BRPI0215335B1 - método para fabricar um artigo abrasivo gravado em relevo - Google Patents

Abstract

"método para fabricar um artigo abrasivo gravado em relevo". a invenção fornece um método para fabricar um artigo abrasivo gravado em relevo compreendendo fornecer um suporte de espuma tipo folha tendo uma primeira superfície e uma segunda superfície oposta; fornecer um revestimento abrasivo compreendendo partículas abrasivas e aglutinante sobre a dita primeira superfície para fornecer um artigo abrasivo; e aplicar sob pressão uma ferramenta de gravar em relevo padronizada tendo uma superfície em relevo incluindo pelo menos um padrão de áreas em relevo ao revestimento abrasivo do artigo abrasivo para fornecer um padrão gravado em relevo pelo menos incluindo áreas rebaixadas correspondendo às áreas em relevo das superfície em relevo no dito revestimento abrasivo e no dito suporte de espuma para fornecer um artigo abrasivo gravado em relevo.

Description

“MÉTODO PARA FABRICAR UM ARTIGO ABRASIVO GRAVADO EM RELEVO” A presente invenção diz respeito a um método para fabricar um produto abrasivo gravando-se em relevo um abrasivo de polimento ou tridimensional revestido com uma parte traseira em espuma com uma ferramenta de gravar em relevo padronizada.

Na indústria de abrasivo existe um tendência ao acabamento de superfície cada vez mais fino. Naturalmente, para se obter estes acabamentos de superfície mais finos, partículas abrasivas de tamanho menor são utilizadas no artigo abrasivo. Em alguns exemplos o tamanho de partícula destas partículas abrasivas de tamanho pequeno é menor do que 50 μιη, tipicamente menor do que 25 pm e algumas vezes menor do que 10 pm. Em alguns exemplos, as pastas abrasivas livres são utilizadas ao invés de usar artigos abrasivos fixos onde as partículas abrasivas podem ser ligadas juntas (para fornecer um produto abrasivo ligado) ou a um suporte (para fornecer um produto abrasivo revestido). Muitos anos atrás, estas pastas abrasivas livres foram capazes de obter acabamentos de superfície que não foram previamente obteníveis com os abrasivos fixos. Nos últimos anos, entretanto, os avanços nos abrasivos fixos, especialmente abrasivos revestidos, têm permitido que abrasivos revestidos substituam eficazmente as pastas abrasivas livres em certas aplicações e desse modo evita o equipamento de manejo de líquido requerido, e os problemas de descarte de resíduo associados com, o uso de pastas.

Em muitos exemplos para se obter um acabamento de superfície preciso, o processo de polimento é feito na presença de um fluido, tipicamente água ou algum outro tipo de lubrificante. O fluido serve para vários propósitos incluindo minimizar a geração de calor e serve como um meio para remover o cavaco ou os resíduos gerados durante o polimento. Se o cavaco não é eficazmente removido durante o polimento, é possível para o cavaco se tome redepositado no revestimento abrasivo e desse modo pode causar arranhões grossos e indesejados. Assim, é imperativo que o cavaco seja removido para fornecer fluxo de fluido eficaz na interface entre o revestimento abrasivo e a superfície de peça que é polida.

Para todos dos benefícios do fluido, existe algumas vezes desvantagens. Por exemplo, com as partículas abrasivas muito pequenas, a superfície externa resultante do revestimento abrasivo pode ser relativamente lisa. A combinação do fluido e o revestimento abrasivo liso foi conhecida criar o que é conhecido na indústria como “atrito estático”, com o qual o fluido agirá como adesivo entre o revestimento abrasivo e a superfície da peça para fazer com que estas superfícies fixem junto com os resultados indesejados. O atrito estático tipicamente ocorre em produtos abrasivos revestidos tipo polidor. Existem dois tipos comuns de produtos abrasivos revestidos. O primeiro tipo tem as partículas abrasivas ligadas ao suporte por meios de um revestimento de constituição. A sobreposição dos grãos abrasivos é um revestimento de encolamento, que ainda reforça os grãos abrasivos. Neste primeiro tipo, existe essencialmente uma ou duas camadas de partículas abrasivas. Nos graus finos, as partículas abrasivas são tão pequenas que o abrasivo revestido resultante pode apresentar uma vida relativamente curta. A segunda construção de abrasivo revestido tem as partículas abrasivas dispersas, típica e uniformemente dispersas, no aglutinante. Esta segunda construção é algumas vezes referida como uma “película de polimento”. A película de polimento pode ter vida mais longa porque tipicamente existe camadas múltiplas de partículas abrasivas quando comparado à construção com os revestimentos de constituição e de encolamento. Do mesmo modo, a película de polimento pode produzir um acabamento de superfície mais fino porque as partículas abrasivas são mais embutidas em um aglutinante. Reciprocamente, as películas de polimento tendem a ter taxas de corte mais baixas visto que o primeiro tipo de construção tende a ter mais projeção de partículas abrasivas. O atrito estático tende a ocorrer mais freqüentemente com a construção tipo polimento porque as partículas abrasivas são embutidas no aglutinante para fornecer uma superfície regular. Vários produtos tipo polidor foram fornecidos com um revestimento abrasivo que é formado ou estruturado, isto é, tendo porções levantadas e porções rebaixadas. Estes produtos são vendidos pela Minnesota Mining and Manufacturing (3M) Company sob a designação comercial produtos abrasivos “TRIZACTT Eles são no geral descritos na Patente U.S. N2 5.152.917 (Pieper, et al.). Outros produtos de polimento são também descritos na Patente U.S. N2 5.489.235 (Gagliardi, etal). A Patente U.S. N2 2.115.897 (Wooddell et al.) divulga um artigo abrasivo tendo um suporte tendo anexado a ele por um adesivo uma pluralidade de segmentos abrasivos ligados. Estes segmentos abrasivos ligados podem ser adesivamente presos ao suporte em um padrão especificado. A Patente U.S. N2 2.242.877 (Albertson) divulga um método para fabricar um disco abrasivo comprimido. Várias camadas de discos de fibra abrasivo revestidas são colocadas em um molde e depois submetidas ao calor e pressão para formar o disco de centro comprimido. O molde tem um padrão especificado, que depois transfere ao disco de centro comprimido, assim rendendo um artigo abrasivo revestido padrão. A Patente U.S. N2 2.755.607 (Haywood) divulga um abrasivo revestido no qual existem partes altas e canais de porções abrasivas. Um revestimento adesivo é aplicado à superfície frontal de um suporte e este revestimento adesivo depois é cardado para criar picos e vales. Em seguida, os grãos abrasivos são projetados no adesivo seguido pela solidificação do revestimento adesivo. A Patente U.S. N“ 3.048.482 (Hurst) divulga um artigo abrasivo compreendendo um suporte, um sistema de ligação e grânulos abrasivos que são presos ao suporte pelo sistema de ligação. Os grânulos abrasivos são um compósito de grãos abrasivos e um aglutinante que é separado do sistema de ligação. Os grânulos abrasivos são tridimensionais e são preferivelmente piramidais na forma. Para fabricar este artigo abrasivo, os grânulos abrasivos são primeiro fabricados via um processo de moldagem. Em seguida, um suporte é colocado em um molde, seguido pelo sistema de ligação e os grânulos abrasivos. O molde tem cavidades padronizadas nesses que resultam nos grânulos abrasivos tendo um padrão especificado no suporte. A Patente U.S. N2 3.605.349 (Anthon) diz respeito a um artigo abrasivo tipo polidor. O aglutinante e o grão abrasivo são misturados juntos e depois pulverizados no suporte através de uma grade. A presença da grade resulta em um revestimento abrasivo padronizado. A Patente U.S. N° 4.055.029 (Kalbow) descreve uma almofada de polimento de espuma de célula aberta tendo uma pluralidade de protuberâncias com uma superfície de esfregamento. As protuberâncias sendo definidas pelas superfícies periféricas no geral perpendiculares a, e formando no geral bordas acentuadas com, a superfície de esfregamento superior da protuberância. A superfície de esfregamento ainda pode compreender as partículas abrasivas embutidas em um revestimento adesivo na superfície. A Patente U.S. N2 4.111.666 (Kalbow), uma continuação em parte da Patente U.S. N2 4.055.029, divulga uma almofada de polimento com uma superfície de esfregamento melhorada reforçada com agentes reativos absorvidos tais como um poliuretano de dois componentes. A superfície reforçada é mais rígida do que o material de espuma da almofada. O Pedido de Patente da Grã Bretanha N2 2.094.824 (Moore) diz respeito a uma película de polimento padronizada. A pasta de abrasivo/resina aglutinante é preparada e a pasta é aplicada através de uma máscara para formar ilhas separadas. Em seguida, a resina aglutinante é curada. A máscara pode ser um tela de seda, estêncil, arame ou uma malha.

As Patente U.S. N- 4.644.703 (Kaczmarek et al.) e 4.773.920 (Chasman et al) dizem respeito a um artigo abrasivo de polimento compreendendo um suporte e um revestimento abrasivo aderido ao suporte. O revestimento abrasivo compreende uma suspensão de grãos abrasivos de tamanho de polimento e um aglutinante curado pela polimerização por radical livre. O revestimento abrasivo pode ser formado em um padrão por um cilindro de rotogravura. A Patente U.S. N2 4.930.266 (Calhoun et al) divulga um abrasivo laminado gravado em relevo em que os grânulos abrasivos são fortemente ligados e repousam substancialmente em um plano em um espaçamento lateral predeterminado. Nesta invenção os grânulos abrasivos são aplicados via uma técnica de colisão de modo que cada grânulo é essencial e individualmente aplicado ao suporte abrasivo. Isto resulta em um laminado abrasivo tendo um espaçamento precisamente controlado dos grânulos abrasivos. A Patente U.S. N2 5.014.468 (Ravipati et al) diz respeito a uma película de polimento intencionada para aplicações oftálmicas. A película de polimento compreende um revestimento de superfície padronizada de grãos abrasivos dispersos em um aglutinante adesivo curado por radiação. Para fabricar a superfície padronizada uma pasta aglutinante abrasiva/curável é formada na superfície de um cilindro de rotogravura, a pasta formada removida da superfície do cilindro e depois submetida a energia por radiação para a cura. A Patente U.S. N2 5.015.266 (Yamamoto) diz respeito a uma folha abrasiva revestindo-se uniformemente uma pasta abrasiva/adesiva sobre uma folha gravada em relevo para fornecer um revestimento abrasivo que na cura tem porções abrasivas altas e baixas formada pela tensão de superfície da pasta, correspondendo às irregularidades da folha base. A Patente U.S. N2 5.107.626 (Mucci) divulga um método de fornecer uma superfície padronizada em um substrato pela raspagem com um abrasivo revestido contendo uma pluralidade de compósitos abrasivos precisamente formados. Os compósitos abrasivos estão em um arranjo não aleatório e cada compósito compreende uma pluralidade de grãos abrasivos dispersos em um aglutinante. O Pedido de Patente Japonês N2 02-083172 (Tsukada et al, publicado em 23 de março, 1990) divulga um método de uma fabricação de uma película de polimento tendo um padrão especificado. Uma pasta abrasiva/aglutinante é revestida em endentações em uma ferramenta. Um suporte depois é aplicado sobre a ferramenta e o aglutinante na pasta abrasiva é curado. Em seguida, o abrasivo revestido resultante é removido da ferramenta. O aglutinante pode ser curado pela energia por radiação ou pela energia térmica. O Pedido de Patente Japonês N2 JP 4-159084 (Nishio et al, publicado em 2 de Junho, 1992) divulga um método para fabricar uma fita de polimento. Um pasta abrasiva compreendendo grãos abrasivos e uma resina curável por feixe de elétrons são aplicadas à superfície de um cilindro de entalho ou placa de endentação. Depois a pasta abrasiva é exposta a um feixe de elétrons que cura o aglutinante e a fita de polimento resultante é removida do cilindro. A Patente U.S. N2 5.437.754 (Calhoun), designada ao mesmo cessionário como o presente pedido, divulga um método para fabricar um artigo abrasivo. Uma pasta abrasiva é revestida em recessos de um substrato gravado em relevo. A construção resultante é laminada a um suporte e o aglutinante na pasta abrasiva é curado. O substrato gravado em relevo é removido e a pasta abrasiva adere ao suporte. A Patente U.S. N2 5.219.462 (Bruxvoort et al.), designada ao mesmo cessionário como o presente pedido, divulga um método para fabricar um artigo abrasivo. Uma pasta de abrasivo/aglutinante/agente de expansão é revestida substancialmente apenas nos recessos de um suporte gravado em relevo. Depois de revestir, o aglutinante é curado e o agente de expansão é ativado. Isto faz com que a pasta expanda acima da superfície do suporte gravado em relevo. A Patente U.S. N2 5.435.816 (Spurgeon et al.), designada ao mesmo cessionário como o presente pedido, divulga um método para fabricar um artigo abrasivo. Em um aspecto desta patente, uma pasta abrasiva/aglutinante é revestida em recessos de um substrato gravado em relevo. A energia por radiação é transmitida através do substrato gravado em relevo e na pasta abrasiva para curar o aglutinante. A Patente U.S. N2 5.658.184 (Hoopman et al.) descreve uma ferramenta de dobrar pregos. A ferramenta de dobrar pregos compreende uma pluralidade de compósitos abrasivos em um substrato. O substrato é anexado a um suporte de espuma. A Patente U.S. N2 5.672.097 (Hoopman), designada ao mesmo cessionário como o presente pedido, divulga um artigo abrasivo onde os aspectos são precisamente formados mas variam entre eles próprios. A Patente U.S. N2 5.692.950 (Rutherford et al.) descreve uma construção abrasiva compreendendo uma pluralidade de compósitos tridimensionais em um suporte. Um elemento de espuma elástica é aderido ao suporte. A Patente U.S. N2 5.714.259 (Holmes et al.) divulga um produto abrasivo com compósitos abrasivos precisamente formados. Os compósitos são ligados a um substrato, que pode ser uma espuma polimérica. A Patente U.S. N2 5.910.471 (Christianson et al.) descreve um artigo abrasivo compreendendo uma pluralidade de compósitos abrasivos em um suporte, o suporte sendo aderido a uma almofada de suporte, que é anexada a uma almofada de espuma que fornece um almofada para o artigo abrasivo durante o polimento. O suporte também pode servir como uma almofada de suporte. Por exemplo, o suporte pode ser um suporte de espuma tal como um suporte de espuma de poliuretano. O que é desejado na indústria é um artigo abrasivo com uma parte traseira em espuma que minimiza qualquer cavaco ou resíduos formados na interface de raspagem; rapidamente gera o acabamento de superfície preciso; tem vida longa; e minimiza o atrito estático. A invenção fornece um método para fabricar um produto abrasivo com uma parte traseira em espuma gravado em relevo que supera certos dos problemas citados acima.

Especificamente, a invenção fornece um método para fabricar um artigo abrasivo gravado em relevo compreendendo: a. fornecer um suporte de espuma tipo folha tendo uma primeira superfície e uma segunda superfície oposta; b. fornecer um revestimento abrasivo compreendendo partículas abrasivas e aglutinante sobre a dita primeira superfície para fornecer, um artigo abrasivo; e c. aplicar sob pressão uma ferramenta de gravar em relevo padronizada tendo uma superfície de gravação em relevo incluindo pelo menos um padrão de áreas em relevo ao revestimento abrasivo do artigo abrasivo para fornecer um padrão gravado em relevo pelo menos incluindo áreas rebaixadas correspondendo às áreas em relevo da dita superfície de gravação em relevo no dito revestimento abrasivo e no dito suporte de espuma para fornecer um artigo abrasivo gravado em relevo. A superfície em relevo também pode incluir áreas rebaixadas e assim o item gravado em relevo também incluiría áreas em relevo correspondendo às áreas rebaixadas da superfície em relevo. O padrão gravado em relevo pode ser um padrão uniforme ou um padrão aleatório. O revestimento abrasivo pode ser fabricado utilizando-se um revestimento de constituição aglutinante curável escoável no qual são depositadas partículas abrasivas tais que elas sejam pelo menos parcialmente embutidas no revestimento de constituição não curado, seguido pela cura pelo menos parcial do revestimento de constituição para fornecer um artigo manuseável que depois pode ser opcionalmente revestido com um revestimento de encolamento aglutinante escoável. Conseqüentemente, os revestimentos são completamente curados para fornecer um artigo abrasivo revestido. O revestimento abrasivo também pode ser fornecido aplicando-se uma mistura de partículas aglutinantes e abrasivas curáveis escoáveis, à primeira superfície e curando-se o aglutinante curável escoável para fornecer o revestimento abrasivo. Preferivelmente, o revestimento abrasivo aplicado neste modo é contatado com um dispositivo tendo uma superfície que confere um padrão ao revestimento abrasivo para fornecer áreas em relevo e áreas rebaixadas no revestimento abrasivo, mas não no suporte de espuma antes de curar. Conseqüentemente, o revestimento abrasivo padronizado ou estruturado é curado de modo a reter a superfície padronizada abrasiva. A ferramenta de gravar em relevo preferida é um cilindro de gravação em relevo tendo uma superfície que inclui depressões e porções levantadas apropriadamente dimensionadas para produzir um padrão desejado. Preferivelmente a gravação em relevo é tal que as áreas rebaixadas estendem no suporte de espuma pelo menos cerca de 200 pm.

Os suportes de espuma preferidos têm uma espessura de pelo menos 0,2 mm, preferivelmente a espessura na faixa de cerca de 1 mm a cerca de 6 mm. A espuma pode ser uma espuma de célula aberta ou uma espuma de célula fechada. A gravação em relevo tipicamente resulta em depressões na espuma em que a distância entre o ponto baixo na depressão e ponto alto das extremidades distais das áreas em relevo está pelo menos na ordem de cerca de 200 micrômetros, preferivelmente pelo menos cerca de 500 micrômetros.

Qualquer um de uma variedade de suportes de espuma gravável em relevo pode ser utilizado como o suporte de espuma. Um suporte de espuma preferido é um suporte de espuma de polietileno disponível da Minnesota Mining and Manufacturing Company (3M) sob a designação de produto 4496W.

Os suportes de espuma úteis terão uma espessura na ordem de 0,2 a 25 mm, uma densidade na ordem de 0,02 a 0,5 g/cm , e um durômetro (Shore 00) preferivelmente na ordem de 15 a 100, embora as espumas com um durômetro menor do que 15 possam ser úteis em algumas aplicações. A temperatura de gravação em relevo é muito dependente do tipo de espuma, por exemplo, as espumas de ajuste por compressão podem ser gravadas em relevo com uma ferramenta de gravação em relevo que não necessita ser aquecida acima da temperatura ambiente. Preferivelmente a ferramenta de gravação em relevo é aquecida para outros tipos de espumas para facilitar a gravação em relevo em uma temperatura de pelo menos cerca de 30°C, preferivelmente aquecendo em uma temperatura na faixa de cerca de 80°Cacercade210°C. A ferramenta de gravação em relevo é preferivelmente aplicada em uma pressão na faixa de cerca de 1,5 a 200 N/cm de extensão de rede, embora isto possa variar, dependendo da composição e construção do suporte de espuma.

Definição de Termos O termo “espuma” deve referir-se às espumas tanto de célula aberta quanto de célula fechada. O termo “suporte” deve significar os materiais de folha de espuma. 0 termo “revestimento abrasivo formado” deve significar um revestimento de um aglutinante curado e material abrasivo que tem uma superfície exposta ou de trabalho que inclui as porções levantadas e as porções rebaixadas. O termo “pelo menos parcialmente curada” deve significar que “parte” ou “todo” do material precursor curável foi curado a um tal grau que é manuseável e coletável. O termo “pelo menos parcialmente curada” não significa que parte ou todo do precursor aglutinante curável é sempre completamente curado, mas é suficientemente curado, depois que é pelo menos parcialmente curado, para ser manuseável e coletável.

Como aqui usado, a expressão “manuseável e coletável” refere-se ao material que não fluirá ou experimentará substancialmente uma mudança substancial na forma se submetido a uma força aplicada que tende a puxar ou deformar um corpo. A expressão “completamente curada” deve significar que o precursor aglutinante é suficientemente curado de modo que o produto resultante funcionará como um artigo abrasivo, por exemplo um artigo revestido. O produto abrasivo da presente invenção tem uma vida longa e útil por causa da existência do padrão gravado em relevo que fornece áreas pré formadas separadas por linhas de depressão gravadas em relevo que fornecem uma área de coleta para o cavaco e os resíduos gerados durante operações de raspagem com o produto. Assim, o produto abrasivo pode incluir muitos grãos abrasivos finos para fornecer acabamentos de superfície extremamente finos a qualquer uma de uma variedade de superfícies de trabalho. O produto da invenção fornece uma substituição viável para a utilização de pastas abrasivas soltas e remove a necessidade para o equipamento de manejo de líquido normalmente associado com as pastas e a necessidade para encontrar locais de descarte apropriados para as pastas usadas. A presença das áreas rebaixadas fornecidas pelas linhas gravadas em relevo entre o padrão de corpos que são revestidos com abrasivo fornecem fluxo de fluido eficaz na face de trabalho do produto abrasivo da invenção sem “atrito estático” indesejado que é normalmente encontrada na películas de polimento de superfície regular nas superfícies da peça de trabalho de superfície regular.

Breve Descricão dos Desenhos A Fig. 1 é uma representação desenhada da seção transversal esquemática ampliada de uma porção de um produto abrasivo fabricado pelo uso do método da presente invenção. A Fig. 2 é uma vista plana do topo de um disco abrasivo gravado em relevo fabricado pela utilização do método da presente invenção. A Fig. 3 é uma representação esquemática de um método para fabricar um artigo abrasivo que pode ser gravado em relevo de acordo com o método da presente invenção. A Fig. 4 é uma vista plana do topo de um cilindro para fabricar uma ferramenta de produção útil para fabricar um artigo abrasivo que pode ser gravado em relevo de acordo com o método da presente invenção. A Fig. 5 é uma vista secional ampliada de um segmento do cilindro representado na Fig. 4 determinada na linha 5-5 para mostrar o detalhe da superfície. A Fig. 6 é uma vista secional ampliada de outro segmento da superfície padronizada do cilindro representado na Fig. 4. determinada na linha 6-6. A Fig. 7 é uma representação esquemática de um método para fabricar o artigo abrasivo gravado em relevo de acordo com a presente invenção. A Fig. 1 mostra uma representação desenhada da seção transversal esquemática ampliada de uma porção de um produto abrasivo 10 fabricado pelo método da presente invenção. O produto abrasivo 10 inclui o suporte de espuma 11 tendo uma primeira superfície 12 e uma superfície oposta 13. Anterior à gravação em relevo, um revestimento abrasivo é fornecido na primeira superfície 12. O revestimento abrasivo pode ser fabricado com um revestimento de constituição que inclui partículas abrasivas parcialmente embutidas cujo revestimento e as partículas são preferivelmente revestidas com um revestimento de encolamento, ou um compósito abrasivo em que as partículas abrasivas são uniformemente dispersas em um aglutinante curado. O revestimento abrasivo 14 representado na Fig. 1 é fabricado aplicando-se uma mistura de partículas abrasivas e aglutinante curável a uma superfície de suporte 12, e antes da cura, aplicar uma superfície de uma ferramenta de produção ao revestimento não curado para conferir um acabamento texturizado incluindo as áreas rebaixadas 15 e as áreas em relevo 16 para fornecer uma superfície abrasiva estruturada. A fabricação deste tipo de produto pode ser realizada pela utilização do equipamento esquematicamente mostrado na Fig. 3. A Fig. 3 ilustra um aparelho 23 para aplicar um revestimento formado à primeira superfície principal do suporte de espuma 25. Uma ferramenta de produção 24 está na forma de correia tendo uma superfície de contato que carrega cavidade 30, superfície de suporte oposta 38, e cavidades apropriadamente classificadas por tamanho dentro da superfície de contato 30. O suporte 25 que tem uma primeira superfície principal 26 e uma segunda superfície principal 27 é desenrolado do cilindro 28. Ao mesmo tempo que o suporte 25 é desenrolado do cilindro 28, a ferramenta de produção 24 é desenrolada do cilindro 29. A superfície de contato 30 da ferramenta de produção 24 é revestida com uma mistura de partículas abrasivas e precursor aglutinante no local de revestimento 31. A mistura pode ser aquecida para rebaixar a viscosidade anterior a ou durante a etapa de revestimento. O local de revestimento pode compreender quaisquer meios de revestimento convencionais, tais como revestidor de faca, revestidor de matriz em queda, revestidor de cortina, revestidor de matriz em vácuo, ou um revestidor de matriz em extrusão. Depois que a superfície de contato 30 da ferramenta de produção 24 é revestida, o suporte 25 e a ferramenta de produção 24 são conduzidos juntos tais que a mistura umedeça a primeira superfície principal 26 do suporte 25. Na Fig. 3 a mistura é forçada em contato com o suporte 25 por meios de um contato de cilindro de aperto 33, que também força a ferramenta de construção de produção/mistura/suporte contra um tambor de suporte 35. Em seguida, uma dose suficiente de energia por radiação é transmitida por uma fonte de energia por radiação 37 através da superfície posterior 38 da ferramenta de produção 24 e na mistura para pelo menos parcialmente curar o precursor aglutinante, desse modo formando uma estrutura manuseável formada 39. A ferramenta de produção 24 depois é separada da estrutura manuseável formada 39. A separação da ferramenta de produção 24 da estrutura manuseável formada 39 ocorre no cilindro 40.0 ângulo, alfa, entre a estrutura manuseável formada 39 e a ferramenta de produção 24 imediatamente depois de passar sobre o cilindro 40 é preferivelmente um ângulo pronunciado, por exemplo, em excesso de 30 graus, de modo a realizar a separação pura da estrutura manuseável formada 39 da ferramenta de produção 24. A ferramenta de produção 24 é reenrolada como o cilindro 41 de modo que ela possa ser reusada. A estrutura manuseável formada 39 é enrolada como o cilindro 43. Se o precursor aglutinante não foi completamente curado, ele depois pode ser completamente curado pela exposição a uma fonte de energia adicional, tal como uma fonte de energia térmica ou uma fonte adicional de energia por radiação, para formar o artigo abrasivo revestido. Altemativamente, a cura total pode resultar eventualmente sem o uso de uma fonte de energia adicional para formar o artigo abrasivo revestido. Como aqui usado, a frase “cura total” significa que o precursor aglutinante é suficientemente curado de modo que o produto resultante funcionará como um artigo abrasivo, por exemplo, um artigo abrasivo revestido. O artigo abrasivo com uma parte traseira em espuma curado fabricado pelo uso do equipamento representado na Fig. 3 tem uma superfície relativamente lisa exceto para as ondulações de superfície concedidas pela ferramenta de produção 24. Como mostrado na Fig. 7, a superfície do artigo abrasivo 39 depois é submetida ao contato com uma ferramenta de gravação em relevo na forma de um cilindro de gravação em relevo padronizado 70 que tem áreas em relevo 71.0 cilindro 70 é o cilindro de apoio não aquecido liso adjacente desdobrado 72 tal que as áreas em relevo 71 no cilindro de gravação em relevo 70 conferem um padrão gravado em relevo no revestimento abrasivo e no suporte de espuma que se estende no suporte de espuma preferivelmente pelo menos de 200 pm. As linhas gravadas em relevo, como representado na Fig. 2, define ilhas abrasivas que são caracterizadas por linhas gravadas em relevo 21 na direção da máquina e linhas gravadas em relevo transversais 22 para criar depressões 18, como representado na Fig. 1.

Os componentes do produto abrasivo que é gravado em relevo de acordo com o método da presente invenção são aqui descritos.

Partículas abrasivas Um artigo abrasivo da presente invenção tipicamente compreende pelo menos uma camada compósita abrasiva que inclui uma pluralidade de partículas abrasivas dispersas em subunidades poliméricas precursoras. O aglutinante é formado a partir de um precursor aglutinante compreendendo subunidades poliméricas precursoras. As partículas abrasivas podem ser uniformemente dispersas em um aglutinante ou altemativamente as partículas abrasivas podem ser dispersas nessas não uniformemente. É preferido que as partículas abrasivas sejam uniformemente dispersas no aglutinante de modo que o artigo abrasivo resultante tenha uma capacidade de corte mais consistente. O tamanho de partícula médio das partículas abrasivas pode variar de cerca de 0,01 a 1500 micrômetros, tipicamente entre 0,01 e 500 micrômetros, e mais no geral entre 1 e 100 micrômetros. O tamanho da partícula abrasiva é tipicamente especificado ser a dimensão mais longa da partícula abrasiva. Na maioria dos casos haverá uma distribuição de faixa de tamanhos de partícula. Em alguns exemplos é preferido que a distribuição do tamanho de partícula seja rigidamente controlada tal que o artigo abrasivo resultante forneça um acabamento de superfície consistente na peça que é raspada.

Os exemplos de partículas abrasivas duras convencionais incluem óxido de alumínio fundido, óxido de alumínio tratado com calor, óxido de alumínio fundido branco, carbeto de silício preto, carbeto de silício verde, diboreto de titânio, carbeto de boro, carbeto de tungstênio, carbeto de titânio, diamante (tanto natural quanto sintético), sílica, óxido de ferro, crômia, céria, zircônia, dióxido de titânio, silicatos, óxido de estanho, nitreto de boro cúbico, granada, alumina zircônia fundida, partículas abrasivas sol gel e outros. Os exemplos de partículas abrasivas sol gel podem ser encontrado nas Patente U.S. N~ 4.314.827 (Leitheiser et al); 4.623.364 (Cottringer et al); 4.744.802 (Schwabel); 4.770.671 (Monroe et al.) e 4.881.951 (Wood et al.). O termo partícula abrasiva, como aqui usado, também inclui partículas abrasivas simples ligadas junto com um polímero para formar um aglomerado abrasivo. Os aglomerados abrasivos são ainda descritos nas Patente U.S. N- 4.311.489 (Kressner); 4.652,275 (Bloecher et al); 4.799.939 (Bloecher et al.), e 5.500.273 (Holmes et al). Altemativamente, as partículas abrasivas podem ser ligadas juntas por forças atrativas inter partícula. A partícula abrasiva também pode ter uma forma associada com ela. Os exemplos de tais formas incluem bastões, triângulos, pirâmides, cones, esferas sólidas, esferas ocas e outros. Altemativamente, a partícula abrasiva pode ser, aleatoriamente formada.

As partículas abrasivas podem ser revestidas com materiais para fornecer as partículas com características desejadas. Por exemplo, os materiais aplicados à superfície de uma partícula abrasiva foram mostrados melhorar a adesão entre a partícula abrasiva e o polímero. Adicionalmente, um material aplicado à superfície de uma partícula abrasiva pode melhorar a dispersibilidade das partículas abrasivas nas subunídades poliméricas precursoras. Altemativamente, os revestimentos de superfície podem alterar e melhorar as características de corte da partícula abrasiva resultante. Tais revestimentos de superfície são descritos, por exemplo, nas Patente U.S. N~ 5.011.508 (Wald et al.); 1.910.444 (Nicholson); 3.041.156 (Rowse et al.); 5.009.675 (Kunz et al.); 4.997.461 (Markhoff-Matheny et ai); 5.213.591 (Celikkaya et al.); 5.085.671 (Martin et al.) e 5.042.991 (Kunz et al.). Enchedores Um artigo abrasivo desta invenção pode compreender um revestimento abrasivo que ainda compreende um enchedor. Um enchedor é um material particulado com uma faixa de tamanho de partícula médio entre 0,1 a 50 micrômetros, tipicamente entre 1 a 30 micrômetros. Os exemplos de enchedores úteis para esta invenção incluem carbonatos de metal (tais como carbonato de cálcio, carbonato de cálcio magnésio, carbonato de sódio, carbonato de magnésio), sílica (tais como quartzo, pérolas de vidro, bolhas de vidro e fibras de vidro), silicatos (tais como talco, argilas, montmorilonita, feldspato, mica, silicato de cálcio, metassilicato de cálcio, aluminossilicato de sódio, silicato de sódio), sulfatos de metal (tais como sulfato de cálcio, sulfato de bário, sulfato de sódio, sulfato de alumínio sódio, sulfato de alumínio), gipsita, vermiculita, açúcar, serragem, triidrato de alumínio, negro de fumo, óxidos metálicos (tais como óxido de cálcio, óxido de alumínio, óxido de estanho, dióxido de titânio), sulfítos metálicos (tais como sulfito de cálcio), partículas termoplásticas (tais como partículas de policarbonato, polieterimida, poliéster, polietileno, polissulfona, poliestireno, copolímero de bloco de acrilonitrila-butadieno-estireno, polipropileno, polímeros de acetal, poliuretanos, náilon) e partículas de termocura (tais como partículas de bolhas fenólicas, pérolas fenólicas, espuma de poliuretano e outras). O enchedor também pode ser um sal tal como um sal de haleto. Os exemplos de sais de haleto incluem cloreto de sódio, criolita de potássio, criolita de sódio, criolita de amônio, tetrafluoroborato de potássio, tetrafluoroborato de sódio, fluoretos de silício, cloreto de potássio, cloreto de magnésio. Os exemplos de enchedores metálicos incluem, estanho, chumbo, bismuto, cobalto, antimônio, cádmio, ferro e titânio. Outros enchedores mistos incluem enxofre, compostos de enxofre orgânico, grafita e sulfetos metálicos e agentes de suspensão.

Um exemplo de um agente de suspensão é uma partícula de sílica amorfa tendo uma área de superfície menor do que 150 metros quadrados/grama que está comercialmente disponível da DeGussa Corp., Rheinfelden, Alemanha, sob o nome comercial ΌΧ-50.” A adição do agente de suspensão pode rebaixar a viscosidade total da pasta abrasiva. O uso de agentes de suspensão ainda é descrito na Patente U.S. N2 5.368.619 (Culler). Aslutinantes compósitos abrasivos O revestimento abrasivo desta invenção é formado a partir de uma camada compósita abrasiva curável que compreende uma mistura de partículas abrasivas e subunidades poliméricas precursoras. A camada compósita abrasiva curável preferivelmente compreende subunidades poliméricas precursoras orgânicas. As subunidades poliméricas precursoras preferivelmente são capazes de fluir suficientemente de modo a serem capazes de revestir uma superfície. A solidificação das subunidades poliméricas precursoras pode ser obtida por cura (por exemplo, polimerização e/ou reticulação), por secagem (por exemplo, expelindo um líquido) e/ou simplesmente por esfriamento. As subunidades poliméricas precursoras podem ser uma composição orgânica transportada por solvente, transportada por água, ou 100% sólida (isto é, substancialmente isento de solvente). Tanto os polímeros ou materiais termoplásticos quanto os de termocura, assim como combinações destes, possivelmente usadas como subunidades poliméricas precursoras. Na cura das subunidades poliméricas precursoras, o compósito abrasivo curável é convertido no compósito abrasivo curado. As subunidades poliméricas precursoras preferidas podem ser uma resina curável de condensação ou uma resina polimerizável de adição. As resinas polimerizáveis de adição podem ser monômeros etilenicamente insaturados e/ou oligômeros. Os exemplos de materiais reticuláveis usáveis incluem resinas fenólicas, aglutinantes de bismaleimida, resinas de éter vinílico, resinas aminoplásticas tendo grupos carbonila alfa, beta insaturados pendentes, resinas de uretano, resinas de epóxi, resinas de acrilato, resinas de isocianurato acriladas, resinas de uréia-formaldeído, resinas de isocianurato, resinas de uretano acriladas, resinas de epóxi acriladas, ou misturas destes.

Uma camada compósita abrasiva pode compreender em peso entre cerca de 1 parte de partículas abrasivas a 90 partes de partículas abrasivas e 10 partes de subunidades poliméricas precursoras a 99 partes de subunidades poliméricas precursoras. Preferivelmente, uma camada compósita abrasiva pode compreender cerca de 30 a 85 partes de partículas abrasivas e cerca de 15 a 70 partes de subunidades poliméricas precursoras. Mais preferivelmente uma camada compósita abrasiva pode compreender cerca de 40 a 70 partes de partículas abrasivas e cerca de 30 a 60 partes de subunidades poliméricas precursoras.

As subunidades poliméricas precursoras são preferivelmente um material orgânico curável (isto é, uma subunidade polimérica ou material capaz de polimerizar e/ou reticular na exposição ao calor e/ou outras fontes de energia, tais como feixe de elétrons, luz ultravioleta, luz visível, etc., ou com o tempo na adição de um catalisador químico, umectação, ou outro agente que faz com que o polímero cure ou polimerize). Os exemplos de subunidades poliméricas precursoras incluem os polímeros de amino ou polímeros aminoplásticos tais como polímeros de uréia-formaldeído alquilados, polímeros de melamina-formaldeído, e polímero de benzoguanamina-formaldeído alquilado, polímeros de acrilato incluindo acrilatos e metacrilatos, acrilatos de alquila, epóxis acrilados, uretanos acrilados, poliésteres acrilados, poliéteres acrilados, éteres vinílicos, óleos acrilados, e siliconas acriladas, polímeros alquídicos tais como polímeros alquídicos de uretano, polímeros de poliéster, polímeros de uretano reativos, polímeros fenólicos tais como polímeros de resol e novolac, polímeros fenólicos/látex, polímeros de epóxi tais como polímeros de bisfenol epóxi, isocianatos, isocianuratos, polímeros de polissiloxano incluindo polímeros de alquilalcoxissilano, ou polímeros vinílicos reativos. O aglutinante resultante pode estar na forma de monômeros, oligômeros, polímeros, ou combinações destes.

As subunidades poliméricas precursoras aminoplásticas têm pelo menos um grupo carbonila alfa, beta insaturado pendente por molécula ou oligômero. Estes materiais poliméricos ainda são descritos nas Patente U.S. N- 4.903.440 (Larson et at.) e S,236,472 (Kirk et al).

Os revestimentos abrasivos curados preferidos são gerados a partir de subunidades poliméricas precursoras curáveis de radical livre. Estas subunidades poliméricas precursoras são capazes de polimerizar rapidamente em uma exposição a energia térmica e/ou a energia por radiação. Uma sub-série preferida de subunidades poliméricas precursoras curáveis de radical livre inclui subunidades poliméricas precursoras etilenicamente insaturadas. Os exemplos de tais subunidades poliméricas precursoras etilenicamente insaturadas incluem monômeros ou oligômeros aminoplásticos tendo grupos carbonila alfa, beta insaturados pendentes, monômeros etilenicamente insaturados ou oligômeros, monômeros de isocianurato acrilados, oligômeros de uretano acrilados, monômeros ou oligômeros de epóxi acrilados, monômeros ou diluentes etilenicamente insaturados, dispersões de acrilato, e misturas destes. O termo acrilato inclui tanto acrilatos quanto metacrilatos.

As subunidades poliméricas precursoras etilenicamente insaturadas incluem tanto os compostos monoméricos quanto poliméricos que contêm átomos de carbono, hidrogênio e oxigênio, e opcionalmente, nitrogênio e os halogênios. Os átomos de oxigênio ou nitrogênio ou ambos estão no geral presentes na forma de grupos éter, éster, uretano, amida, e uréia. Os monômeros etilenicamente insaturados podem ser monofuncionais, difimcionais, trifimcionais, tetrafimcionais ou ainda de funcionalidade mais alta, e incluem tanto os monômeros com base em acrilato quanto em metacrilato. Os compostos etilenicamente insaturados adequados são preferivelmente ésteres fabricados da reação de compostos contendo grupos monoidróxi alifáticos ou grupos poliidróxi alifáticos e ácidos carboxíücos insaturados, tais como ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido itacônico, ácido crotônico, ácido isocrotônico, ou ácido maleico. Os exemplos representativos de monômeros etilenicamente insaturados incluem metacrilato de metila, metacrilato de etila, estireno, divinilbenzeno, acrilato de hidroxietila, metacrilato de hidroxietila, acrilato de hidroxipropila, metacrilato de hidroxipropila, acrilato de hidroxibutila, metacrilato de hidroxibutila, acrilato de laurila, acrilato de octila, acrilato de caprolactona, metacrilato de caprolactona, metacrilato de tetraidrofurfurila, acrilato de ciclo-hexila, acrilato de estearila, acrilato de 2-fenoxietila, acrilato de isooctila, acrilato de isobomila, acrilato de isodecila, monoacrilato de polietileno glicol, monoacrilato de polipropileno glicol, vinil tolueno, diacrilato de etileno glicol, diacrilato de polietileno glicol, dimetacrilato de etileno glicol, diacrilato de hexanodiol, diacrilato de trietileno glicol, acrilato de 2-(2-etoxietoxi) etila, triacrilato de trimetilol propano propoxilado, triacrilato de trimetilolpropano, triacrilato de glicerol, triacrilato de pentaertiitol, trimetacrilato de pentaeritritol, tetraacrilato de pentaeritritol e tetrametacrilato de pentaeritritol. Outros materiais etilenicamente insaturados incluem ésteres monoalílicos, polialílicos, ou polimetalílicos e amidas de ácidos carboxílicos, tais como fíalato de dialila, adipato de dialila, ou Ν,Ν-dialiladipamida. Ainda outros monômeros etilenicamente insaturados contendo nitrogênio incluem isocianurato de tris(2-acriloxietila), l,3,5-trÍ(2-metiacriloxietil)-s-triazina, acrilamida, metilacrilamida, N-metil-acrilamida, Ν,Ν-dimetilacrilamida, N-vinilpirrolidona, ou N-vinil-piperidona.

Uma subunidade polimérica precursora preferida contém uma combinação de dois ou mais monômeros de acrilato. Por exemplo, as subunidades poliméricas precursoras podem ser um combinação de acrilato trifimcional e um monômero funcional de acrilato. Um exemplo de uma subunidade polimérica precursora é uma combinação de triacrilato de trimetilol propano propoxilado e acrilato de 2-(2-etoxietoxi) etila. As razões em peso dos polímeros de acrilato multifuncional e acrilato monofuncional pode variar de cerca de 1 parte a cerca de 90 partes de acrilato multifuncional para cerca de 10 partes a cerca de 99 partes de acrilato monofuncional.

Também é possível formular uma subunidade polimérica precursora a partir de uma mistura de um acrilato e um polímero de epóxi, por exemplo, como descrito na Patente U.S. N2 4.751.138 (Tumey etal).

Outras subunidades poliméricas precursoras incluem derivados de isocianurato tendo pelo menos um grupo acrilato pendente e derivados de isocianato tendo pelo menos um grupo acrilato pendente ainda são descritas na Patente U.S. N2 4.652.274 (Boettcher et αί). O material de isocianurato preferido é um triacrilato de isocianurato de tris(hidroxietila).

Ainda outras subunidades poliméricas precursoras incluem ésteres de uretano de diacrilato assim como ésteres de uretano de poliacrilato ou poli metacrilato de poliésteres ou poliéteres estendidos de isocianato terminados em hidróxi. Os exemplos de acrilatos de uretano comercialmente disponíveis incluem aqueles sob o nome comercial “UVITHANE 782”, disponíveis da Morton Chemical, Moss Point, MS; “CMD 6600”, “CMD 8400”, e “CNM 8805”, disponíveis da UCB Radcure Specialties, Smyma, Ga,; resinas de “PHOTOMER” (por exemplo, PHOTOMER 6010) da Henkel Corp., Hoboken, NJ.; “EBECRYL 220” (acrilato de uretano aromático hexafimcional), “EBECRYL 284” (diacrilato de uretano alifático de 1200 diluído com diacrilato de 1,6-hexanodiol), “EBECRYL 4827” (diacrilato de uretano aromático), “EBECRYL 4830” (diacrilato de uretano alifático diluído com diacrilato de tetraetileno glicol), “EBECRYL 6602” (acrilato de uretano aromático trifimcional diluído com triacrilato de trimetilolpropano etóxi), “EBECRYL 840” (diacrilato de uretano alifático), e “EBECRYL 8402” (diacrilato de uretano alifático) da UCB Radcure Specialties; e resinas de “SARTOMER” (por exemplo, “SARTOMER” 9635, 9645, 9655, 963-B80, 966-A80, CN980M50. etc.) da Sartomer Co., Exton, Pa.

Ainda outras subunidades poliméricas precursoras incluem ésteres de epóxi de diacrilato assim como éster de epóxi de poliacrilato ou polimetacrilato tais como os ésteres de diacrilato de polímero de bisfenol A epóxi. Os exemplos de epóxis acrilados comercialmente disponíveis incluem aqueles sob o nome comercial “CND 3500”, “CND 3600”, e “CND 3700”, disponíveis da UCB Radcure Specialties.

Outras subunidades poliméricas precursoras também podem ser polímeros de poliéster acrilados. Os poliésteres acrilados são os produtos de reação de ácido acrílico com um poliéster com base em diol ácido/alifático dibásico. Os exemplos de poliésteres acrilados comercialmente disponíveis incluem aqueles conhecidos pelas designações comerciais “PHOTOMER 5007” (acrilato hexaíuncional), e “PHOTOMER 5018” (acrilato tetrafimcional) da Henkel Corp.; e “EBECRYL 80” (acrilato de poliéster modificado tetrafimcional), “EBECRYL 450” (hexaacrilato de poliéster modificado por ácido graxo) e “EBECRYL 830” (acrilato de poliéster hexafuncional) da UCB Radcure Specialties.

Outras subunidades poliméricas precursoras preferidas é uma combinação de oligômero e monômeros etilenicamente insaturados. Por exemplo as subunidades poliméricas precursoras podem compreender uma combinação de um oligômero de uretano funcional de acrilato e um ou mais monômeros funcionais de acrilato. Este monômero de acrilato pode ser um polímero de acrilato pentafuncional, acrilato tetrafimcional, acrilato trifuncional, acrilato bifuncional, acrilato monofuncional, ou combinações destes.

As subunidades poliméricas precursoras também podem ser uma dispersão de acrilato como aquela descrita na Patente U.S. Ne 5.378.252 (Follensbee).

Além dos polímeros de termocura, os aglutinantes termoplásticos também podem ser usados. Os exemplos de polímeros termoplásticos adequados incluem poliamidas, polietileno, polipropileno, poliésteres, poliuretanos, polieterimida, polissulfona, poliestireno, copolímero de bloco de acrilonitrila-butadieno-estireno, copolímeros de bloco de estireno-butadieno-estireno, copolímeros de bloco de estireno-isopreno-estireno, polímeros de acetal, cloreto de polivinila e combinações destes.

As subunidades poliméricas precursoras solúveis em água opcionalmente combinadas com uma resina de termocura podem ser usadas. Os exemplos de subunidades poliméricas precursoras solúveis em água incluem álcool polivinílico, cola para couro, ou éteres de celulose solúveis em água tais como hidroxipropilmetil celulose, metil celulose ou hidroxietilmetil celulose. Estes aglutinantes são relatados na Patente U.S. N2 4.255.164 (Butkze et al).

Aglutinantes de revestimento de constituição e de encolamento O aglutinante usado no abrasivo revestido, tal como um revestimento de constituição, de encolamento ou superencolamento, no geral será formado a partir de um aglutinante ou adesivo resinosos. O adesivo resinoso no geral será selecionado tal que ele tenha as propriedades adequadas necessárias para um aglutinante de artigo abrasivo. Os exemplos de adesivos resinosos típicos úteis nesta invenção incluem resinas de termocura, tais como resinas fenólicas, resinas aminoplásticas tendo grupos carbonila α,β-insaturados pendentes, resinas de uretano, resinas de epóxi, resinas etilenicamente insaturadas, resinas de isocianurato acriladas, resinas de uréia-formaldeído, resinas de isocianurato, resinas de uretano acriladas, resinas de epóxi acriladas, resinas de bismaleimida, resinas de epóxi modificadas por fluoreno, e misturas destes.

As resinas de epóxi úteis como aglutinantes têm um anel de oxirano e são polimerizadas pela abertura de anel. Tais resinas de epóxido incluem resinas de epóxi monoméricas e resinas de epóxi poliméricas. Estas resinas podem variar muito na natureza de seus suportes principais e grupos substituintes. Por exemplo, o suporte principal pode ser de qualquer tipo normalmente associado com resinas de epóxi e os grupos substituintes dessas pode ser qualquer grupo isento de um átomo de hidrogênio ativo que é reativo com um anel de oxirano na temperatura ambiente. Os exemplos representativos de grupos substituintes aceitáveis incluem halogênios, grupos éster, grupos éter, grupos sulfonados, grupos siloxano, grupos nitro e grupos fosfato. Os exemplos de algumas resinas de epóxi preferidas incluem 2,2-bis[4-(2,3-epóxi-propóxi)fenil]propano (éter diglicidílico de bisfenol) e resinas que são comercialmente disponíveis da Shell Chemical Co., Houston, TX, sob as designações comerciais “EPON 828 “, ΈΡΟΝ 1004”, e ΈΡΟΝ 1001 F”; e da Dow Chemical Co., Midland, MI, sob as designações comerciais “DER 331”, “DER 332”, e “DER 334”. As emulsões aquosas do éter diglicidílico de bisfenol A têm de cerca de 50 a 90% em peso de sólidos, preferivelmente de 50 a 70% em peso de sólidos, e ainda compreende um emulsificador não iônico. Uma emulsão que recebe esta descrição é disponível da Shell Chemical Co., Louisville, KY, sob a designação comercial “CMD 35201”. Outras resinas de epóxi adequadas incluem éteres diglicidílicos de fenol formaldeído novolac (que são disponíveis da Dow Chemical Co., Midland, MI, sob as designações comerciais “DEN 431” e “DEN 438”).

As resinas fenólicas são amplamente usadas em aglutinantes de artigo abrasivo por causa de suas propriedades térmicas, disponibilidade, custo e facilidade de manuseio. Existem dois tipos de resinas fenólicas, resol e novolac, e elas podem ser usadas nesta invenção. As resinas fenólicas resol têm uma razão molar de formaldeído para fenol, de maior do que ou igual a 1:1, tipicamente entre 1,5:1,0 a 3,0:1,0. As resinas novolac tem uma razão molar de formaldeído para fenol de menos do que um para um. Os exemplos de resinas fenólicas incluem aquelas comercialmente disponíveis da Occidental Chemical Corp., Tonawanda, NY, sob as designações comerciais “DUREZ” e “VARCUM”; da Monsanto Co., St. Louis, MO, sob a designação comercial “RESTNOX”; e da Ashland Chemical Inc., columbus, OH, sob as designações comerciais “AROFENE” e “AROTAP”.

As resinas aminoplásticas que podem ser usadas como aglutinantes têm pelo menos um grupo carbonila α,β-insaturado pendente por molécula ou oligômero. Estes materiais ainda são descritos nas Patente U.S. N25 4.903.440 e 5.236.472.

As resinas etilenicamente insaturadas que podem ser usadas nesta invenção incluem os compostos tanto monoméricos quanto poliméricos que contêm átomos de carbono, hidrogênio e oxigênio, e opcionalmente, nitrogênio e os halogênios. Os átomos de oxigênio ou nitrogênio ou ambos estão no geral presentes nos grupos éter, éster, uretano, amida, e uréia. Os compostos etilenicamente insaturados preferivelmente têm um peso molecular de menos do que cerca de 4.000 e são preferivelmente ésteres fabricados da reação de compostos contendo grupos monoidróxi alifáticos ou grupos poliidróxi alifáticos e ácidos carboxílicos insaturados, tais como ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido itacônico, ácido crotônico, ácido isocrotônico, ácido maleico, e outros. Os exemplos representativos de resinas etilenicamente insaturadas incluem aquelas fabricadas polimerizando-se o metacrilato de metila, metacrilato de etila, estireno, divinilbenzeno, vinil tolueno, diacrilato de etileno glicol, dimetacrilato de etileno glicol, diacrilato de hexanodiol, diacrilato de trietileno glicol, triacrilato de trímetilolpropano, triacrilato de glicerol, triacrilato de pentaeritritol, trimetacrilato de pentaeritritol, tetraacrilato de pentaeritritol, ou tetrametacrilato de pentaeritritol, e misturas destes. Outras resinas etilenicamente insaturadas incluem aquelas de ésteres monoalílicos, polialílicos, e polimetalílicos polimerizados e amidas de ácidos carboxílicos, tais como Mato de dialila, adipato de dialila, e Ν,Ν-dialiladipamida. Ainda outros compostos contendo nitrogênio polimerizáveis incluem isocianurato de tris(2-acriloxietila), 1,3,5-tri(2-metacril-oxietil)-s-triazina, acrilamida, metilacrilamida, N-metilacrilamida, Ν,Ν-dimetil-acrilamida, N-vinilpirrolidona, e N-vinilpiperidona.

Os uretanos acrilados são ésteres de diacrilato de poliésteres ou poliéteres estendidos de isocianato terminados em hidróxi. Os exemplos de uretanos acrilados que podem ser usados nos revestimentos de constituição da presente invenção incluem aqueles comercialmente disponíveis da Radcure Specialties, Inc., Atlanta, GA, sob as designações comerciais, “UVITHANE 782”, “CMD 6600”, “CMD 8400”, e CMD 8805”. Os epóxis acrilados que podem ser usados nos revestimentos de constituição são ésteres de diacrilato de resinas de epóxi, tais como os ésteres de diacrilato da resina de epóxi de bisfenol A. Os exemplos de epóxis acrilados incluem aqueles disponíveis da Radcure Specialties, Inc., Atlanta, GA, sob as designações comerciais, “CMD 3500”, “CMD 3600”, e “CMD 3700”.

As resinas de bismaleimida que também podem ser usadas como aglutinantes ainda são descritas na Patente U.S. N2 5.314.513 (Miller et al.).

Iniciadores No caso das subunidades poliméricas precursoras contendo monômeros e oligômeros etilenicamente insaturados, os iniciadores de polimerização podem ser usados. Os exemplos incluem peróxidos orgânicos, compostos azo, quinonas, compostos nitrosos, haletos de acila, hidrazonas, compostos mercapto, compostos pirílio, imidazóis, clorotriazinas, benzoína, ésteres alquílicos de benzoína, dicetonas, fenonas, ou misturas destes. Os exemplos de fotoiniciadores ativados por ultravioleta comercialmente disponíveis, adequados têm nomes comerciais tais como “IRGACURE 651”, “IRGACURE 184”, e “DAROCUR 1173” comercialmente disponíveis da Ciba Specialty Chemicals, Tarrytown, NY. Outro fotoiniciador ativado por luz visível tem o nome comercial “IRGACURE 369” comercialmente disponível da Ciba Geigy Company. Os exemplos de iniciadores ativados por luz visível adequados são relatados nas Patente U.S. N~ 4.735.632 (Oxman et ai) e 5.674.122 (Krech et al.).

Um sistema iniciador adequado pode incluir um fotossensibilizador. Os fotossensibilizadores representativos podem ter grupos carbonila ou grupos amino terciários ou misturas destes. Os fotossensibilizadores preferidos tendo grupos carbonila são benzofenona, acetofenona, benzila, benzaldeído, o-clorobenzaldeído, xantona, tioxantona, 9,10-antraquinona, ou outras cetonas aromáticas. Os fotossensibilizadores preferidos tendo aminas terciárias são metildietanolamina, etildietanolamina, trietanolamina, fenilmetil-etanolamina, ou benzoato de dimetilaminoetila. Os fotossensibilizadores comercialmente disponíveis incluem “QUANTICURE ITX”, “QUANTICURE QTX”, “QUANTICURE PTX”, “QUANTICURE EPD” da Biddle Sawyer Corp., Nova Iorque, NY.

No geral, a quantidade de sistema fotossensibilizador ou fotoiniciador pode variar de cerca de 0,01 a 10% em peso, mais preferivelmente de 0,25 a 4,0% em peso dos componentes das subunidades poliméricas precursoras.

Adicionalmente, é preferido dispersar (preferível e uniformemente) o iniciador nas subunidades poliméricas precursoras antes da adição de qualquer material particulado, tal como as partículas abrasivas e/ou partículas de enchedor.

No geral, é preferido que as subunidades poliméricas precursoras sejam expostas à energia por radiação, preferivelmente luz ultravioleta ou luz visível, para curar ou polimerizar as subunidades poliméricas precursoras. Em alguns exemplos, certas partículas abrasivas e/ou certos aditivos absorverão a luz ultravioleta e visível, que pode impedir a cura apropriada das subunidades poliméricas precursoras. Isto ocorre, por exemplo, com as partículas abrasivas de céria. O uso de fotoiniciadores contendo fosfato, em particular fotoiniciadores contendo óxido de acilfosfino, pode minimizar este problema. Um exemplo de um tal óxido de acilfosfato é óxido de 2,4,6-trimetilbenzoildifenilfosfino, que é comercialmente disponível da BASF Corporation, Ludwigshafen, Alemanha, sob a designação comercial “LUCERIN TPO-L”. Outros exemplos de óxidos de acilfosfino comercialmente disponíveis incluem “DAROCUR 4263” e “DAROCUR 4265” comercialmente disponíveis da Ciba Specialty Chemicals.

Os iniciadores catiônicos podem ser usados para iniciar a polimerização quando o aglutinante é fundamentado em um epóxi ou éter vinílico. Os exemplos de iniciadores catiônicos incluem sais de cátions ônio, tais como sais de arilsulfônio, assim como sais organometálicos tais como sistemas de íon areno. Outros exemplos são relatados nas Patente U.S. N-4.751.138 (Tumey et al)\ 5.256.170 (Harmer et ai); 4.985.340 (Palazotto); e 4.950.696.

Os sistemas fotoiniciadores de cura dupla e cura híbrida também podem ser usados. Nos sistemas fotoiniciadores de cura dupla, a cura ou a polimerização ocorrem em dois estágios separados, via os mesmos ou diferentes mecanismos de reação. Nos sistemas fotoiniciadores de cura híbridos, dois mecanismos de cura ocorrem ao mesmo tempo na exposição à radiação ultravioleta/visível ou por feixe de elétrons.

Suporte O suporte pode ser qualquer um de uma variedade de materiais de folha de espuma elásticos que são adequados para o artigo abrasivo fabricado de acordo com o método da presente invenção. Os exemplos incluem espumas de célula aberta, espumas de célula fechada e combinações destas. Os substratos de espuma reforçados úteis não podem ter essencialmente nenhum alongamento na direção da rede ou transversal á rede quando reforçado, por exemplo, com um tecido forte de algodão, ou outro suporte, tal como um material tecido ou não tecido. Os substratos de espuma não reforçados podem ter um alongamento (isto é, o alongamento é o comprimento prolongado da espuma menos o comprimento não prolongado da espuma dividido pelo comprimento não prolongado da espuma e depois multiplicado por 100) até 150% ou maior. A espessura do suporte de espuma pode variar de cerca de 0,2 a 25 mm, e preferivelmente entre 1 e 6 mm.

Verificou-se que os materiais no geral são úteis para serem fabricados em espumas de célula aberta ou fechada são polímeros orgânicos que são espumados ou soprados para produzir estruturas orgânicas porosas, que são tipicamente referidas como espumas. Tais espumas podem ser preparadas a partir de borracha natural ou sintética ou outros elastômeros termoplásticos tais como poliolefinas, poliésteres, poliamidas, poliuretanos, e copolímeros destes, por exemplo. Os elastômeros termoplásticos sintéticos adequados incluem, mas são não limitados a, borrachas de cloropreno, poliolefinas reticuladas, borrachas de etileno/propileno, borrachas butílicas, polibutadienos, poliisoprenos, polímeros de EPDM, cloretos de polivinila, policloroprenos, ou copolímeros de estireno/butadieno. Os exemplos de espumas de célula fechada úteis são espumas de polietileno, comercialmente disponíveis da 3M Company, St. Paul, MN, sob a designação comercial 4496W. Os exemplos de espumas de célula aberta úteis são espumas de poliéster poliuretano, comercialmente disponíveis da Illbruck, Inc., Minneapolis, MN sob as designações comerciais R 200U, R 400U, R 600U e EF3-700C. O suporte pode ser laminado a outros materiais de folha, por exemplo, para reforço, ou para aplicar uma parte de um sistema de ligação de parte dupla. Por exemplo, um tecido reforçador pode ser aplicado à superfície 13 do suporte para fornecer resistência ao rasgo para o produto abrasivo. Adicionalmente, uma parte de um sistema de ligação mecânico de parte dupla pode ser aplicada a uma superfície 13 tal como um tecido em laço tendo laços de engate em sua superfície para anexação aos ganchos contidos na superfície aos quais ele deve ser anexado, ou hastes tendo extremidades distais achatadas que desse modo podem ser contidas na superfície à qual o produto abrasivo deve ser aplicado. A informação adicional nos tecidos em laço adequados pode ser encontrada nas Patentes U.S. N- 4.609.581 (Ott) e 5.254.194 (Ott). Altemativamente, o suporte pode ser uma estrutura tipo folha tendo ganchos de engate protuberantes a partir da segunda superfície principal oposta. Os exemplos de tais estruturas tipo folha com ganchos de engate podem ser encontrado nas Patentes U.S. N~ 5.505.747 (Chesley), 5.667.540 (Chesley), 5.672.186 (Chesley), e 6.197.076 (Braunschweig).

Revestimento de Barreira Em alguns casos pode ser desejável revestir com barreira a espuma antes de revestir com uma camada abrasiva. As composições de revestimento de barreira preferidas compreendem um material revestível adequado tal como um polímero dissolvido ou disperso como um látex, por exemplo, em um material carregador líquido adequado tal como um solvente. Tais composições preferivelmente são facilmente revestidas sobre uma superfície principal do substrato de espuma e, uma vez revestidas, curadas para fornecer um revestimento esburacado ou um revestimento de barreira não esburacado. Os materiais adequados para formar o revestimento de barreira são emulsões de látex acrílico. Uma composição preferida para formar o revestimento de barreira é uma emulsão acrílica disponível da BF Goodrich, Cleveland, OH sob a designação comercial de látex “HYCAK” 2679. O peso do revestimento seco do revestimento de barreira aplicado à espuma é preferivelmente de pelo menos 50 gramas por metro quadrado (g/m2) e tipicamente pode variar entre 65 g/m2 e 250 g/m2. A emulsão de látex acrílico também pode ser espessada antes de revestir a superfície da espuma. A emulsão acrílica pode ser espessada pela adição de um agente espessador tal como solução de um ácido poliacrílico disponível sob a designação comercial “CARBOPOL” EZ-1 da BF Goodrich que foi espessada pela adição de uma solução aquosa de hidróxido de amônio que serve como um ativador para a solução de ácido poliacrílico “CARBOPOL” EZ-1. As técnicas de revestimento responsáveis pelo revestimento de barreira do substrato de espuma incluem revestimento por cilindro, revestimento por pulverização e revestimento por cortina. A cura da composição de revestimento de barreira pode ser feita, por exemplo, em uma estufa de ar forçado aquecida na temperatura de cura da composição de revestimento de barreira para fornecer o suporte revestido que carrega um revestimento de barreira. O Produto Gravado em Relevo Como mostrado na Fig. 2, o produto gravado em relevo é caracterizado por incluir estruturas separadas em linha gravada em relevo ou ilhas 20 tendo extremidades distais cobertas com abrasivo.

Como mostrado na Fig. 1. a altura da ilha produzida gravando- se em relevo medida do ponto mais baixo na depressão 18 dentro da espuma gravada em relevo até a superfície original 12 da espuma será caracterizada como a altura da porção em relevo na espuma. Esta altura pode variar de cerca de 0,2 mm a cerca de 20 mm, tipicamente de cerca de 0,25 mm a cerca de 10 mm e preferivelmente de cerca de 0,3 mm a cerca de 5 mm. A altura das porções gravadas em relevo do revestimento abrasivo pode variar de cerca de 5 micrômetros a cerca de 1000 micrômetros, tipicamente de cerca de 25 micrômetros a cerca de 500 micrômetros e preferivelmente de cerca de 25 micrômetros a cerca de 250 micrômetros. O padrão gravado em relevo na superfície da espuma revestida com abrasivo pode tomar qualquer uma de uma variedade de formas incluindo formas aleatórias ou padrões uniformes. O padrão gravado em relevo padrão pode ser um arranjo hexagonal, um arranjo retangular, um arranjo quadrado ou podem ter áreas rebaixadas que deixem áreas em relevo de uma configuração circular.

Uma Camada de Compósito Abrasivo Uma camada compósita abrasiva do produto de reforço em espuma gravada em relevo desta invenção tipicamente compreende uma pluralidade de partículas abrasivas fixadas e dispersas em subunidades poliméricas precursoras curadas, mas pode incluir outros aditivos tais como agentes de acoplamento, enchedores, agentes de expansão, fibras, agentes antiestáticos, iniciadores, agentes de suspensão, fotossensibilizadores, lubrificantes, agentes umedecedores, tensoativos, pigmentos, corantes, estabilizadores de UV e agentes de suspensão. As quantidades destes aditivos são selecionadas para fornecer as propriedades desejadas. O compósito abrasivo pode opcionalmente incluir um plastifícante. No geral, a adição do plastifícante aumentará a erodibilidade do compósito abrasivo e amolecerá a composição aglutinante global. Em alguns exemplos, o plastifícante atuará como um diluente para as subunidades poliméricas precursoras. O plastificante é preferivelmente compatível com as subunidades poliméricas precursoras para minimizar a separação de fase. Os exemplos de plastificantes adequados incluem polietileno glicol, cloreto de polivinila, ftalato de dibutila, ftalato de alquil benzila, acetato de polivinila, álcool polivinílico, ésteres de celulose, óleos de silicona, ésteres de adipato e sebacato, polióis, derivados de polióis, fosfato de t-butilfenil difenila, fosfato de tricresila, óleo de mamona ou combinações destes. Os derivados de ftalato são um tipo de plastifícante preferido. A partícula abrasiva ou revestimento abrasivo, pode ainda compreender aditivos de modificação de superfície que incluem agentes umedecedores (também algumas vezes aludidos como tensoativos) e agentes de acoplamento. Um agente de acoplamento pode fornecer uma ponte de associação entre as subunidades poliméricas precursoras e as partículas abrasivas. Adicionalmente, o agente de acoplamento pode fornecer uma ponte de associação entre o aglutinante e as partículas de enchedor. Os exemplos de agentes de acoplamento incluem silanos, titanatos e zircoaluminatos.

Além disso, água e/ou solvente orgânico podem ser incorporadas no compósito abrasivo. A quantidade de água e/ou solvente orgânico é selecionada para se obter a viscosidade de revestimento desejada de subunidades poliméricas precursoras e partículas abrasivas. No geral, a água e/ou solvente orgânico devem ser compatíveis com as subunidades poliméricas precursoras. A água e/ou solvente podem ser removidos a seguir da polimerização do precursor ou podem permanecer com o compósito abrasivo. Aditivos solúveis em água e/ou sensíveis à água adequados incluem álcool polivinílico, acetato de polivinila ou partículas com base celulósica.

Os exemplos de diluentes ou monômeros etilenicamente insaturados podem ser encontrados na Patente U.S. No. 5.236.472 (Kirk et al). Em alguns exemplos estes diluentes etilenicamente insaturados são úteis porque eles tendem a serem compatíveis com a água. Os diluentes reativos adicionais são divulgados na Patente U.S. No. 5.178.646 (Barber et ai). Configuração da Estrutura Compósita Abrasiva Um artigo abrasivo desta invenção contém um revestimento abrasivo com pelo menos uma camada compósita abrasiva que inclui uma pluralidade de estruturas compósitas abrasivas formadas, preferivelmente precisamente formadas. O termo “formado” em combinação com o termo “estrutura compósita abrasiva” refere-se a estruturas compósitas abrasivas tanto “precisamente formadas” quanto “irregularmente formadas”. Um artigo abrasivo desta invenção pode conter uma pluralidade de tais estruturas compósitas abrasivas formadas em um arranjo pré determinado em um suporte. Os compósitos abrasivos formados podem estar em um arranjo aleatório ou irregular no suporte. Uma estrutura compósita abrasiva pode ser formada, por exemplo, curando-se as subunidades poliméricas precursoras enquanto são transportadas no suporte e nas cavidades da ferramenta de produção. A forma das estruturas compósitas abrasivas pode ser qualquer uma de uma variedade de configurações geométricas. Tipicamente a base da forma em contato com o suporte tem uma área de superfície mais larga do que a extremidade distai da estrutura compósita. A forma da estrutura compósita abrasiva pode ser selecionada dentre várias de sólidos geométricos tais como um cúbica, cilíndrica, prismática, paralelepípedo, piramidais, piramidais truncadas, cônica, hemisférica, cônica truncada ou colunas tendo qualquer seção transversal. No geral, os compósitos formados tendo uma estrutura piramidal têm três, quatro, cinco ou seis lados, não incluindo a base. A forma da seção transversal da estrutura compósita abrasiva na base pode diferir da forma de seção transversal na extremidade distai. A transição entre estas formas pode ser lisa e contínua ou pode ocorrer em etapas separadas. As estruturas compósitas abrasivas também podem ter uma mistura de formas diferentes. As estruturas compósitas abrasivas podem ser arranjadas na maneira de filas, espiral, hélice ou treliça ou podem ser aleatoriamente colocadas.

Os lados que formam as estruturas compósitas abrasivas podem ser perpendiculares em relação ao suporte, inclinada em relação ao suporte ou de forma cônica com a largura diminuída voltada para a extremidade distai. Uma estrutura compósita abrasiva com uma seção transversal que é maior na extremidade distai do que na parte traseira também pode ser usada, embora a fabricação possa ser mais difícil. A altura de cada estrutura compósita abrasiva é preferivelmente a mesma, mas é possível ter estruturas compósitas de alturas variáveis em um único artigo abrasivo fixo. A altura das estruturas compósitas no geral pode ser menor do que cerca de 2000 micrômetros e mais particularmente na faixa de cerca de 25 a 1000 micrômetros. O diâmetro ou a largura da seção transversal da estrutura compósita abrasiva pode variar de cerca de 5 a 500 micrômetros e tipicamente entre cerca de 10 a 250 micrômetros. A base das estruturas compósitas abrasivas pode estar em contato uma com a outra ou, altemativamente, as bases de compósitos abrasivos adjacente podem ser separadas uma da outra por alguma distância especificada. O espaçamento linear das estruturas compósitas abrasivas pode variar de cerca de 1 a 24.000 compósitos/cm2 e preferivelmente pelo menos de cerca de 50 a 1.500 estruturas compósitas abrasivas/cm2. O espaçamento linear pode ser variado tal que a concentração das estruturas compósitas seja maior em uma localização do que em outra. O espaçamento em área de estruturas compósitas varia de cerca de 1 estrutura compósita abrasiva por cm linear a cerca de 100 estruturas compósitas abrasivas por cm linear e preferivelmente entre cerca de 5 estruturas compósitas abrasivas por cm linear a cerca de 80 compósitos abrasivos por cm linear. A área de suporte percentual pode variar de cerca de 5 a cerca de 95%, tipicamente de cerca de 10% a cerca de 80%, preferivelmente de cerca de 25% a cerca de 75% e mais preferivelmente de cerca de 30% a cerca de 70%. A área de suporte é a área total das superfícies nas extremidades distais das ilhas. A área de suporte percentual é a área de suporte dividida pela área total do suporte vezes 100.

As estruturas compósitas abrasivas formadas são preferivelmente ajustadas em um suporte ou uma camada compósita abrasiva previamente curada, em um padrão pré determinado. No geral, o padrão pré determinado das estruturas compósitas abrasivas corresponderão ao padrão das cavidades na ferramenta de produção. O padrão é assim reprodutível de artigo para artigo.

Em uma forma de realização, um artigo abrasivo da presente invenção podem conter estruturas compósitas abrasivas em um arranjo. Com respeito a uma única camada compósita abrasiva, um arranjo regular refere-se às filas e colunas alinhadas das estruturas compósitas abrasivas. Em outra forma de realização, as estruturas compósitas abrasivas podem ser ajustadas em um arranjo ou padrão “aleatórios”. Por isto é intencionado que as estruturas compósitas abrasivas não são alinhadas em filas e colunas específicas. Por exemplo, as estruturas compósitas abrasivas podem ser ajustadas em um modo como descrito na Patente U.S. No. 5.681.217 (Hoopman et al). É entendido, entretanto, que este arranjo “aleatório” é um padrão pré determinado em que a localização dos compósitos é pré determinada e corresponde à localização das cavidades na ferramenta de produção usada para fabricar o artigo abrasivo. O termo “arranjo” refere-se tanto a arranjos “aleatórios” quanto “regulares”.

Ferramenta de Produção A Fig. 4 mostra um cilindro que foi usado para fabricar a ferramenta de produção 24 como representada na Fig. 3. A forma de realização específica seguinte do cilindro 50 foi usada para fabricar a ferramenta de produção 24 que depois foi usada para fabricar a estrutura compósita abrasiva da presente invenção. O cilindro 50 tem um eixo 51 e um eixo de rotação 52. Neste caso a superfície moldada inclui uma primeira série 53 de canais circunferenciais adjacentes em tomo do cilindro e uma segunda série 54 de canais igualmente espaçados desdobrados em um ângulo de 30°Com respeito ao eixo de rotação 52. A Fig. 5 mostra uma vista da seção transversal ampliada de um segmento da superfície moldada do cilindro 50 determinado na linha 5 - 5 na Fig. 5 perpendicular aos canais na série 53. A Fig. 5 mostra que a superfície moldada tem picos espaçados pela distância x que é 54,8 pm separados de pico a pico e uma altura de pico y do vale ao pico de 55 pm, com um ângulo z que é 53°. A Fig. 6 mostra uma vista da seção transversal ampliada de um segmento da superfície moldada do cilindro 50 determinado na linha 6 - 6 na Fig. 5 perpendicular aos canais em série 54. A Fig. 6 mostra canais 55 tendo um ângulo w que é um ângulo de 99,5° entre as inclinações de picos adjacentes e vales separados por uma distância t que é de 250 pm e uma profundidade de vale s que é de 55 pm.

Uma ferramenta de produção é usada para fornecer uma camada compósita abrasiva com um arranjo de estruturas compósitas abrasivas precisa ou irregularmente formadas. Uma ferramenta de produção tem uma superfície contendo uma pluralidade de cavidades. Estas cavidades são essencialmente a forma inversa das estruturas compósitas abrasivas e são responsáveis por gerar a forma e arranjo das estruturas compósitas abrasivas. Estas cavidades podem ter qualquer forma geométrica que seja a forma inversa para as forma geométricas adequadas para os compósitos abrasivos. Preferivelmente, a forma das cavidades é selecionada tal que a área de superfície da estrutura compósita abrasiva diminui fora do suporte. A ferramenta de produção pode ser uma correia, uma folha, uma folha ou rede contínuas, um cilindro de revestimento tal como um cilindro de rotogravura, um tubo montado em um cilindro de revestimento ou matriz. A ferramenta de produção pode ser composta de metal, (por exemplo, níquel), ligas metálicas ou plástico. A ferramenta de produção de metal pode ser fabricada por qualquer técnica convencional tal como fotolitografía, recartilhamento, gravação, ffesagem, formação elétrica, tomeamento de diamante, e outros. Os métodos preferidos de fabricar as ferramentas mestras de metal são descritos na Patente U.S. No. 5.975.987 (Hoopman et ai).

Uma ferramenta termoplástica pode ser duplicada de uma ferramenta mestra de metal. A ferramenta mestra terá o padrão inverso padrão desejado para a ferramenta de produção. A ferramenta mestra é preferivelmente fabricada de metal, por exemplo, um metal revestido de níquel tal como alumínio, cobre ou bronze. Um material de folha termoplástica opcionalmente pode ser aquecida junto com a ferramenta mestra tal que o material termoplástico seja gravado em relevo com a ferramenta mestra padrão comprimindo-se os dois juntos. O material termoplástico também pode ser extrusado ou fundido sobre a ferramenta mestra e depois comprimido. O material termoplástico é esfriado a um estado não escoável e depois separado da ferramenta mestra para produzir uma ferramenta de produção. A ferramenta de produção também pode conter um revestimento de liberação para permitir a liberação mais fácil do artigo abrasivo da ferramenta de produção. Os exemplos de tais revestimentos de liberação incluem siliconas e fluoroquímicos.

As ferramentas de produção termoplásticas adequadas estão relatadas na Patente U.S. No. 5.435.816 (Spurgeon et al). Os exemplos de materiais termoplásticos úteis para formar a ferramenta de produção incluem poliésteres, polipropileno, polietileno, poliamidas, poliuretanos, policarbonatos ou combinações destes. É preferido que a ferramenta de produção termoplástica contenha aditivos tais como anti-oxidantes e/ou estabilizadores de UV. Estes aditivos podem prolongar a vida útil da ferramenta de produção. Método para Fabricar Um Artigo Abrasivo Existem vários métodos para fabricar o artigo abrasivo desta invenção. Em uma aspecto o revestimento abrasivo compreende uma pluralidade de compósitos abrasivos precisamente formados. Em outro aspecto o revestimento abrasivo compreende compósitos abrasivos não precisamente formados, algumas vezes aludidos como compósitos abrasivos irregularmente formados. Um método preferido para fabricar um artigo abrasivo com uma camada compósita abrasiva tendo estruturas compósitas abrasivas precisamente formadas está descrito nas Patente U.S. Nos. 5.152.917 (Pieper et al.) e 5.435.816 (Spurgeon et al.). Outras descrições de métodos adequados são relatadas na Patente U.S. Nos.: 5.454.844 (Hibbard et al.); 5.437.754 (Calhoun); e 5.304.223 (Pieper et al.).

Um método adequado para preparar uma camada compósita abrasiva tendo uma pluralidade de estruturas compósitas abrasivas formadas inclui preparar uma camada compósita abrasiva curável compreendendo partículas abrasivas, subunidades poliméricas precursoras e aditivos opcionais; fornecendo uma ferramenta de produção tendo uma superfície frontal; introduzir a camada compósita abrasiva curável nas cavidades de uma ferramenta de produção tendo uma pluralidade de cavidades; introduzir um suporte ou camada compósita abrasiva previamente curada de um artigo abrasivo à camada compósita abrasiva curável; e curar a camada compósita abrasiva curável antes que o artigo se separe das cavidades da ferramenta de produção para formar uma camada compósita abrasiva curada compreendendo estruturas compósitas abrasivas. O compósito abrasivo curável é aplicado à ferramenta de produção de modo que a espessura da camada compósita abrasiva curável seja menor ou igual ao seu limite de espessura prática.

Uma camada compósita abrasiva que é substancialmente livre de uma pluralidade de estruturas compósitas abrasivas precisamente formadas é fabricada colocando-se uma camada compósita abrasiva curável em um suporte ou camadas compósitas abrasivas previamente curadas, independentemente de uma ferramenta de produção, e curando a camada compósita abrasiva para formar uma camada compósita abrasiva curada. A camada compósita abrasiva curável é aplicada a uma superfície de modo que a espessura da camada compósita abrasiva seja menor ou igual ao seu limite de espessura prática. As camadas compósitas abrasivas adicionais podem ser adicionadas a um artigo abrasivo repetindo-se as etapas acima. A camada compósita abrasiva curável é fabricada combinando-se entre si por qualquer técnica de mistura adequada as subunidades poliméricas precursoras, as partículas abrasivas e os aditivos opcionais. Os exemplos de técnicas de mistura incluem mistura de cisalhamento baixo e cisalhamento alto, com a mistura de cisalhamento alto sendo preferida. A energia ultra-sônica também pode ser utilizada em combinação com a etapa de mistura para diminuir a viscosidade do compósito abrasivo curável (a viscosidade sendo importante na fabricação do artigo abrasivo) e/ou afetar a reologia da camada compósita abrasiva curável resultante. Altemativamente, a camada compósita abrasiva curável pode ser aquecida na faixa de 30 a 70°C, microfluidizada ou moída com bolas de modo a misturar o compósito abrasivo curável.

Tipicamente, as partículas abrasivas são gradualmente adicionadas nas subunidades poliméricas precursoras. É preferido que a camada compósita abrasiva curável seja uma mistura homogênea de subunidades poliméricas precursoras, partículas abrasivas e aditivos opcionais. Se necessário, água e/ou solvente são adicionados até rebaixar a viscosidade. A formação de bolhas de ar pode ser minimizada puxando-se um vácuo durante ou depois a etapa de mistura. O local de revestimento pode ser qualquer meio de revestimento convencional tal como revestidor de matriz em queda, revestidor de faca, revestidor de cortina, revestidor de matriz a vácuo ou um revestidor de matriz. Uma técnica de revestimento preferida é uma matriz que carrega fluido a vácuo relatada nas Patente U.S. Nos. 3.594.865; 4.959.265 (Wood); e 5.077.870 (Melbye, et al). Durante o revestimento, a formação de bolhas de ar é preferivelmente minimizada.

Depois que a ferramenta de produção é revestida, o suporte ou camada compósita abrasiva previamente curada de um artigo abrasivo, e a camada seguinte de compósito abrasivo curável são levadas em contato por quaisquer meios tal que a camada seguinte de compósito abrasivo curável molhe uma superfície do suporte ou camada compósita abrasiva previamente curada. A camada compósita abrasiva curável é levada em contato com o suporte ou a camada compósita abrasiva previamente curada pelo contato do cilindro de aperto que força a construção resultante junto. O cilindro de aperto pode ser fabricado de qualquer material; entretanto, o cilindro de aperto é preferivelmente fabricado de um material estrutural tal como metal, ligas metálicas, borracha ou cerâmicas. A dureza do cilindro de aperto pode variar de cerca de 30 a 120 durômetros, preferivelmente de cerca de 60 a 100 durômetros, e mais preferivelmente de cerca de 90 durômetros.

Em seguida, a energia é transmitida na camada compósita abrasiva curável por uma fonte de energia para curar pelo menos parcialmente as subunidades poliméricas precursoras. A seleção da fonte de energia dependerá em parte da química das subunidades poliméricas precursoras, do tipo de ferramenta de produção assim como de outras condições do processamento. A fonte de energia não deve degradar apreciavelmente a ferramenta de produção ou suporte. A cura parcial das subunidades poliméricas precursoras significa que as subunidades poliméricas precursoras são polimerizadas a um estado tal que a camada compósita abrasiva curável não flua quando invertida na ferramenta de produção. Se necessário, as subunidades poliméricas precursoras podem ser completamente curadas depois que elas são removidas da ferramenta de produção usando fontes de energia convencionais.

Depois da cura pelo menos parcial das subunidades poliméricas precursoras, a ferramenta de produção e artigo abrasivo são separados. Se as subunidades poliméricas precursoras não são essencial e completamente curadas, as subunidades poliméricas precursoras podem ser depois essencial e completamente curadas com o tempo e/ou exposição a um fonte de energia. Finalmente, a ferramenta de produção é reenrolada em um mandril de modo que a ferramenta de produção possa ser mais uma vez reutilizada e o artigo abrasivo fixo é enrolado em outro mandril.

Em outra variação deste primeiro método, a camada compósita abrasiva curável é revestida sobre o suporte e não nas cavidades da ferramenta de produção. O suporte revestida com a camada compósita abrasiva curável depois é levado em contato com a ferramenta de produção tal que a pasta flua nas cavidades da ferramenta de produção. As etapas remanescentes para fabricar o artigo abrasivo são as mesmas como detalhadas acima. É preferido que as subunidades poliméricas precursoras sejam curadas pela energia por radiação. A energia por radiação pode ser transmitida através do suporte ou através da ferramenta de produção. O suporte ou ferramenta de produção não deve absorver apreciavelmente a energia por radiação. Adicionalmente, a fonte de energia por radiação não deve degradar apreciavelmente o suporte ou ferramenta de produção. Por exemplo, a luz ultravioleta pode ser transmitida através de um suporte de poliéster. Altemativamente, se a ferramenta de produção é fabricada de certos materiais termoplásticos, tais como polietileno, polipropileno, poliéster, policarbonato, poli(éter sulfona), poli(metacrilato de metila), poliuretanos, cloreto de polivinila ou combinações destes, a luz ultravioleta ou visível pode ser transmitida através da ferramenta de produção e na pasta. Para as ferramentas de produção com base em termoplástico, as condições de operação para fabricar o artigo abrasivo fixo devem ser ajustadas tal que calor excessivo não seja gerado. Se calor excessivo é gerado, este pode distorcer ou fundir a ferramenta termoplástica. A fonte de energia pode ser uma fonte de energia térmica ou energia por radiação, tal como feixe de elétrons, luz ultravioleta ou luz visível. A quantidade de energia requerida depende da natureza química dos grupos reativos nas subunidades poliméricas precursoras, assim como na espessura e densidade da pasta aglutinante. Para a energia térmica, uma temperatura de estufa de cerca de 50°C a cerca de 250°C e uma duração de cerca de 15 minutos a cerca de 16 horas são no geral suficientes. A radiação de feixe de elétrons ou radiação por ionização podem ser usadas a um nível de energia de cerca de 0,1 a cerca de 10 Mrad, preferivelmente a um nível de energia de cerca de 1 a cerca de 10 Mrad. A radiação ultravioleta inclui radiação tendo um comprimento de onda dentro de uma faixa de cerca de 200 a cerca de 400 nanômetros, preferivelmente dentro de uma faixa de cerca de 250 a 400 nanômetros. A radiação visível inclui radiação tendo um comprimento de onda dentro de uma faixa de cerca de 400 a cerca de 800 nanômetros, preferivelmente em uma faixa de cerca de 400 a cerca de 550 nanômetros. A camada compósíta abrasiva curada resultante terá o padrão inverso da ferramenta de produção. Curando-se pelo menos parcialmente ou curando-se na ferramenta de produção, a camada compósita abrasiva tem um padrão preciso e pré determinado.

Existem muitos métodos para fabricar compósitos abrasivos tendo compósitos abrasivos irregularmente formados. Embora sejam formados irregularmente, estes compósitos abrasivos não obstante podem ser ajustados no padrão pré determinado, em que a localização dos compósitos é pré determinada. Em um método, o compósito abrasivo curável é revestido de modo que a espessura da camada compósita abrasiva esteja dentro dos limites de espessura práticas do compósito, nas cavidades de uma ferramenta de produção para gerar os compósitos abrasivos. A ferramenta de produção pode ser a mesma ferramenta de produção como descrita acima no caso de compósitos precisamente formados. Entretanto, a camada compósita abrasiva curável é removida da ferramenta de produção antes que as subunidades poliméricas precursoras sejam curadas suficientemente para que elas retenham substancialmente a sua forma na remoção da ferramenta de produção. Subseqüente a isto, as subunidades poliméricas precursoras são curadas. Visto que as subunidades poliméricas precursoras não são curadas enquanto nas cavidades da ferramenta de produção, isto resulta na camada compósita abrasiva curável fluindo e distorcendo a forma do compósito abrasivo.

Em outro método para fabricar compósitos irregularmente formados, o compósito abrasivo curável pode ser revestido na superfície de um cilindro de rotogravura. O suporte entra em contato com o cilindro de rotogravura e o compósito abrasivo curável molha o suporte. O cilindro de rotogravura depois confere um padrão ou textura no compósito abrasivo curável. Em seguida, a combinação de pasta/suporte é removida do cilindro de rotogravura e a construção resultante é exposta às condições para a cura das subunidades poliméricas precursoras tal que um compósito abrasivo seja formado. Uma variação deste processo é revestir o compósito abrasivo curável sobre o suporte e levar o suporte em contato com o cilindro de rotogravura. O cilindro de rotogravura pode conferir padrões desejados tais como um arranjo hexagonal, rugas, treliças, esferas, pirâmides, pirâmides truncadas, cones, cubos, blocos ou bastões. O cilindro de rotogravura também pode conferir um padrão tal que exista uma área alta entre compósitos abrasivos adjacente. Esta área alta pode compreender uma mistura de partículas abrasivas e aglutinante. Altemativamente, o cilindro de rotogravura pode conferir um padrão tal que o suporte seja exposto entre formas compósitas abrasivas adjacentes. Similarmente, o cilindro de rotogravura pode conferir um padrão tal que exista uma mistura de formas compósitas abrasivas.

Outro método é pulverizar ou revestir a camada compósita abrasiva curável através de uma peneira para gerar um padrão e os compósitos abrasivos. Depois as subunidades poliméricas precursoras são curadas para formar as estruturas compósitas abrasivas. A peneira pode conferir qualquer padrão desejado tal como um arranjo hexagonal, rugas, treliças, esferas, pirâmides, pirâmides truncadas, cones, cubos, blocos ou bastões. A peneira também pode conferir um padrão tal que exista uma área alta entre as estruturas compósitas abrasivas adjacentes. Esta área alta pode compreender uma mistura de partículas abrasivas e aglutinante. Altemativamente, a peneira pode conferir um padrão tal que o suporte seja exposto entre estruturas compósitas abrasivas adjacentes. Similarmente, a peneira pode conferir um padrão tal que exista uma mistura de formas abrasivas compósitas. Este processo está relatado na Patente U.S. No. 3.605.349 (Anthon). O material de espuma abrasiva gravado em relevo fabricado pela presente invenção pode ser convertido em qualquer uma de várias formas tais como folhas, correias ou discos. Os discos de espuma abrasivos gravados em relevo para aplicações em acabamento de superfície são artigos particularmente úteis fabricados pela presente invenção. Tais discos podem ser usados com um dispositivo de lixamento tal como uma lixadeira de ação dupla, por exemplo, uma lixadeira de ação dupla é aquela vendida pela Dynabrade Inc. de Clarence, NY sob a designação comercial lixadeira “DYNORBITAL” modelo número 56964. As lixadeiras tipicamente requerem uma almofada de suporte tendo uma superfície na qual o disco abrasivo será montado. É regularmente comum colocar um revestimento de uma composição adesiva sensível à pressão (PSA) no lado não abrasivo do disco abrasivo ou na almofada de suporte da lixadeira. Outros sistemas de ligação mecânicos são conhecidos. Por exemplo, o reforço do artigo abrasivo pode conter um substrato em laço. O propósito do substrato em laço é fornecer um meio para que um produto abrasivo tal como um disco seja preso com segurança com ganchos em uma almofada de suporte. Além disso, uma folha que inclui hastes de filamento ereto que têm as suas extremidades distais achatadas também podem ser utilizados como um dispositivo de engate para o engate com um substrato de laço. O substrato de laço pode ser aplicado ao reforço do material de folha abrasiva ou ao suporte ao qual eles será anexado, com o outro lado sendo o membro atrativo, isto é, uma folha que inclui uma multiplicidade de ganchos ou hastes com extremidades distais achatadas.

Procedimentos de Teste Os seguintes procedimentos de teste foram usados para avaliar as composições de resina e artigos abrasivos revestidos da presente invenção. Teste de SCHIEFER a Úmido Os revestimentos abrasivos foram laminados a um suporte do tipo folha que carrega projeções atrativas achatadas disponível da Minnesota Mining e Manufacturing Company (3M) sob a designação comercial de suporte HOOK-IT II® e convertido em discos de 10,16 cm (4 polegadas). A almofada traseira foi presa à placa acionada de um Testador de Abrasão de SCHIEFER, disponível da Frazier Precision Company, Gaithersburg, MD, que foi nivelada para o teste a úmido. Peças plásticas de acrílico formadas em disco, 10,16 cm (4 polegadas) de diâmetro externo por 1,27 cm (0,5 polegada) de espessura, disponíveis sob a designação comercial de plástico acrílico “POLICAST” foram obtidas da Sielye Plastics (Bloomington, MN). A taxa de fluxo da água foi ajustada a 60 gramas por minuto. Um peso de 454 gramas (uma libra) foi colocado na plataforma de peso do testador de abrasão e a amostra de abrasivo montado rebaixada sobre a peça e a máquina ligada. A máquina foi ajustada para funcionar por 90 ciclos em recessos de 30 ciclos. Os valores de acabamento de superfície Rz foram medidos em quatro locais na peça para cada recesso de 30 ciclo, com cada amostra de teste conduzida em triplicata.

Teste de Painel Amostras circulares de 15,2 cm (6 polegadas) de diâmetro foram cortadas do material de teste abrasivo e anexados a uma lixadeira de acabamento fino DYNABRADE modelo 56964, disponível da Dynabrade Co., Clarence, NY. Os testes de abrasão foram conduzidos para um total de um minuto, em recessos de 10,20 e 30 segundos em três seções adjacentes do painel de teste, a uma pressão de ar de 344 kPa (50 psi). Os painéis de teste foram painéis de aço laminado a frio pintados com revestimento base preto/revestimento claro (E-coat: ED5000; Primer: 764-204; Revestimento base: 542AB921; revestimento claro: RK8010A), obtido da ACT Laboratories, Inc., Hillsdale, MI. Os valores de acabamento de superfície Rz foram medidos em cinco pontos em cada seção de painel de teste, com cada amostra de teste conduzida em triplicata.

Acabamento de Superfície Rz é a média das profundidades de aspereza individuais de uma dimensão de medição, onde uma profundidade de aspereza individual é a distância vertical entre o ponto mais alto e o ponto mais baixo. O acabamento de superfície de peças raspadas pelo Teste de SCHIEFER a Úmido e Teste de Painel foi medido usando um perfilômetro sob a designação comercial “PERTHOMETRO MODEL M4P”, da Marh Corporation, Cincinnati, OH.

Exemplos As abreviações seguintes são usadas nos exemplos. Todas as partes, porcentagens e razões nos exemplos são em peso a menos que de outro modo determinado: A-174 γ-metacriloxipropiltrimetóxi silano, designação comercial “SILQUEST A-174”, disponível da Crompton Corp., Friendly, WV. AMOX di-t-amiloxalato CHDM CHDM é a designação comercial para ciclo-hexanodimetanol, disponível da Eastman Chemical Company, Kingsport, CT. COM η-fxilenos (isômeros mistos)]-q-ciclopentadienilferro(II) hexafluoroantimoniato. DAROCUR 1173 2-hidróxi-2-metilpropiofenona, designação comercial “DAROCUR 1173”, disponíveis da Ciba Specialty Chemicals, Tarrytown, NY. EPON 828 Uma resina de epóxi de bisfenol-A, designação comercial “EPON 828”, tendo um peso equivalente de epóxi de 185 a 192, disponível da Shell Chemical, Houston, TX.

EPON 1001F Uma resina de epóxi com base em bisfenol-A

epicloroidrina, designação comercial “EPON 10D1F”, tendo um peso equivalente de epóxi de 525 a 550 disponível da Shell Chemical, Houston, TX ERL 4221 é uma designação comercial para carboxilato de 3,4-epóxi ciclo-hexil metil-3,4-epóxi ciclo-hexila) obtido da Union Carbide Corp., corrente e comercialmente disponível da Dow Chemical Co. (Midland, MI). GC2500 Mineral de carbeto de silício verde, de grau JIS2500, disponível da Fujimi Corp., Elmhurst, IL. GC3000 Mineral de carbeto de silício verde, de grau JIS3000. disponível da Fujimi Corp., Elmhurst, IL. IRGACURE 651 2,2-dimetóxi-1,2-difenil-1 -etanona, designação comercial “IRGACURE 651” disponível da Ciba Geigy Company, Ardsley, NY. P400 FSX óxido de alumínio, designação comercial ALUDOR BFRPL, comercialmente disponível da Treibacher Chemische Werke AG, Villach, Áustria. PD9000 Dispersante de poliéster aniônico, designação comercial “ZEPHRYM PD 9000” disponível da Uniqema, Wilmington, DE. S-1227 Um poliéster de peso molecular alto sob a designação comercial “DYNAPOL S-1227”, disponível da Creanova, Piscataway, NJ. SR339 SR339 é a designação comercial para acrilato de 2-fenoxietila, disponível da Sartomer, Inc., Exton, PA. TMPTA TMPTA é a resina de triacrilato de trimetilolpropano, designação comercial “SR351” disponível da Sartomer, Inc., Exton, PA. TPO-L Óxido de fosfino, designação comercial “LUCIRIN TPO-L”, disponível da BASF Chemicals, Ludwigshafen, Alemanha. UVI-6974 UVI-6974 é a designação comercial para hexafluoroantimoniato de triaril sulfônio, 50% em carbonato de propileno, disponível da Union Carbide Corp. Hahnville, LA.

Exemplo 1 Pré mistura # 1: 33,6 partes de SR339 foi misturada manualmente com 50,6 partes de TMPTA, em que 8 partes de PD 9000 foram adicionadas e mantidas a 60°C até que dissolvessem. A solução foi esfriada até a temperatura ambiente. À esta foram adicionadas 2,8 partes de TPO-L e 5 partes de A-174 e a mistura novamente agitada até homogênea.

Pasta # 1: 61,5 partes de GC2500 foram incorporadas em 38,5 partes da pré mistura # 1 usando o misturador DISPERSATOR da Premier Mill Corp., Reading, PA. A pasta abrasiva depois foi aplicada, via difusão manual, a uma ferramenta microduplicada de polipropileno fabricada pelo uso de um cilindro mestre representado nas Figuras 5 e 6 em que: s = 55 pm; t = 250 pm; w = 99,53°; x = 54,84 pm; y = 55 pm; z = 53,00°. A ferramenta enchida com a pasta abrasiva foi depois alisada por laminação na fita de espuma de polietileno de 60 cm x 30,5 cm disponível da Minnesota Mining and Manufacturing Company (3M) sob a designação comercial 3M 4496W passando-se a fita de espuma através de uma série de cilindros de aperto de borracha a 26 cm/min e uma pressão de aperto de 275 kPa (40 psi). A pasta depois foi curada passando-se duas vezes através de um processador UV, disponível da American Ultraviolet Company, Murray Hill, NJ, usando dois bulbos V em seqüência operando a 157,5 watts/cm (400 W/polegada) e uma velocidade de rede de 9,1 m/min. Na primeira passagem uma placa de quartzo de 6 mm foi colocada sobre o laminado de modo a manter a pressão no laminado. A ferramenta depois foi separada do suporte para revelar um revestimento abrasivo tridimensional curado no topo do suporte de espuma de polietileno. Várias folhas de 30,5 cm x 35 cm do abrasivo tridimensional na espuma de polietileno foram termicamente gravadas em relevo conduzindo-se a espuma através de uma série de cilindros de aperto como representado na Fig. 7 em uma velocidade de 61 cm/minuto e 70 N/cm de extensão de rede. Um dos cilindros de aperto foi um cilindro de aço liso não aquecido. O segundo cilindro foi aquecido a 121°C e foi padronizado (como representado na Figura 7), com canais lineares de rede transversal resultando em 3 pontos de ligação por 2,54 cm. De modo a gravar em relevo uma rede de interseção dos canais no abrasivo de espuma, o abrasivo gravado em relevo foi girado 90° e enviado através dos cilindros de aperto uma segunda vez. Deste modo, os canais lineares foram gravados em relevo no abrasivo em duas direções perpendiculares.

Exemplo 2 A espuma de éter de poliuretano, R600U-125 (disponível da Illbruck, Minneapolis, MN) foi revestida por pulverização com látex com base em água Hycar 2679 (disponível da BF Goodrich, Cleveland, OH), para se obter um peso de revestimento seco de 8,6 gramas/1000 cm2. A pasta # 2 foi preparada incorporando-se 61,5 partes de GC3000 em 38,5 partes da pré mistura # 1 usando o misturador DISPERSATOR da Premier Mill Corp., Reading, PA. Um revestimento abrasivo estruturado foi aplicado à espuma resultante pela primeira pasta # 2 de revestimento por faca em uma ferramenta de polipropileno tendo um aspecto pequeno como representado nas Figuras 6 e 7 em que: s = 55 pm; t = 250 pm; w = 99,53°; x = 54,84 pm, y = 55 pm; z = 53,00°. A ferramenta revestida depois foi laminada à espuma revestida por látex e forneceu uma passagem simples no processador UV usando um bulbo D a 236 W/cm (600 W/polegada) de exposição, em uma velocidade de rede de 9,1 m/min (30 pés/min) e uma pressão de aperto de 344 kPa (50 psi), depois da qual a ferramenta foi removida. As folhas de abrasivo tridimensionais em espuma de éter de poliuretano foram termicamente gravadas em relevo como descrito no Exemplo 1. Entretanto, a temperatura do cilindro padronizado foi de 204°C e a velocidade da linha foi de 30 cm/minuto.

Exemplo 3 Uma resina de constituição foi preparada como segue: pelotas EPON 1001F (25%) e pelotas DYNAPOL S-1227 (28%) foram compostas com uma pré mistura. A pré mistura contém o seguinte: resina EPON 828 (34,5%), IRGACURE 651 (1%), CHDM (2,8%), TMPTA (7,5%), AMOX (0,6%) e COM (0,6%). Os materiais (Epon 1001F, Dynapol SI227, e a pré mistura) foram combinados em uma extrusora de rosca dupla.

As folhas de fita de espuma de polietileno de lado duplo (4496W disponível da 3M Company, St. Paul, MN) 25,4 cm de largura por 61 cm de comprimento por 1,6 mm de espessura foram laminadas em um único lado a tecido de rayon de peso JE de 267 mm de largura (disponível da Milliken, Spartanburg, SC). A resina de constituição foi revestida por extrusão a 105°C e uma taxa de 20 gramas/m2 a uma superfície do compósito de espuma/tecido resultante e parcialmente curada passando-se uma vez através de um PROCESSADOR UV, designação comercial “EPIQ 6000”, disponível da Fusion Systems Corp., Rockville, MD, com um bulbo FUSION V a 0,9J/cm2 e 30 m/min. O óxido de alumínio P400 FSX depois foi aplicado eletrostaticamente a 36 g/m2 e ainda curado em uma faixa de temperatura de 77 a 122°C.

Um revestimento de encolamento foi preparado como segue: TMPTA (28,8%), ERL 4221 (67,2%), UVI-6974 (3%) e DAROCUR 1173 2 (1,0%) foram adicionados. O encolamento foi revestido por cilindro a 25 g/m e curada passando-se através do processador UV a 30 m/min usando um bulbo FUSION D a 0,9 J/cm2 e depois termicamente curada em uma faixa de temperatura de 110 a 120°C.

As folhas de 25 cm x 35 cm individuais do abrasivo revestido resultante na espuma de polietileno foram termicamente gravadas em relevo como descrito no Exemplo 1. Entretanto, a temperatura do cilindro padronizado foi de 121 °C.

Os abrasivos precursores não gravados em relevo e os abrasivos gravados em relevo subseqüentes dos Exemplos 1 e 2 foram testados usando os testes tanto de SCHIEFER a úmido quanto de Painel. A amostra comparativa 1 foi um produto abrasivo revestido comercialmente disponível identificado sob a designação comercial disco de espuma TRIZACT® HOOKIT® II, Grau P3000, PN 02075, disponível da 3M Company, St. Paul, MN.

Os resultados são listados na Tabela 1 e Tabela 2, respectivamente.

Tabela 1 - Teste de SCHIEFER a Úmido Tabela 2 - Teste de Painel Os resultados mostrados na Tabela 2 ilustram que o atrito estático ocorre durante o lixamento a úmido quando o artigo abrasivo tridimensional não têm um meio para transportar o fluido, através do corpo esburacado do abrasivo ou através de estruturas projetadas no abrasivo diretamente. Os resultados na Tabela I também podem ser afetados por problemas de atrito estático, entretanto, visto que o teste de SCHIEFER é conduzido pela máquina, é difícil elucidar se o fenômeno está ocorrendo. Enquanto que o atrito estático essencialmente rende um abrasivo não usável para o lixamento a úmido, também tende a arrastar o abrasivo mais firmemente para a peça, aumentando desse modo a pressão do abrasivo na peça e resultando em mais ação abrasiva. Isto é evidente dos números de acabamento de superfície nas Tabelas 1 & 2.

Os exemplos também mostram que um artigo abrasivo tridimensional não esburacado revestido sobre uma fita de espuma de polietileno de célula fechada de baixo custo pode ser projetada, por exemplo, gravando-se em relevo, para eliminar os problemas de atrito estático e funcionam essencialmente da mesma maneira como um artigo abrasivo tridimensional, esburacado mais caro. O método de gravar em relevo um artigo abrasivo tridimensional, não esburacado em um suporte de espuma de célula fechada fornece uma alternativa de custo mais baixo para um artigo abrasivo tridimensional, esburacado em um suporte de espuma de célula aberta. Adicionalmente, é mostrado que os abrasivos em espuma de éter de poliuretano também podem ser termicamente gravados em relevo, como ilustrado pelo Exemplo 2. O Exemplo 3 demonstra que os abrasivos convencionais nos suportes de espuma também podem ser prontamente gravados em relevo. A presente invenção foi agora descrita com referência às suas diversas formas de realização. A descrição detalhada e os exemplos precedentes foram dados apenas para clareza de entendimento. Nenhuma limitação desnecessária deve ser entendida daí. Estará evidente àqueles habilitados na técnica que muitas mudanças podem ser feitas nas formas de realização descritas sem divergir do escopo da invenção. Assim, o escopo da presente invenção não deve ser limitado aos detalhes exatos e estruturas descritos aqui, mas preferivelmente pelas estruturas descritas pela linguagem das reivindicações, e os equivalentes destas estruturas.

REIVINDICAÇÕES

Claims (8)

1. Método para fabricar um artigo abrasivo gravado em relevo (10), caracterizado pelo fato de que compreende: a. fornecer um suporte de espuma tipo folha (11) tendo uma primeira superfície (12) e uma segunda superfície oposta (13); b. fornecer um revestimento abrasivo (14) compreendendo partículas abrasivas e aglutinante sobre a dita primeira superfície (12) para fornecer um artigo abrasivo; e c. aplicar sob pressão uma ferramenta de gravação em relevo padronizada tendo uma superfície de gravação em relevo incluindo um padrão de áreas em relevo (16) ao revestimento abrasivo (14) do artigo abrasivo para fornecer um padrão gravado em relevo incluindo áreas rebaixadas (15) correspondendo às áreas em relevo (16) da dita superfície em relevo no dito revestimento abrasivo (14) e no dito suporte de espuma para fornecer um artigo abrasivo gravado em relevo (10).

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito revestimento abrasivo (14) é fornecido aplicando-se um revestimento de constituição aglutinante curável escoável à dita primeira superfície (12), embutindo pelo menos parcialmente nele, as ditas partículas abrasivas e curando pelo menos parcialmente o dito revestimento de constituição, e então opcionalmente aplicar o dito, sobre o dito revestimento de constituição e as ditas partículas abrasivas, um revestimento de encolamento aglutinante escoável e curar o dito revestimento de encolamento.

3. Método de acordo com as reivindicações 1 a 2, caracterizado pelo fato de que o dito revestimento abrasivo (14) é fornecido aplicando-se uma mistura de aglutinante curável escoável e partículas abrasivas à dita primeira superfície (12) e curando-se o dito aglutinante curável escoável para fornecer o dito revestimento abrasivo (14).

4. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o dito aglutinante curável escoável compreende um aglutinante curável por radiação e a dita cura é pela cura por radiação.

5. Método de acordo com as reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que, depois que a dita mistura de revestimento de aglutinante curável escoável e partículas abrasivas é aplicada à dita primeira superfície (12) e antes da cura, o dito revestimento é contatado com um dispositivo tendo uma superfície que confere um padrão ao revestimento abrasivo (14) para fornecer áreas em relevo (16) e áreas rebaixadas (15) no revestimento abrasivo (14) e pelo menos parcialmente curar o revestimento abrasivo (14) padronizado.

6. Método de acordo com as reivindicações de 1 a 5, caracterizado pelo fato de que as ditas áreas rebaixadas (15) estendem-se a uma profundidade de pelo menos 200 pm no suporte de espuma (11).

7. Método de acordo com as reivindicações de 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o dito suporte de espuma (11) tem uma espessura na faixa de cerca de 1 milímetro a cerca de 6 milímetros.

8. Método de acordo com as reivindicações de 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o dito suporte de espuma (11) é selecionado de uma espuma de célula aberta e uma espuma de célula fechada.