Método para fabricar artículos abrasivos no tejidos utilizando material en partículas seco.

Un método para fabricar un artículo abrasivo, que incluye las etapas de

(i) formar una banda (3) fibrosa no tejida esponjada tridimensional en contacto con material seco en partículas que incluye partículas aglutinantes (5) fusibles;

(ii) exponer la banda (9) a condiciones que hacen que las partículas aglutinantes (5) formen un aglutinante líquido fluido, y después solidificar el aglutinante líquido para formar uniones entre las fibras de la banda (9) y proporcionar, de este modo, una banda (11) esponjada previamente consolidada que tiene más de un 50% de huecos intercomunicados; y

(iii) aplicar partículas abrasivas a la banda (11) previamente consolidada, y unir las partículas abrasivas a las fibras de la banda (11) previamente consolidada para proporcionar el artículo abrasivo.

Método para fabricar artículos abrasivos no tejidos utilizando material en partículas seco La presente invención se refiere a un método de fabricación de artículos abrasivos.

Se conocen artículos abrasivos no tejidos que comprenden una banda fibrosa no tejida a la que se asocian partículas abrasivas y su uso para aplicaciones de limpieza, abrasión, acabado y pulido de una variedad de superficies está muy extendido. En US-A-2 958 593 se describen ejemplos de estos artículos abrasivos no tejidos y los métodos por los cuales pueden fabricarse. Un método comprende la formación de una banda fibrosa abierta tendida por flujo de aire y la pulverización de una superficie de la banda con una suspensión abrasiva de resina que se cura a continuación. La otra superficie de la banda se pulveriza, después, con la misma suspensión abrasiva de resina, que también se cura. En US-A2 958 593 se mencionan el revestimiento por rodillos y el revestimiento por inmersión como métodos alternativos de aplicación de la suspensión abrasiva de resina, y también se menciona que la resina y las partículas abrasivas se pueden aplicar por separado. Se indica, además, que puede ser deseable emplear un tipo de aglutinante (por ejemplo, un tratamiento ligero con un elastómero) para unir adhesivamente las fibras de la banda para integrar y unificar la banda, y un aglutinante abrasivo de una composición diferente para unir los granos minerales a la banda integrada y unificada.

En US-A-2 327 199; US-2 375 585; US-3 175 331; US-4 227 350; US-4 355 489; US-4 486 200; US-4 991 362 y US5 363 604 se describen otros artículos abrasivos no tejidos y métodos para su fabricación.

US-A-5 681 361 describe un método de fabricación de artículos abrasivos no tejidos, en el que el material aglutinante y las partículas abrasivas se aplican a una banda no tejida en forma de material en partículas en seco, para reducir el uso de disolventes orgánicos líquidos durante el proceso de fabricación y, de esta manera, responder a las preocupaciones ambientales asociadas a la emisión de compuestos orgánicos volátiles (COV) . Opcionalmente, las fibras de la banda se unen previamente entre sí en sus puntos de contacto mutuos antes de aplicar las partículas abrasivas y el material aglutinante en partículas. Esa unión previa se puede efectuar ya sea (i) mediante la aplicación, a la banda, de resina líquida de unión previa que se cura a continuación, o (ii) mediante la inclusión, dentro de la construcción de la banda, de fibras que se pueden unir por fusión para dejar que después se vuelvan a solidificar.

La presente invención también se refiere a los aspectos medioambientales de la fabricación de abrasivos no tejidos (incluido el uso de disolventes orgánicos líquidos y el riesgo que supone que los COV se escapen a la atmósfera, los requerimientos de energía del proceso de fabricación y los residuos producidos) , y además, se refiere a la fabricación de artículos abrasivos no tejidos a partir de materiales alternativos que anteriormente no se consideraban adecuados para ese propósito.

La presente invención proporciona un método de fabricación de un artículo abrasivo, según la reivindicación 1, que incluye las etapas de

(i) formar una banda fibrosa esponjada tridimensional no tejida en contacto con material seco en partículas que incluye partículas aglutinantes fusibles;

(ii) exponer la banda a condiciones que hacen que las partículas aglutinantes formen un aglutinante líquido fluido, y después solidificar el aglutinante líquido para formar uniones entre las fibras de la banda y proporcionar, de este modo, una banda esponjada previamente consolidada que tenga más de un 50% de huecos intercomunicados; y

(iii) aplicar partículas abrasivas a la banda previamente consolidada y unir las partículas abrasivas a las fibras de la banda previamente consolidada para proporcionar el artículo abrasivo.

En un método según la invención, se produce una banda previamente consolidada utilizando solamente materiales secos: en consecuencia, no es necesario emitir COV durante esta parte del método y los requerimientos de energía son menores que si se utilizaran resinas líquidas de unión previa. No es necesario desperdiciar ningún exceso de partículas aglutinantes aplicadas a la banda, sino que estas se pueden recuperar y reutilizar. Durante la etapa de unión previa, una banda abierta y esponjada que tiene una resistencia estructural adecuada para ser usada en un artículo abrasivo no tejido puede producirse utilizando menos fibras, o fibras menos elásticas, de las que se requerirían si la banda fuera revestida por rodillo o rociada con resinas líquidas unidas previamente.

Los términos "abierta" y "esponjada" indican que la banda previamente consolidada tiene una densidad relativamente baja, y tiene una red de muchos huecos relativamente grandes intercomunicados que comprenden la mayor cantidad (más del 50%, preferiblemente prácticamente más del 50%) del volumen ocupado por la banda. En el contexto de la presente invención, los términos indican que la banda unida tiene una densidad no mayor a 50 kg/m3, preferentemente no mayor a 30 kg/m3 (especialmente cuando la banda comprende fibras sintéticas) .

Simplemente a modo de ejemplo, se describirán ahora métodos de fabricación de materiales abrasivos no tejidos según la presente invención.

Un primer método según la invención comprende las etapas de:

(i) (a) formar fibras en una banda esponjada tridimensional no tejida y después (b) poner en contacto la banda con material seco en partículas que incluye partículas aglutinantes fusibles;

(ii) exponer la banda a condiciones que hacen que las partículas aglutinantes formen un aglutinante líquido fluido, y después solidificar el aglutinante líquido para formar uniones entre las fibras de la banda y proporcionar, de este modo, una banda esponjada previamente consolidada que tenga más de un 50% de huecos intercomunicados; y

(iii) aplicar partículas abrasivas a la banda previamente consolidada y unir las partículas abrasivas a las fibras de la banda previamente consolidada para proporcionar el artículo abrasivo.

Cada una de esas etapas se describirá ahora con mayor detalle.

Etapa (i) (a) Formar fibras en una banda abierta, esponjada tridimensional no tejida Las fibras que se pueden utilizar para formar la banda no tejida incluyen tanto fibras naturales como fibras sintéticas, así como una mezcla de las mismas. Las fibras tienen normalmente forma de grapa y pueden ser resistentes a la tracción. Las fibras pueden ser rizadas, onduladas o rectas. Las fibras sintéticas adecuadas incluyen las que están hechas de poliéster (por ejemplo, tereftalato de polietileno) , poliamida (por ejemplo, hexametilenadipamida, policaprolacto y aramidas) , polipropileno, plástico acrílico (formado a partir de un polímero de acrilonitrilo) , rayón, acetato de celulosa, copolímeros de cloruro de polivinilideno y cloruro de vinilo, y copolímeros de cloruro de vinilo y acrilonitrilo, así como fibras de carbono y fibras de vidrio. Las fibras naturales adecuadas incluyen las de algodón, lana, yute, coco, sisal, lino y cáñamo. Un aspecto importante en la selección de la fibra es que sea capaz de soportar las temperaturas de proceso a las que posteriormente será expuesta (ver abajo) . Las fibras utilizadas pueden ser fibras vírgenes o fibras residuales regeneradas a partir de cortes de prendas de vestir, fabricación de alfombras, fabricación de fibras o tratamiento de textiles, etcétera.

La densidad lineal o finura de las fibras utilizadas puede variar ampliamente, dependiendo de los resultados deseados. Las fibras gruesas son generalmente más propicias para la fabricación de artículos abrasivos para trabajos de abrasión duros, mientras que las fibras más finas son generalmente más apropiadas para aplicaciones de fregado menos agresivas. Las fibras útiles en general son aquellas que tienen una densidad lineal de aproximadamente 6 a 300 denier (más específicamente de 10 a 200 denier) aunque se pueden utilizar fibras más finas o más gruesas (o mezclas de estas) dependiendo, por ejemplo, de la aplicación prevista para el artículo abrasivo terminado.

Si las fibras se proporcionan en forma de pacas, las pacas deben abrirse antes de su uso. Las fibras seleccionadas, a continuación, pueden colocarse en seco en una banda fibrosa, abierta, esponjada, tridimensional y no tejida, de cualquier modo que sea adecuado. La banda, por ejemplo, puede tenderse por flujo de aire o cardarse y solaparse en cruz, y adicionalmente puede clavarse con agujas. Los procesos para producir estas bandas son muy conocidos. Un tipo preferido de banda no tejida es una banda tendida... [Seguir leyendo]

1. Un método para fabricar un artículo abrasivo, que incluye las etapas de (i) formar una banda (3) fibrosa no tejida esponjada tridimensional en contacto con material seco en partículas que incluye partículas aglutinantes (5) fusibles;

(ii) exponer la banda (9) a condiciones que hacen que las partículas aglutinantes (5)

formen un aglutinante líquido fluido, y después solidificar el aglutinante líquido para 10 formar uniones entre las fibras de la banda (9) y proporcionar, de este modo, una banda (11) esponjada previamente consolidada que tiene más de un 50% de huecos intercomunicados; y (iii) aplicar partículas abrasivas a la banda (11) previamente consolidada, y unir las partículas abrasivas a las fibras de la banda (11) previamente consolidada para proporcionar el artículo abrasivo.

2. Un método según la reivindicación 1, en el que la etapa (i) comprende formar fibras (1) en una banda (3) no tejida tridimensional, y después poner en contacto la banda (3) con el material en partículas en seco, o mezclar las fibras (1) con el material en partículas en seco, y después formar la mezcla en una banda (3) no tejida tridimensional.

3. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las fibras (1) de la banda 25 (3, 9, 11, 17) comprenden fibras sintéticas o fibras naturales o mezclas de las mismas.

4. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las partículas aglutinantes (5) fusibles comprenden materiales termoendurecibles o termoplásticos.

5. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las partículas aglutinantes

(5) se aplican a la banda (3) sin aplicar una fuerza de compresión a la banda (3) .

6. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las partículas aglutinantes

(5) se depositan a través de todo el espesor de la banda (3) bajo la acción de una fuerza electrostática. 35

7. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que se aplica una carga electrostática a las partículas aglutinantes (5) , que luego son dirigidas hacia la banda (3) mientras que la última se encuentra en una superficie de soporte con toma a tierra.

8. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la banda (9) se expone a calor y/o humedad para hacer que las partículas aglutinantes (5) formen el líquido aglutinante capaz de fluir.

9. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las partículas abrasivas se unen a las fibras de la banda (11) previamente consolidada por al menos una resina aglomerante de revestimiento, 45 por ejemplo, una resina seleccionada del grupo consistente en: resinas de látex y resinas fenólicas.

10. Un método según la reivindicación 9, en el que se aplica la resina aglomerante de revestimiento a la banda (11) previamente consolidada en forma líquida.

11. Un método según la reivindicación 9 o la reivindicación 10, en el que las partículas abrasivas se aplican a la banda (11) previamente consolidada al mismo tiempo que la resina aglomerante de revestimiento.