, que comprende:

(a) formación de una serie de estructuras abrasivas que tienen forma tridimensional sobre un soporte, utilizando una primera emulsión de abrasivo y secando las estructuras abrasivas,

caracterizado por

(b) aplicar recubrimiento por pulverización de una primera composición de adhesivo sobre las estructuras abrasivas tridimensionales, formando una capa de recubrimiento sobre las mismas y secando la capa de recubrimiento, de manera que la primera composición de adhesivo es pulverizada sobre las estructuras abrasivas con un ángulo (A) calculado por la fórmula I:

A = atan {H/ (D-R/2) } (I) ,

(c) aplicando recubrimiento electroestático de granos abrasivos sobre el primer recubrimiento adhesivo, y

(d) recubriendo por pulverización una segunda composición de adhesivo sobre el abrasivo recubierto electroestáticamente para formar una capa de recubrimiento sobre aquella y secando la capa de recubrimiento, en el que la segunda composición de adhesivo es pulverizada sobre el abrasivo recubierto electroestáticamente con un ángulo (Aâ?) calculado por la fórmula II:

Aâ?= atan {Hâ?/ (D-R/2) } (II)

en la que el ángulo A ó Aâ? es el ángulo entre la línea de pulverización y la línea horizontal, H y R son la altura y el diámetro en μm de las estructura abrasivas tridimensionales, respectivamente, Hâ? es la altura de las estructuras abrasivas tridimensionales obtenidas en (c) y D es la distancia en μm entre dos estructuras abrasivas tridimensionales adyacentes.

15. Procedimiento para la preparación de un abrasivo dotado de recubrimiento, según la reivindicación 14, en el que la primera composición de adhesivo utilizada en la etapa (b) tiene una viscosidad de 1 a 2 Pa·s (1.000 a 2.000 centipoise) (25º C) y un contenido de sólidos de 70 a 80% en peso, que es dotada de recubrimiento en una cantidad de 70 a 250 g/m2.

16. Procedimiento para la preparación de un abrasivo dotado de recubrimiento, según la reivindicación 14, en el que la segunda composición de adhesivo utilizada en la etapa (d) tiene una viscosidad de 0, 5 a 2 Pa·s (500 a 2.000 centipoise) (25º C) y un contenido de sólidos de 60 a 80% en peso, que es dotada de recubrimiento en una cantidad de 50 a 300 g/m2.

17. Procedimiento para la preparación de un abrasivo dotado de recubrimiento, según la reivindicación 14, en el que la cantidad de granos abrasivos utilizados en la etapa (c) es dotada de recubrimiento en un rango de 100 a 600 g/m2.

18. Procedimiento para la preparación de un abrasivo dotado de recubrimiento, según la reivindicación 14, en el que la primera emulsión de abrasivo utilizada en la etapa (a) tiene una viscosidad de 25 a 60 Pa·s (25.000 a 60.000 centipoise) (25º C) y un contenido de sólidos de 80 a 95% en peso.

19. Procedimiento para la preparación de un abrasivo dotado de recubrimiento, según la reivindicación 14, en el que R tiene un valor de 300 a 2.500 μm, H tiene un valor de 300 a 1.000 μm y D tiene un valor de 500 a 3.000 μm.