CZ302363B6

CZ302363B6 - Strukturovaný abrasivní výrobek mající prilnutý funkcní prášek a zpusob jeho výroby

Info

Publication number: CZ302363B6
Application number: CZ20000532A
Authority: CZ
Inventors: Wei@Paul; Shin Swei@Gwo; Patrick Yang@Wenliang; Bruce Allen@Kevin
Original assignee: Norton Company
Priority date: 1997-09-11
Filing date: 1998-09-08
Publication date: 2011-04-13
Also published as: EP1011924B1; JP2001515801A; CO5031303A1; HK1028580A1; JP3776729B2; DE69803995T2; CA2295686A1; BR9811787A; KR100371980B1; HUP0003575A3; NO20001275L; HUP0003575A2; CN1266392A; TWI225888B; CZ2000532A3; CA2295686C; DK1011924T3; AU9477298A; KR20010023846A; PL200042B1

Abstract

Pri zpusobu výroby strukturovaného abrasivního výrobku obsahujícího soustavu kompozitu brusivo/pojivo prilnutou k podkladovému materiálu se na materiálu substrátu vytvorí sestava brusných kompozitu, pricemž každý kompozit obsahuje alespon cástecne vytvrzené pojivo a brusné cástice v nem dispergované a funkcní prášek, který je vybrán ze skupiny sestávající z brusiv, plnidel, brousicích pomocných cinidel, antistatických prášku, stearovaných prášku a jejich smesí, prilne na povrch techto brusných kompozitu. Uvedeným zpusobem je vyroben strukturovaný abrasivní výrobek.

Description

Oblast techniky

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

Dosavadní stav techniky

Návrh ukládat obecně izolované struktury jako ostrůvky nebo žebra směsi vazebného činidla a brusného materiálu na podkladový materiál za vzniku tak zvaných „strukturovaných brusných !5 činidel“ je znám mnoho let. Jestliže ostrůvky nebo žebra mají velmi podobné výšky nad podkladem a jsou příslušně odděleny, potom vede (možná o 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 chladicí 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 strukturovaných brus25 ných Činidel má výhodu v tom, že se jednotlivé ostrůvky opotřebovávají v podstatě sejnou rychlostí, takže se zachovává stejná rychlost broušení po delší období. Pokud jde o broušení, tato práce je stejnoměrněji sdílena větším počtem brousicích bodů. Jelikož ostrůvky obsahují mnoho menších částic brousicího činidla, eroze ostrůvků navíc nepokrývá nové, nepoužité brusné částice, které ještě nejsou otupeny.

Jedním způsobem vytvoření tohoto seskupení izolovaných 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 povrch35

V patentu US 5 014 468 je popsán způsob výroby strukturovaných brusných prostředků. Podle tohoto způsobů se prostředek vazebné činidlo/brusné činidlo ukládá z hlubotiskových buněk na válec takovým způsobem, 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 patentu US 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 brou50 šením. Kromě pouhého konstatování této možnosti však nejsou uvedeny žádné podrobnosti, které by mohly ukázat, jak by se to mohlo provádět.

V patentu US 4 644 703 Kaczmareka spol. použili hlubotiskový válec konvenčnějším způsobem pro uložení prostředku brusné činidlo/vazebné činidlo pro uložení vrstvy, která se pak vyhladí

-1 CZ 302363 B6 před tím, než se hlubotiskovým postupem na povrch vyhlazené první vrstvy uloží druhá vrstva. Neexistuje žádný popis povahy konečného vytvrzeného povrchu.

V patentu US 5 014 468 (Ravipati spol.) je navrženo použití směsi brusné činidlo/vazebné s 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 struktury 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 užilo tečný, zvláště v očních ukončovacťch operacích. Tento způsob je velmi užitečný; existuje však potenciální problém používající ve zvyšování vystavěného materiálu v buňkách hlubotiskového válce, takže uložená sestava se může během prodloužené doby výroby mírně měnit. Navíc pak povaha tohoto procesuje taková, že je omezena na prostředky obsahující relativně jemná brusná zrna (obvykle menší než 20mikrometrů).

Jiným přístupem k výrobě strukturovaných brusných prostředků je ukládání směsi brusné činidlo/vazebné činidlo na povrchu substrátu a následující uložení vzoru obsahujícího seskupení izolovaných struktur na směs vytvrzením vazebného činidla, přičemž toto činidlo je v kontaktu s formou, která má inverzní povrch žádaného vzoru. Tento přístup je popsán v patentu US

5 4 3 7 7 54, US 5 378 251, US 5 304 223 a US 5 152 917. Na toto téma existuje několik variací, ale všechny mají obecný znak vtom, 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 při25 tažlivými možnostmi vedoucími k agresivnějšímu broušení, která jsou dobře uzpůsobena pro opracování rozmanitých substrátů, přičemž jsou dobře přizpůsobena tomu, aby se získala jemná konečná úprava po prodloužené doby operace při v podstatě jednotné rychlosti broušení.

jo 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 bariéra mezi pryskyřičným prostřed40 kem a mezi razícím nářadím, což snižuje problémy s lepivostí a umožňuje zlepšené uvolňování. Mezi označením „funkční prášky“ jsou zahrnuty jemná brousicí zma, rozemletá pomocní činidla, antistatické přísady, mazací prášky a podobné. „Jemně rozemletým“ se zde rozumí to, že jednotlivé částice prášku mají průměrnou velikost částic (D₅₀) 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 ulpěných na nosném materiálu, přičemž tento způsob se vyznačuje tím, že zahrnuje:

a) uložení kašovitého prostředku obsahujícího brusná zrna (a popřípadě plnidla, mlecí pomoc50 ná 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.

-2 CZ 302363 B6

Klíčem tohoto způsobuje 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 něj aplikuje, stabilně k němu při lne jestliže se dokončí vytvrzování.

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 brousicím vlastnostem. Funkční prášek může také sestávat z jakékoliv skupiny brousicích pomocných činidel, antistatických přísad, jakékoliv skupiny plnidel a mazadel.

Ukládací funkční práškové 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 v oblasti techniky, pri němž s kašovitý kompozit prekurzoru brusného činidla a vazebného činidla vytvrzuje, přičemž je v kontaktu s podkladem a zařízením pro výrobu tak, aby přilnul najeden povrch k podkladu a aby na druhém povrchu měl přesný tvar vnitřního povrchu zařízení pro výrobu. Tento postu je popsán například v patentech US 5 152 917, US 5 304 223, US 5 378 251 a US 5 437 254, které jsou zde všechny zahrnuty jako odkazy. Alternativní způsob výroby, včetně hlubotiskového potahování, jsou popsány v patentech US 5 014 468 a US 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 hlediska částí 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. Nejtypiětější 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 být 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.

- j CZ 302363 B6

Brusná složka prostředku může znamenat jakýkoliv z dostupných materiálů známý v oblasti techniky, jako je alfa-oxid křemičitý, (tavený nebo sintrovaný keramický), karbid křemíku, tavený oxid kremičitý/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 do asi 30 do asi 80 % z hmotnosti prostředku.

Další hlavní složka prostředku je vazebné činidlo. Tímto vazebným činidlem je vytvrditelný pryskyřičný prostředek, kterýje vybrán z pryskyřic vytvrditelných ozařováním, jak jsou pryskyio řiče 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 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 zařízením, 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 zařízením“ zahrnuje použití viditelného světla, ultrafialového (UF) světla a radiace elektronového paprsku, kterou vedou k vytvrzení činidla. V některých případech lze funkce tepelného vytvrzení a funkce radiačního vytvrzení dosáhnout různými funkcemi ve stejné mole20 kule. To je často vhodný žádoucí přístup.

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

Do kašovitého prostředku s brusným činidlem mohou být zahrnuta 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 křemičitý, jako je křemen, skleněné perličky a skleněné bublinky, kremičítany, jako je talek a metakřemičitan vápenatý, sírany kovů, jak je síran bamatý, síran vápenatý a síran hlinitý, oxid 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 brousicí pomocná činidla pro zvýšení účinnosti broušení a rychlosti brusu. Tato užitečná brousicí činidla mohou být na bázi anorganické, jako jsou halogenidové soli, například kreolit sodný, tetrafluorboritan draselný atd., nebo na organické bázi, jako jsou chlorované vosky, například polyvinylchlorid. Výhodnými brousicími pomocnými činidly v tomto prostředku jsou kryolit a tetrafluorboritan draselný s velikostí částic v rozmezí od 1 do 80 mikro40 metrů, nej výhodněji v rozmezí od 5 do 30 mikrometrů. Množství brousicího pomocného činidla se pohybuje v rozmezí od 0 do 50 % hmotn., nej výhodněji 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 konden45 začni činidla, např. A-l 74 a A-1000, která jsou dostupná od Osi Specialties, lne., organotitaničitany a zirkoh Hni taný, antistatická činidla, jako je grafit, saze a podobné, suspendační činidla, činidla modifikující viskozitu, 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 vos, 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 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) brousicí pomocná činidla - KBF₄, kryolit, halogenidová sůl, halogeno55 váné uhlovodíky atd., 4) činidla působící proti přeplňování - stearát zinečnatý, stearát vápenatý

-4CZ 302363 B6 atd., 5) antistatická činidla - saze, grafit atd., 6) mazadla - vosky, Fl řb prášek, poiyeťnyienglykol, póly propylengly kol, polysiloxany atd.

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

io

Příklady provedení vynálezu

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

2o Pro zjednodušení prezentace dat budou používány následující zkratky.

Polymemí složky

Ebecryl 3605, 3700 - akrylované epoxidové oligomery dostupné od UCB Radcure Chemical

Corp.

TMPTA triakrylát trimethylolpropanu dostupný od Sartomer Company, lne.,

ICTA- isokyanurát-triakrylát dostupný od Sartomer Co, lne,

TRPGDA - diakrylát tri propylenglykolu dostupný od Sartomer Co., Inc.

Složky vazebných činidel

Darocurea 1173 - fotoiniciátor dostupný od Ciba-Geigy Company Irgacure 651 - fotoiniciátor dostupný do Ciba-Geoigy Company 2-Methylimidazol - katalyzátor od Basf Corp.

Pluronic 25R2 - blokový kopolymer polyoxypropylen-polyoxyethylen dostupný do BASF Corp. KBF4 - brousicí pomocné Činidlo se střední velikostí částic přibližně 20 gm dostupné od Solvay Cab-O-Sil M5 - prachový oxid křemičitý od Cabor Corporation

Zrna

FKPL - tavený oxid hlinitý od Treibacher (P320 nebo P1000: stupeň kvality označovaný „Pčíslem“)

Kalcinovaný oxid hlinitý - (40 gm) od Microabrasives Corporation

Podkladové materiály

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 ionomemí pryskyřice SURLYN 1652-1 od Du Pont.

Kašovité prostředky s brusným činidlem

-5CZ 302363 B6

Tabulka 1

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 %
Xrgacure 651		0,8 %
Darocure 1173	1,1 %		0,6 %	0,6 %
2 MI	0,2 %
Cab-O-Sil		0,8 %
Sílán	1,1 %	0,8 %
Pluronic 25R2				1,4 %
KBF	23,3 %	23,3 %	23,3 %	23,3%
zrno	46,7 %	46,7 i	46,7 %	46,7 %

Postup výroby prostředku

Monomem í a/nebo oligomemí složky se spolu míchají 5 minut v mixeru s vysokým střihem při 1000 otáčkách za minutu. Tento vazebný prostředek se pak smíchá sjakýmikoliv 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, brousicí pomocná činidla, plnidla a brusné zrno. Po přidání brusného zrna se rychlost míchání zvýší 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 nože 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 jemnějšími než jaké byly použity v prostředku. Uloží se dostatečné množství, aby se vytvořila jediná vrstva přilnutá na nevytvrzenou vazebnou vloku. 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 pod-6CZ 302363 Bó kládový válec, který představuje nutnou podporu během aplikace tlakem ocelového válce vtlačujícího vzor. Pro odstranění jakéhokoliv suchého zbytku nebo ztracených zrn zůstávají v buňkách po tom, kdy zařízen; dalo prostředku s upravenou viskozitou jeho tvar, se použije drátěný kartáč. Vy tvrze ní

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 zařízení. 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 1 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. V každém byla brusná zrna rozprášena na povrch, takže slouží jako funkční prášek. Brusné činidlo, které je rozprášeno na povrch, přestavuje P1000, resp. P320. V každém případě prostředek brusné činidlo/vazebné činidlo znamenal prostředek I.

Ve druhém příkladu byl do válce vtlačujícího vzoru vyryt vzorek drážek povrchu válce s 25 trojúhelníky. Prostředky III a IV v prvním pokusu jsou potažené zrny brusného činidla P320,resp. P1000. Byla využita stejná potahovací technika.

Ve třetím příkladu byl vzorek vyrytým na válce vtlačující vzor vzorek 45 pyramid s prostředkem 1, takže se získal vzor izolovaných pyramid s čtvercovou podstavou. Tento povrch byl modifikován aplikací zrna Pí 000 na stejný prostředek, jaký byl použit v prvním a ve druhém pokusu.

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

Byly 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 výroby stejný jako v prvních třech příkladech. Byly však provedeny změny ve složení pryskyřice a funkčních prášků.

-7CZ 302363 B6

Tabulka 2

pří- klad	vtlačený vzor	čar na 2,45 cm	složení pryskyřice	tloušťka kaše (mm)	zrna v kaši	funkční prášek
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	P32O
5	trojúh.	25	II	0,1778	P320	P320
6	trojúh.	25	I	0,1778	P320	P32O
7	trojúh.	25	I	0,1778	P320	P1000
8	trojúh.	25	III	0,1778	P320	P32O
9	trojúh.	25	III	0,1778	P320	P320 + KBF Λ
10	trojúh.	25	III	0,1778	40 μτη	40 gm
11	trojúh.	25	IV	0,1778	40 gm	40 gm
12	trojúh.	40	III	0,127	P320	P32O + KBF A
13	trojúh.	40	III	0,127	40 gm	40 gm
14	trojúh.	40	IV	0,127	40 μπι	40 gm
15	pyramid.	45	I	0,127	Ρ320	P1200
16	pyramid.	45	I	0,1778	Ρ320	P1200
17	pyramid.	45	I	0,1778	Ρ320	P320
18	pyramid.	45	I	10	Ρ320	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 mikrometrů na spodku.

Vzorek s 25 trojúhelníky obsahoval kontinuální kanálkový brus se 45 stupni k ose válce, který měl hloubku 508 mikrometrů 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 obrácené pyramidy se čtvercovou pod sta15 vou, s hloubkou 221 mikrometrů a s velikostí strany 425| mikrometrů.

Testy broušení

Některé vzorky ze seznamu byly podrobeny dvěma primárním formám testování broušení s daty 20 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 mýty nerezavějící ocele s vnitřním

-8CZ 302363 B6 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 rotuj! 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 míkrobrusného kroužku.V tomto testu se kroužek z tvárné oceli (vnější průměr 4,445 cm, vnitrní průměr 2,54 cm a šířka 2,54 cm) předem zdrsní io 60 pm 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 mazné lázni s olejem OH200. Každých 10 otáček byla zaznamenávána ztráta hmotnosti. Na konci testu byla zaznamenána celková ztráta.

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	P32O	P1000	104 %
4	17-šestiúhelníkový	P320	P32O	113 %
8	25-trojúhelníkový	P32O	P320	115 %
9	25-trojúhelníkový	P32O	P320+KBF	143 % 4

Tabulka 4

Schiefferovo testování vzorovaných brusných činidel se 40pm zrnem kalcinovaného oxidu hlinitého v kašovitém prostředku (600 otáček)

příklad vzorek	zrno v kaši	funkční prášek	celkový brus (% ke kontrole)
C-1 žádný	N/A	N/A	100 %
(kontrola)
10 25-trojúhelníkový	40pm	40gm	131 %
13 40-trojúhelníkový	40μτη	40 μπι	110 %

-9 CZ 302363 B6

Tabulka 5

Kruhové testování mikrofínálních 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 t
(kontrola)
10 25-	trojúhelníkový	40μΐη	40μΐη	109 %

V tabulce 3 je jasně demonstrováno účinek typu funkčního prášku a vzoru. (J 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 io brusu. Ve všech případech, kdy byl P1000 navržen P320 s hrubším změním, se brus dále zvýší. Dále pak trojúhelníkový vzor překonal šestiúhelníkový vzor.

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

V tabulce 4 byla vzorovaná brusná činidla srovnávána se srovnávacím příkladem C-l, konvenčním mikrobrusným činidlem pro konečné zpracování se zrny 40mm s obchodním názvem Q151 od Norton Co. U obou vzorovaných brusných činidel lze pozorovat, že celkový brus byl význam20 ně 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 konvenčním příkladem C-l, konvenčním brusným výrobkem pod obchod25 ním 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

PATENTOVÉ NÁROKY

35 1. Způsob výroby strukturovaného potahovaného abrasivního výrobku obsahujícího soustavu kompozitů brusivo/pojivo přilnutou k podkladovému materiálu, vyznačující se tím, že se na materiálu substrátu vytvoří sestava brusných kompozitů, přičemž 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, brousicích pomocných činidel,

40 antistatických prášků, stearovaných prášků a jejích 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

45 strukturované brusivo na něm ulpí a potom se dokončí vy tvrzení pojivá.

- 10 CZ 302363 B6
3. Způsob podle nároku l, vyznačující se tím, že na strukturovaný brusný povrch se aplikuje druhý pojivový materiál a funkční prášek se aplikuje na druhé pojivo, které se následně vytvrdí.
5 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 obsa15 ženo v množství od 10 do 90 % 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 křemíku, krychlového nitridu boru a diamantu.
9. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že prostředek obsahuje také jedno nebo více přísad vybraných ze skupiny sestávající z brousicích pomocných činidel, interních pln ideí, antistatických činidel, mazadel, činidel působících proti přeplnění ajejich směsi.

2?
10. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že prostředek obsahuje brousicí pomocné Činidlo vybrané ze skupiny sestávající z kryolitu, tetrafluorboritanu draselného ajejich směsí.
11. Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím, že druhé pojivo je stejné jako poji30 vo použité k výrobě strukturovaného brusivá.
12. Strukturovaný potahovaný abrasivní výrobek obsahující podkladový materiál; a kompozit z částečně vytvrzeného pojivá a brusných částic v něm dispergovaných a přilnutých na podkladový materiál pro vytvoření struktury, vyznačující se tím, že funkční prášek vybra35 ný ze skupiny sestávající z brusiv, plnidel, brousicích pomocných činidel, antistatických prášků, stearovaných prášků ajejich směsí je přilnutý alespoň na část povrchu kompozitu, h
13. Strukturovaný potahovaný abrasivní výrobek podle nároku 12, vyznačující se tím, že je funkční prášek nanesený na strukturovaný potahovaný abrasivní výrobek před

40 vy tvrzením pojivá.
14. Strukturovaný potahovaný abrasivní výrobek podle nároku 12, vyznačující se tím, že dále obsahuje druhý pojivový materiál nanesený na alespoň část povrchu strukturovaného potahovaného abrasivního výrobku, přičemž je funkční brusivo naneseno na druhé pojivo,

45 které je pak následně vytvrzené.
15. Strukturovaný potahovaný abrasivní výrobek podle nároku 12, vyznačující se tím, že funkční prášek má průměrnou velikost částic 1 až 150 mikrometrů.

50 16. Strukturovaný potahovaný abrasivní výrobek podle nároku 12, vyznačující se tím, že pojivo obsahuje radiačně nebo tepelně vytvrditelnou pryskyřici nebo kombinaci shora uvedených.