CZ2000532A3

CZ2000532A3 - Strukturovaná brusná činidla s přilnutými funkčními práąky

Info

Publication number: CZ2000532A3
Application number: CZ2000532A
Authority: CZ
Inventors: Paul Wei; Gwo Shin Swei; Wenliang Patrick Yang; Kevin Bruce Allen
Original assignee: Norton Company
Priority date: 1997-09-11
Filing date: 1998-09-08
Publication date: 2001-12-12
Also published as: CA2295686C; DE69803995D1; PL339145A1; NO20001275L; CO5031303A1; CN1266392A; DE69803995T2; NO315792B1; BR9811787A; JP2001515801A; HUP0003575A2; ID23980A; AU9477298A; EP1011924A1; ATE213685T1; EP1011924B1; KR100371980B1; CZ302363B6; ES2173625T3; PL200042B1

Description

Strukturovaná brusná činidla s přilnutými funkčními prášky

Oblast techniky

Tento vynález se týká výroby strukturovaných brusných činidel na substrátech v takové formě, která je užitečná pro jemnou konečnou úpravu takových substrátů, jako jsou kovy, dřevo, umělé hmoty a sklo.

Dosavadní stav techniky

Návrh ukládat obecně isolované struktury jako ostrůvky nebo žebra směsi vazebného činidla a brusného materiálu na podkladový materiál za vzniku tak zvaných strukturovaných brusných činidel je znám mnoho let. Jestliže ostrůvky nebo žebra mají velmi podobné výšky nad podkladem a jsou příslušně odděleny, potom vede (možná po menší úpravě) použití tohoto produktu ke sníženému rýhování povrchu a ke zlepšení hladkosti povrchu. Navíc pak místa mezi ostrůvky poskytují cestu, kterou se jemné piliny, které vznikají broušením, mohou dispergovat z pracovní plochy a kterou může cirkulovat chladící činidlo.

Výzkum brusného povrchu konvenčních potahovaných brusných činidel v ukázal, že v tutéž dobu je v kontaktu s obráběným předmětem v aktivní zóně broušení relativně malé množství povrchových brusných zrn. Jak se povrch opotřebovává, tento počet se zvyšuje, ale stejně tak se může užitečnost některých z těchto brusných zrn otupením snížit. Použití strukturovných brusných činidel má výhodou v tom, že se jednotlivé ostrůvky opotřebovávají v podstatě stejnou rychlostí, takže se zachovává stejná rychlost broušení po delší období. Pokud jde o broušení, tato práce je stejnoměrněji sdílena větším počtem brousících bodů. Jelikož ostrůvky obsahují mnoho menších částic brousícího činidla, eroze ostrůvků navíc nepokrývá nové, nepoužité brusné částice, které ještě nejsou otupeny.

Jedním způsobem vytvoření tohoto seskupení isolovaných ostrůvků nebo teček, které bylo popsáno, je hlubotisk. Při technice hlubotisku se používá válec, na jehož povrch je hlubotiskem nanesen vzorek buněk. Tyto buňky jsou naplněny prostředkem, válec se tlačí proti povrchu a prostředek v buňkách se přenese na povrch.

V USA patentu číslo 5 014 468 je popsán způsob výroby strukturovaných brusných prostředků. Podle tohoto způsobu se prostředek vazebné činidlo/brusné činidlo ukládá z hlubotiskových buněk na válec takovým zůsobem, že prostředek je uložen v řadě struktur obklopujících plochu zbavenou brusného činidla. Předpokládá se, že je to výsledek uložení méně než poloviny objemu buněk a pouze od průměru každé buňky, což vede k tomu, že vzniknou popsané kruhové formace.

Problémem hlubotiskového přístupu bylo tedy vždy uchování užitečného tvaru ostrůvku. Ukázalo se, že příprava směsi brusné činidlo/vazebné činidlo, která je dostatečně tekutá, aby se ukládala, a přesto dostatečně netekutá, takže se nerozlije na v podstatě stejnou vrstvu potahu, jestliže se ukládá na substrát, je velmi obtížná.

Chasman a spol. v USA patentu číslo 4 773 920 popsali, že použití hlubotiskového potahovače umožňuje aplikovat jednotný vzor vyvýšenin a prohlubenin na vazebný prostředek, který, jestliže se vytvrdí, může sloužit jako kanálky pro odstraňování mazadla a jemných pilin vznikajících broušením. Kromě pouhého konstatování této možnosti však nejsou uvedeny žádné podrobnosti, které by mohly ukázat, jak by se to mohlo provádět.

V USA patentu číslo 4 644 703 Kaczmarek a spol. použili hlubotiskový válec konvenčnějším způsobem pro uložení prostředku brusné čindilo/vazbné činidlo pro uložení vrstvy, která se pak vyhladí před tím, než se hlubotiskovým postupem na povrch vyhlazené první vrstvy uloží druhá vrstva. Neexistuje žádný popis povahy konečného vytvrzeného povrchu.

• 9

• ·

9 9 9 9 •999 ·· ··

V USA patentu č. 5 014 468 (Ravipati a spol.) je navrženo použití směsi brusné činidlo/vazebné činidlo, která má ne-Newtonovské vlastnosti, pokud jde o tok, a uložení této směsi na film hlubotiskovým způsobem. Podle tohoto způsobu se směs ukládá z konců hlubotiskových buněk, takže se vyrobí stejnoměrné stuktury s uloženinami o snižující se tloušťce se vzdáleností od povrchu obklopující plochy zbavené směsi. Jestliže jsou buňky dostatečně blízko k sobě, povrchové struktury se mohou zdát být vzájemně propojeny. Tento produkt se ukázal být velmi užitečný, zvláště v očních ukončovacích operacích. Tento způsob je velmi užitečný? existuje však potenciální problém spočívající ve zvyšování vystavěného materiálu v buňkách hlubotiskového válce, takže uložená sestava se může během prodloužené doby výroby mírně měnit. Navíc pak povaha tohoto procesu je taková, že je omezena na prostředky obsahující relativně jemná brusná zrna (obvykle menší než 20 mikrometrů).

Jiným přístupem k výrobě strukturovaných brusných prostředků je ukládání směsi brusné činidlo/vazebné činidlo na povrch substrátu a následující uložení vzoru obsahujícího seskupení isolovaných struktur na směs vytvrzením vazebného činidla, při čemž toto činidlo je v kontaktu s formou, která má inverzní povrch žádaného vzoru. Tento přístup je popsán v USA patentech č. 5 437 754, 5 378 251, 5 304 223 a 5 152 917. Na toto terna existuje několik variací, ale všechny mají obecný znak v tom, že každá struktura v tomto vzoru je dána vytvrzením vazebného činidla, zatímco kompozit je v kontaktu s tvarovací plochou.

Předložený vynález představuje způsob výroby strukturovaných brusných činidel se zvláště přitažlivými možnostmi vedoucími k agresivnějšímu broušení, která jsou dobře uzpůsobena pro opracování rozmanitých substrátů, při čemž jsou dobře přizpůsobena tomu, aby se získala jemná konečná úprava po prodloužené doby operace při v podstatě jednotné rychlosti broušení.

• · · · · · • ·· · · ·· · • ' · · · · ·

Podstata vynálezu

Nyní bylo zjištěno, že strukturované brusné činidlo, které má funkční prášek přilnut na povrch, poskytuje rozmanité výhody proti strukturovaným brusným činidlům samotným.

V předložené přihlášce je pojem funkční prášek” používán jako odkaz na jemně rozemletý materiál, který modifikuje brusné kvality strukturovaného brusného činidla, na které je aplikován. To může být tak jednoduché jako vyrobení strukturovaného brusného činidla brousícího agresivněji nebo snižujícího vznik brusných pilin nebo statického náboje na povrchu. Některé funkční prášky mohou dále sloužit jako uvolňující činidlo nebo jako bariera mezi pryskyřičným prostředkem a mezi razícím nářadím, což snižuje problémy s lepivostí a umožňuje zlepšené uvolňování. Mezi označením funkční prášky jsou zahrnuty jemná brousící zrna, rozemletá pomocná činidla, antistatické přísady, mazací prášky a podobné. Jemně rozemletým se zde rozumí to, že jednotlivé částice prášku mají průměrnou velikost částic (D_so) menší než asi 250 mikrometrů, jako je 1 až 150 mikrometrů, výhodněji od 10 do 100 mikrometrů.

Předložený vynález zahrnuje také způsob výroby strukturovaného brusného činidla obsahujícího sestavu kompozitů brusné činidlo/vazebné činidlo ulpělých na nosném materiálu, při čemž tento způsob se vyznačuje tím, že zahrnuje:

a) uložení kašovitého prostředku obsahujícího brusná zrna (a popřípadě plnidla, mlecí pomocí činidla a další přísady) a vytvrditelné pryskyřičné vazebné činidlo na substrát kontinuálním způsobem nebo způsobem vzorování,

b) vytvoření takového vzoru z kašovitého prostředku, že vznikne strukturované brusné činidlo, a

c) přilnutí potahu funkčního prášku na vzorovaném povrchu strukturovaného brusného činidla.

Klíčem tohoto způsobu je přilnutí funkčního prášku na povrch strukturovaného brusného činidla. Toho se může dosáhnout aplikací prášku na povrch strukturovaného brusného činidla před ukončením vytvrzování vazebného činidla, kdy vazebné činidlo je stále ještě v takovém stavu, při němž prášek, který se na na něj aplikuje, stabilně k němu přilne, jestliže se dokončí vytvrzování. Také se na povrch plně vytvrzeného strukturovaného brusného činidla může aplikovat adhezní potah, takže se získají prostředky ulpívání funkčního prášku na povrchu strukturovaného brusného činidla.

Tento prášek se může aplikovat ve formě jediné vrstvy na povrch kompozitu brusné činidlo/vazebné činidlo nebo v několika vrstvách s mezivrstvami adhezního činidla, aby se prášky udržely v dané poloze. Například jedna vrstva může znamenat jemný brusný prášek a druhá vrstva mlecí pomocné činidlo.

Prášek sám může znamenat brusné činidlo nebo rozmanité práškované materiály nebo kombinaci předchozích, čímž se dosáhnou výhodné vlastnosti. Brusná zrníčka použitelná jako funkční prášek mohou sestávat z jakéhokoliv typu brusných zrníček a velikosti zrn, které se v některých případech mohou odlišovat od velikosti zrníček použitých v adhezním prostředku a to může vést k jednotným brousícím vlastnostem. Funkční prášek může také sestávat z jakékoliv skupiny brousících pomocných činidel, antistatických přísad, jakékoliv skupiny plnidel a mazadel.

Ukládání funkční práškované vrstvy (funkčních práškovaných vrstev) lze provádět rozmanitými konvenčními způsoby ukládání. Mezi tyto způsoby patří gravitační potahování, elektrostatické potahování, rozprašování, vibrační potahování atd. K ukládání rozmanitých prášků může docházet současně nebo v daném pořadí tak, aby se před vytvořením vzoru vytvořila kompozitní struktura. Adhezní činidlo, jestliže se používá, může být stejného typu nebo jiného typu než je činidlo, které je přítomno v prostředku brusné činidlo/vazebné činidlo.

• · · · · ·· · ·

Podrobný popis vynálezu

Vytvoření strukturovaného brusného povrchu se může provádět jakýmkoliv způsobem známým v oblasti techniky, při němž se kašovitý kompozit prekursoru brusného činidla a vazebného činidla vytvrzuje, při čemž je v kontaktu s podkladem a zařízením pro výrobu tak, aby přilnul na jeden povrch k podkladu a aby na druhém povrchu měl přesný tvar vnitřního povrchu zařízení pro výrobu. Tento postup je popsán například v USA patentech Č. 5 152 917, 5 304 223, 5 378 251 a 5 437 254, které jsou zde všechny zahrnuty jako odkazy. Alternativní způsoby výroby, včetně hlubotiskového potahování, jsou popsány v USA patentech č. 5 014 468 a 4 773 920. Tyto patenty jsou v této přihlášce také zahrnuty jako odkazy.

Povrch strukturovaného brusného činidla může mít jakýkoliv žádaný vzor. Ten je dán z hlavní části zamýšleným účelem potaženého brusného produktu. Je například možné to provést tak, že tento povrch se vytvoří se střídajícími se výstupky a prohlubeninami orientovanými jakýmkoliv žádaným směrem. Tento povrch se může získávat také s mnoha projekčními tvary kompozitu, které mohou být odděleny nebo vzájemně propojeny a buď jsou identické nebo jsou jiné než přilehlé tvary. Nejtypičtěji mají strukturovaná brusná činidla v podstatě identické tvary v předem stanovených vzorech napříč povrchem potaženého brusného činidla. Tyto tvary mohou být ve formě pyramid se čtvercovou nebo trojúhelníkovou podstavou nebo mohou mít kulovitější tvary bez zřetelných rohů, v nichž se setkávají dvě přilehlé roviny. Kruhové tvary mohou být v průřezu kulovité nebo prodloužené, podle podmínek ukládání a podle zamýšleného použití. Pravidelnost tvarů závisí v jistém rozsahu na zamýšlené aplikaci. Úžeji tvarované tvary, například více než asi 1000 na čtvereční centimetr, jsou výhodné pro jemné dokončování nebo leštění, zatímco pro agresivnější broušení jsou výhodné širší tvary.

Brusná složka prostředku může znamenat jakýkoliv z dostupných materiálů známý v oblasti techniky, jako je alfa-oxid • 9 · · · · křemičitý (tavený nebo sintrovaný keramický), karbid křemíku, tavený oxid křemičitý/zirkon, kubický nitrid boru, diamant a podobné, a také jejich kombinace. Brusné částice užitečné podle vynálezu mají typicky a s výhodou průměrnou velikost částic od 1 do 150 mikrometrů, výhodněji od 1 do 80 mikrometrů. Obecně však množství brusného činidla představuje od asi 10 do asi 90 %, s výhodou od asi 30 do asi 80 % z hmotnosti prostředku.

Další hlavní složkou prostředku je vazebné činidlo. Tímto vazebným činidlem je vytvrditelný pryskyřičný prostředek, který je vybrán z pryskyřic vytvrditelných ozařováním, jako jsou pryskyřice vytvrditelné elektronovým svazkem, UF světlem nebo viditelným světlem, jako jsou akrylované oligomery akrylovaných epoxidových pryskyřic, akrylovaných urethanů a polyesterových akrylátů, akrylované monomery zahrnující monoakrylované a víceakrylované monomery a pryskyřice vytvrditelné teplem, jako jsou fenolické pryskyřice, močovino/formaldehydové pryskyřice a epoxidové pryskyřice, stejně jako směsi těchto pryskyřic. Často je vhodné, aby v prostředku byla přítomna složka vytvrditelná zářením, aby se prostředek mohl relativně rychle po uložení vytvrdit, což přispěje ke stabilitě uloženého tvaru. V souvislosti s touto přihláškou je tomu třeba rozumět tak, že pojem vytvrditelný zářením zahrnuje použití viditelného světla, ultrafialového (UF) světla a radiace elektronového paprsku, která vedou k vytvrzení činidla. V některých případech lze funkce tepelného vytvrzení a funkce radiačního vytvrzení dosáhnout různými funkcemi ve stejné molekule. To je často vhodný žádoucí přístup.

Prostředek pryskyřičného vazebného činidla může obsahovat také nereaktivní termoplastickou pryskyřici, která může zesílit vlastnosti samoostření uložených brusných kompozitů zvýšením jejich brusné schopnosti. Mezi příklady takové termoplastické pryskyřice patří propylenglykol, polyethylenglykol, blokový kopolymer polyoxypropylen/polyoxyethylen atd.

Do kašovitého prostředky s brusným činidlem mohou být za• · · · ► · · 4 » · · ' » · · 4 » · · <

• * · · hrnuta plnidla, aby se modifikovala reologie prostředku a tvrdost a tuhost vytvrzených vazebných činidel. Mezi příklady užitečných plnidel patří: uhličitany kovů, jako je uhličitan vápenatý a uhličitan sodný, oxid křmeičitý, jako je křemen, skleněné perličky a skleněné bublinky, křemičitany, jako je talek a metakřemičitan vápenatý, sírany kovů, jako je síran barnatý, síran vápentý a síran hlinitý, oxidy kovů, jako je oxid vápenatý a oxid hlinitý, a hydroxid hlinitý.

Kašovitý prostředek s brusným činidlem, ze kterého se vytvoří strukturované brusné činidlo, může obsahovat také brousící pomocná činidla pro zvýšení účinnosti broušení a rychlosti brusu. Tato užitečná brousící činidla mohou být na bázi anorganické, jako jsou halogenidové soli, například kryolit sodný, tetrafluorboritan draselný atd., nebo na organické bázi, jako jsou chlorované vosky, například polyvinylchlorid. Výhodnými brousícími pomocnými činidly v tomto prostředku jsou kryolit a tetrafluorboritan draselný s velikostí částic v rozmezí od 1 do 80 mikrometrů, nejvýhodněji v rozmezí od 5 do 30 mikrometrů. Množství brousícího pomocného činidla se pohybuje v rozmezí od 0 do 50 % hmotn., nejvýhodněji od 10 do 30 % hmotn.

Kašovité prostředky brusného činidla/vazebného činidla používané v praxi podle tohoto vynálezu mohou dále obsahovat přísady, mezi něž patří: kondenzační činidla, jako jsou silanová kondenzační činidla, např. A-174 a A-1000, která jsou dostupná od Osi Specialties, lne., organotitaničitany a zirkohlinitany, antistatická činidla, jako je grafit, saze a podobné, suspendační činidla, činidla modifikující vizkozitu, jako je jemný oxid křemičitý, například Cab-O-Sil M5 a Aerosil 200, činidla působící proti spékání, jako je stearát zinečnatý, mazací činidla, jako je vosk, smáčecí činidla, barviva, plnidla, modifikátory viskozity, dispergační činidla a činidla potlačující pěnění.

Podle způsobu aplikace může funkční prášek uložený na kašovitém povrchu dávat brusným výrobkům jedinečné brousící ·· ·· » · · « k · · vlastnosti. Mezi příklady funkčních prášků patří: 1) brusná zrna - všech typů a všech zrnitostí, 2) plnidla - uhličitan vápenatý, hlinka, oxid křemičitý, wollastonit, hydroxid hlinitý atd., 3) brousící pomocná činidla - KBF^, kryolit, halogenidová sůl, halogenované uhlovodíky atd., 4) činidla působící proti přeplňování - stearát zinečnatý, stearát vápenatý atd., 5) antistatická činidla - saze, grafit atd., 6) mazadla - vosky,

PTFE prášek, polyethylenglykol, polypropylenglykol, polysiloxany atd.

Podkladovým materiálem, na který se prostředek ukládá, může být látka (tkaná, netkaná nebo počesávaná), papír, film z umělé hmoty nebo kovová folie. Produkty vyrobené podle předloženého vynálezu nacházejí obvykle největší použitelnost při výrobě jemně brousících materiálů a proto je výhodný velmi hladký povrch. Výhodným substrátem pro ukládání kompozitu prostředků podle tohoto vynálezu je tedy obvykle jemně válcovaný papír, film z umělé hmoty nebo látka s hladkým potahem povrchu.

Tento vynález bude dále popsán s ohledem na některá specifická provedení, která je třeba chápat jako provedení pouze pro účely ilustrace a neplyne z nich žádné nutné omezení rozsahu tohoto vynálezu.

Zkratky

Pro zjednodušení presentace dat budou používány následující zkratky.

Polymerní složky

Ebecryl 3605, 3700 - akrylované epoxidové oligomery dostupně od UCB Radcure Chemical Corp.

TMPTA triakrylát trimethylolpropanu dostupný od Sartomer Company, lne.

ICTA - isokyanurát-triakrylát dostupný od Sartomer Co., lne. TRPGDA - diakrylát tripropylenglykolu dostupný od Sartomer Co., • · lne.

Složky vazebných činidel

Darocure 1173 - fotoiniciátor dostupný od Ciba-Geigy Company Irgacure 651 - fotoiniciátor dostupný od Ciba-Geigy Company 2-Methylimidazol - katalyzátor od BASF Corp.

Pluronic 25R2 - blokový kopolymer polyoxypropylen-polyoxyethylen dostupný od BASF Corp.

KBF4 - brousící pomocné činidlo se střední velikostí částic přibližně 20 μτ& dostupné do Solvay

Cab-O-Sil M5 - prachový oxid křemičitý od Cabot Corporation

Zrna

FRPL - tavený oxid hlinitý od Treibacher (P320 nebo P1000: stupeň kvality označovaný P-číslem)

Kalcinovaný oxid hlinitý - (40 μπι) od Microabrasives Corporation

Podkladové mateirály

Mylar film (0,0762 mm) pro oftalmové aplikace

Mylar film (0,127 mm) pro aplikace při opracovávání kovů J-weight polyesterová látka potažená Surlynem * Surlyn je ionomerní pryskyřice SURLYN 1652-1 od Du Pont • ·

Kašovité prostředky s brusným činidlem

Tabulka I

složka	I	II	III	IV
Ebecryl 3605	19,3 %
Ebecryl 3700		6,3 %
NVP	8,3 %
ICTA		7,9 %	14,7 %	14 %
TMPTA		8,1 %	14,7 %	14 %
TRPGDA		5,3 %
Irgacure 651		0,8 %
Darocure 1173	1,1 %		0,6 %	0,6 %
2 MI	0,2 %
Cab-O-Sil		0,8 %
Silan	1,1 %	0,8 %
Pluronic 25R2				1,4 %
KBF	23,3 %	23,3 %	23,3 %	23,3 %
zrno	46,7 %	46,7 %	46,7 %	46,7 %

Postup výroby prostředku

Monomerní a/nebo oligomerní složky se spolu míchají 5 minut v mixeru s vysokým střihem při 1000 otáčkách za minutu. Tento vazebný prostředek se pak smíchá s jakýmikoliv iniciátory, smáčecími činidly, činidly odstraňujícími pěnění, dispergačními činidly atd. a v míchání se pokračuje dalších 5 minut při stejné rychlosti míchání. Potom se přidají následující složky, pomalu a v uvedeném pořadí s pětiminutovým mícháním při 1500 otáčkách za minutu mezi přidáními: suspendační činidla, brousící pomocná činidla, plnidla a brusné zrno. Po přidání brusného zrna se rychlost míchání zvýši na 2000 otáček za minutu a v míchání se pokračuje 15 minut. Během této doby se pečlivě sleduje teplota. Rychlost míchání se sníží na 1000 otáček za minutu, jestliže teplota dosáhne 40,6 °C.

·· • · · · • ··

Ukládání prostředku

Pryskyřičný prostředek se potahuje na rozmanité konvenční substráty, jejichž seznam byl shora uveden. V uvedených případech se kaše brusného činidla nanáší potahováním nožem s řadou mezer žádaných hodnot. Potahování se provádí za teploty místnosti .

Aplikace funkčních prášků a vtlačování vzoru

Před vtlačováním vzoru se povrchová vrstva kaše modifikuje brusnými zrny se stejnou velikostí částic nebo s jemnějšími než jaké byly použity v prostředku. Uloží se dostatečné množství, aby se vytvořila jediná vrstva přilnutá na nevytvrzenou vazebnou složku. Nadbytek prášku se z vrstvy odstraní vibrací. Aplikace prášku se provádí konvenčním vibračním prosévacím způsobem.

Jakmile je jednou substrát potažen nevytvrzenou kaší prostředku a jakmile je aplikován funkční prášek, použije se zařízení pro vtlačování vzoru se žádaným vzorem, aby se dosáhl žádaný tvar brusné pryskyřice a zrnitého prostředku. Tato sestava pro vtlačování vzoru zahrnuje ocelový podkladový válec, který představuje nutnou podporu během aplikace tlakem ocelového válce vtládujícího vzor. Pro odstranění jakéhokoliv suchého zbytku nebo ztracených zrn zůstávajících v buňkách po tom, kdy zařízení dalo prostředku s upravenou viskozitou jeho tvar, se použije drátěný kartáč.

Vytvrzení

Po tom, co byl vzor vtlačen do vrstvy s modifikovanou viskozitou, se substrát ze zařízení pro vtlačování vzoru odstraní a nechá se projít vytvrzovací stanicí. Jestliže je vytvrzování tepelné, použijí se příslušné prostředky. Jestliže vytvrzování je aktivováno fotoiniciátory, může se použít zdroj záření. Jestliže se pracuje s UF světlem, použijí se dva 300W zdroje:

D žárovka a H žárovka s dávkou regulovanou rychlostí, kterou vzorovaný substrát prochází pod těmito zdroji. V případě pokusů s matricemi, které jsou uvedeny v tabulce 2, se vytvrzování provádělo UF světlem. V případě prostředku I však bezprostředně po UF vytvrzování následovalo tepelné vytvrzení. Toto vytvrzení bylo přiměřené pro to, aby se zajistila konečná rozměrová stabilita.

V prvním případě bylo vtlačení vzoru do vrstvy provedeno válcem, který má buňky vyryty do tvaru 17 šestiúhelníků. Tím se získá vzorek ostrůvků ve tvaru šestiúhelníku uvedený na obrázcích 1 a 2. V každém byla brusná zrna rozprášena na povrch, takže slouží jako funkční prášek. Brusné činidlo na obrázku 1, které je rozprášeno na povrch, znamená P1000 a na obrázku 2 P320. V každém případě prostředek brusné činidlo/vazebné činidlo znamenal prostředek I.

Ve druhém příkladu byl do válce vtlačujícího vzor vyryt vzorek drážek povrchu válce s 25 trojúhelníky. Obrázky 3 a 4 ukazují prostředky III a IV, jak jsou používány v prvním pokusu, potažené zrny brusného činidla P320, respektivě P1000. Byla použita stejná potahovací technika.

Ve třetím příkladu byl vzorkem vyrytým na válce vtlačující vzor vzorek 45 pyramid s prostředkem I, takže se získal vzor isolovaných pyramid s čtvercovou podstavou. Tento povrch byl modifikován aplikací zrna P1000 na stejný prostředek, jaký byl použit v prvním a ve druhém pokusu. Výsledky jsou uvedeny na obrázku 5.

Ve všech třech pokusech zůstaly struktury na povrchu vtlaču jícím vzorek v podstatě nezměněny od doby vtlačování vzoru do doby, kdy byla vazebná složka plně vytvrzena.

Bylo provedeny také další příklady, podobné tvarem, ale proměnlivé, pokud jde o prostředek a obsah brusného činidla, jak je uvedeno v tabulce 2. Ve všech případech byl způsob vý14 ·· ·· ·· ·· • · · · · · · • · · · · · • ······ • · · · · · ·· ··· · · · ·· roby stejný jako v prvních třech příkladech. Byly však provedeny změny ve složení pryskyřice a funkčních prášků.

Tabulka 2

pří- vtlačený	čar na 2,45 cm	složení pryskyřice	tloušťka kaše (mm)	zrna v kaši	funkční prášek
klad	vzor
1	šestiúh.	17	I	0,127	P320	P1000
2	šestiúh.	17	I	0,2032	P320	P1000
3	šestiúh.	17	I	0,254	P320	P1000
4	šestiúh.	17	I	0,254	P320	P320
5	trojúh.	25	II	0,1778	P320	P320
6	trojúh.	25	I	0,1778	P320	P320
7	trojúh.	25	I	0,1778	P320	P1000
8	trojúh.	25	III	0,1778	P320	P320
9	trojúh.	25	III	0,1778	P320	P320 + KBF 4
10	trojúh.	25	III	0,1778	40 pm	40 pm
11	trojúh.	25	IV	0,1778	40 pm	40 pm
12	trojúh.	40	III	0,127	P320	P320 + KBF 4
13	trojúh.	40	III	0,127	40 pm	40 pm
14	trojúh.	40	IV	0,127	40 pm	40 pm
15	pyramid.	45	I	0,127	P320	P1200
16	pyramid.	45	I	0,1778	P320	P1200
17	pyramid.	45	I	0,1778	P320	P320
18	pyramid.	45	I	10	P320	P1000

Vzorek na válci pro vytlačování vzorku se 17 šestiúhelníky obsahoval buňky s hloubkou 559 mikrometrů a se stejnými stranami 1000 mikrometrů na vršku a 100 mikrometry na spodku.

Vzorek s 25 trojúhelníky obsahoval kontinuální kanálkový brus se 45 stupni k ose válce, který měl hloubku 508 mikrometrů ···· »9t ·· »· ·· ·· • ·· · · · · · • · · · · · · • · ····· · • · · · · · · ·· ···· ·· ·· a šířku otvoru na vršku 750 mikrometrů.

Vzorek se 40 trojúhelníky obsahoval kontinuální kanálkový brus se 45 stupni k ose válce, který měl hloubku 335 mikrometrů a šířku otvoru na vršku 425 mikrometrů.

Vzorek se 45 pyramidami obsahoval buňky ve tvaru obrážené pyramidy se čtvercovou podstavou, s hloubkou 221 mikrometrů a s velikostí strany 425 mikrometrů.

Testy borušení

Některé vzorky ze seznamu byly podrobeny dvěma primárním formám testování broušení s daty uvedenými v tabulkách 3 až 5. První forma testování sestávala z Schiefferova testování až do 600 otáček s konstantní náplní 3,6 kg na vybrání, 304 pracovními místy nerezavějící ocele s vnitřním průměrem 2,794 cm, což poskytovalo účinné broušení při tlaku 0,1624 MPa. Vzorované brusné činidlo bylo nařezáno na disky o průměru 11,43 cm a namontováno na ocelovou podkladovou desku. Jak podkladová deska tak pracovní místo rotují ve směru hodinek s tím, že podkladová deska rotuje rychlostí 195 otáček za minutu a pracovní místo rotuje rychlostí 200 otáček za minutu. Každých 50 otáček se zaznamenává ztráta hmotnosti pracovního místa. Celková ztráta se zaznamená na konci 600 otáček.

Druhý způsob testování sestává z testování mikrobrusného kroužku. V tomto testu se kroužek z tvárné oceli (vnější průměr 4,445 cm, vnitřní průměr 2,54 cm a šířka 2,54 cm) předem zdrsní 60pm konvenčním filmovým produktem a potom se brousí při 0,42 MPa vzorovaným brusným činidlem. Brusné činidlo bylo nejdříve rozřezáno na proužky o šířce 2,45 cm a přidržováno proti pracovnímu místu kaučukovou patkou. Pracovní místo se otáčí rychlostí 100 otáček za minutu a osciluje v kolmém směru rychlostí 125 oscilací za minutu. Všechna broušení byla prováděna v mazané lázni s olejem OH200. Každých 10 otáček byla zaznamenávána ztráta hmotnosti. Na konci testu byla zaznamenána celková ztrá16 ·ΦΦ· ·· ·· • · · · · ··· · · · • · · · · · · ··· ·· ···· ·· ·· ta.

Tabulka 3

Schiefferovo testování vzorovaných brusných činidel zrnem FRPL P320 v kašovitém prostředku (500 otáček)

příklad	l vzorek	zrno v kaši	funkční prášek	celkový brus (% ke kontrole)
18	45 pyramid (kontrola)	P320	P1000	100 %
3	17-šestiúhelníkový	P320	P1000	104 %
4	17-šestiúhelníkový	P320	P320	113 %
8	25-trojúhelníkový	P320	P320	115 %
9	25-trojúhelníkový	P320	P320+KBF	143 % 4

Tabulka 4

Schiefferovo testování vzorovaných brusných činidel se 40/jm zr nem kalcinovaného oxidu hlinitého v kašovitém prostředku (600 otáček)

příklad vzorek	zrno v kaši	funkční prášek	celkový brus (% ke kontrole)
C-l žádný	N/A	N/A	100 %
(kontrola)
10 25-trojúhelníkový	40gm	40μπι	131 %
13 40-trojúhelníkový	40gm	40μπι	110 %

Tabulka 5

Kruhové testování mikrofinálních aplikací (50 otáček při 0,42 MPa)

příklad vzorek	zrno v kaši	funkční prášek	celkový brus (% ke kontrole)
C-l žádný	N/A	N/A	100 %
(kontrola)
10 25-trojúhelníkový	40μπι	40μπι	109 %

V tabulce 3 je jasně demonstrován účinek typu funkčního prášku a vzoru. U 45 pyramid (P320 v prostředku a P1000 jako funkční prášek) jako kontroly vedlo použití většího 17-šestiúhelníkového vzoru u prostředku stejné pryskyřice a funkčního prášku k nepatrnému zvýšení celkového brusu. Ve všech případech, kdy byl P1000 nahražen P320 s hrubším zrněním, se brus dále zvýší. Dále pak trojúhelníkový vzor překonal šestiúhelníkový vzor.

V posledním případě, v němž funkční prášek obsahoval směs KBF_a a P320, byl brus dramaticky zvýšen. Z této řady dat lze jasně vidět, že typ vzoru společně s typem funkčního prášku zřetelně mění brousící vlastnosti.

V tabulce 4 byla vzorovaná brusná činidla srovnávána se srovnávacím příkladem C-l, konvenčním mikrobrusným činidlem pro konečné zpracování se zrny 40 mm s obchodním názvem Q151 od Norton Co. U obou vzorovaných brusných činidel lze pozorovat, že celkový brus byl významně zvýšen při srovnání s konvenčním výrobkem s tím, že 25-trojúhelníkový překonává jemnější 40-trojhelníkový vzor.

V tabulce 5 byla 40gm vzorovaná brusná činidla srovnávána ve finální mikroaplikaci. A opět platí, že při srovnání s kon18 venčním příkladem c-l, konvenčním brusnýn výrobkem pod obchodním názvem Q151 od Norton Co., vzorované brusné činidlo demonstruje zlepšení celkového brusu. Shrnuto - shora uvedené vzory pracují dobře v brusných testovacích aplikacích a od počátku poskytují efektivní obrušování.

Claims

1. Způsob výroby strukturovaného potahovaného brusivá obsahujícího soustavu kompozitů brusivo/pojivo přilnutou k podkladovému materiálu, vyznačující se tím, že se na materiálu substrátu vytvoří sestava brusných kompozitů, při čemž každý kompozit obsahuje alespoň částečně vytvrzené pojivo a brusné částice v něm dispergované, a že funkční prášek, který je vybrán ze skupiny sestávající z brusiv, plnidel, brousících pomocných činidel, antistatických prášků, stearovaných prášků a jejich směsí, přilne na povrch těchto brusných kompozitů.

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že brusné kompozity jsou uloženy v pravidelné sestavě a obsahují částečně vytvrzené pojivo, takže funkční prášek nanesený na strukturované brusivo na něm ulpí a potom se dokončí vytvrzení pojivá.

3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že na strukturovaný brusný povrch se aplikuje druhý pojivový materiál a na druhé pojivo se aplikuje funkční prášek a toto se následně vytvrdí.

4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že funkční prášek má průměrnou velikost částic 1 až 150 mikrometrů.

5. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že pojivo obsahuje radiačně nebo tepelně vytvrditelnou pryskyřici nebo kombinaci shora uvedených.

6. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že pojivová pryskyřice obsahuje nereaktivní termoplastickou složku.

7. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že brusivo je v prostředku obsaženo v množství od • ··«· t· · * ··· • · » • <

··· ··· ·· ·· • · · · • · · • ·-· Φ · « »· ····

10 do 90 % hmotn. z hmotnosti prostředku.

8. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že brusné zrno je vybráno ze skupiny sestávající z ceru oxidu hlinitého, taveného oxidu hlinitého/zirkonu, karbidu kře míku, krychlového nitridu boru a diamantu.

9. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že prostředek obsahuje také jednu nebo více přísad vybraných ze skupiny sestávající z brousících pomocných činidel, inertních plnidel, antistatických činidel, mazadel, činidel působících proti přeplnění a jejich směsí.

10. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že prostředek obsahuje brousící pomocné činidlo vybrané ze skupiny sestávající z kryolitu, tetrafluorboritanu draselného a jejich směsí.

11. Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím, že druhé pojivo je stejné jako pojivo použité k výrobě strukturovaného brusivá.

12. Potahované brusivo, vyznačující že je vyrobeno způsobem podle nároku 1.

se tím,

13. Potahované brusivo, vyznačující že je vyrobeno způsobem podle nároku 2.

se tím,

14. Potahované brusivo, vyznačující že je vyrobeno způsobem podle nároku 3.

se tím,

15. Potahované brusivo, vyznačující že je vyrobeno způsobem podle nároku 4.

se tím,

16. Potahované brusivo, vyznačující že je vyrobeno způsobem podle nároku 5.

se tím,