ES2198237T3 - Rollo de material abrasivo no tejido. - Google Patents
Rollo de material abrasivo no tejido.Info
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Abstract
Rollo (32) de material (30) para tratamiento de superficies abrasivo, no tejido, flexible; comprendiendo el rollo arrollamientos sucesivos del material no tejido provistos de superficies que se aplican entre sí suficientemente para mantener el material no tejido en una configuración de enrollamiento espiral, pero que son fácilmente separables.
Description
Rollo de material abrasivo no tejido.
La presente invención se refiere a productos de
acondicionamiento de superficies, y específicamente a hojas de
acondicionamiento de superficies que comprenden un artículo
abrasivo, no tejido, flexible. El artículo abrasivo puede ser
proporcionado al usuario en forma de rollo. El material de rollo
tiene superficies que se aplican entre sí suficientemente para
mantener el rollo en una configuración de enrollamiento espiral,
pero que son separables para permitir el devanado del rollo. El
rollo está perforado para permitir la separación de la hoja y su
retirada.
Los productos abrasivos de baja densidad del tipo
definido en la patente norteamericana nº 2,958,593 y vendidos bajo
la designación ``SCOTCH BRITE'' por Minnesota Mining and
Manufacturing Company de St. Paul, Minnesota, han tenido un éxito
comercial significativo como productos de tratamiento de
superficies. Este tipo de producto abrasivo está compuesto
típicamente por fibras cortadas rizadas que han sido formadas en una
estera e impregnadas con aglomerante resinoso y abrasivo. Este
material está disponible comercialmente en una amplia variedad de
tipos para proporcionar muchas funciones. Puede estar formado como
un disco o rueda para ser montado sobre un eje de rotación, una
cinta, un estropajo para equipo de acabado, tales como estropajos de
tratamiento de suelo o en forma de hoja para su uso como estropajo
de mano. En lo que respecta a esto último, hojas cortadas han sido
previstas para su uso como estropajos de mano en aplicaciones de
acabado de superficies, tales como rascado, frotado, trabajo de
limpieza o acabado. Tales hojas eran proporcionadas a los usuarios
en forma precortada, vendidas individualmente o empaquetadas en
forma apilada. Tal material abrasivo no tejido ha sido también
disponible en forma de rollo, típicamente enrollado en torno a un
núcleo de soporte (tal como un núcleo de cartón), y después trozos
de material no tejido podían ser cortados a la longitud deseada y
retirados del rollo.
La patente norteamericana nº 4,227,350 describe
un producto abrasivo de baja densidad que está formado por una banda
flexible de superficie generalmente plana, con sección transversal
uniforme constituida por filamentos continuos ondulados
tridimensionalmente, aplicados entre sí, ligados a la autógena.
En uso, los estropajos de mano de material
abrasivo no tejido han desplazado (en muchos casos) a los estropajos
de lana de acero como el producto de acondicionamiento de
superficies deseado. Los estropajos de lana de acero desprenden
partículas metálicas durante el uso, lo que puede conducir a
numerosos problemas (por ejemplo, imperfecciones en el acabado,
manchas de herrumbre, fragmentos molestos o nocivos en los dedos del
usuario, etc.) Además, los estropajos de lana de acero tienden a
desbastarse o desgarrarse durante el uso, llegando a ser no
uniformes en términos de calidades abrasivas y características de
manejo. Una ventaja que tenían los estropajos de lana de acero
frente a los estropajos de mano de material abrasivo no tejido de la
técnica anterior, sin embargo, era su conformabilidad. El usuario
podía conformar (por ejemplo, doblar o configurar) un estropajo de
lana de acero a configuraciones deseadas, dependiendo de la
aplicación particular, y el estropajo retendría dicha forma general.
Los estropajos de mano de material abrasivo no tejido de la técnica
anterior, aunque evitan el problema del desprendimiento de
partículas, no han sido conformables adecuadamente para el usuario
final, y no podían retener una forma doblada o acolchada. Incluso
aunque las caras de los estropajos de material abrasivo no tejido de
la técnica anterior sean de naturaleza rugosa (es decir, abrasiva),
no se aplican o adhieren en contacto una con otra. Esta
característica, en combinación con el espesor, rigidez y peso del
material abrasivo no tejido de la técnica anterior impedía a tal
material mantener una configuración plegada o acolchada. Otra
ventaja que tenían los estropajos de lana de acero respecto a los
estropajos de mano de material abrasivo no tejido de la técnica
anterior era la capacidad de conseguir un acabado de la superficie
fino a la vez que proporcionan una Razón de Contacto deseada sobre
la superficie desgastada.
Como se mencionó antes, el material abrasivo no
tejido anterior ha sido proporcionado a los usuarios finales sólo en
forma de estropajo de mano discreto o de rollo. En el curso de la
fabricación de tales materiales abrasivos no tejidos para formar
estropajos de mano discretos, ha sido conocido formar una banda de
material abrasivo no tejido que se extiende longitudinalmente (tal
como la banda 11 en la Fig. 1) que es cortada secuencialmente por el
lateral, como en 13, en una pluralidad de secciones de banda 15
intermedias. Cada sección de banda 15 es después sometida a una
partición en sentido longitudinal, a lo largo de una pluralidad de
líneas de separación 17, para formar con ello una pluralidad de
miembros de estropajo 19. La partición en cada línea 17 no es
completa (unas pocas hebras del material no tejido se dejan sin
cortar entre miembros de estropajo 19 adyacentes), por lo que los
miembros de estropajo 19 quedan conectados como una sección de banda
21. Cada sección de banda 21 puede además ser procesada durante una
o más etapas de fabricación, que incluyen el apilamiento de varias
secciones de banda 21, como está ilustrado en 23. Las pilas
adyacentes 25 de miembros de estropajo 19 son separadas mediante el
movimiento vertical relativo (véanse, por ejemplo, las flechas 27 y
29) para romper las pocas hebras de material no tejido que conectan
los miembros de estropajo 19 adyacentes de la misma sección de banda
21 en pilas 25 en proceso de fabricación. Cada pila 25 de miembros
de estropajo 19 separada es después procesada y empaquetada para su
distribución a los usuarios finales, constituyendo así cada miembro
de estropajo 19 un estropajo de mano abrasivo no tejido
discreto.
Mirka, una empresa finlandesa, ha vendido
material abrasivo no tejido de la técnica anterior en forma de
rollo, bajo la marca ``MIRLON'', estando el rollo de material (que
no es autoaplicativo) encapsulado en un material de arrollamiento
contraíble como es suministrado al usuario final. El material
abrasivo no tejido es retirado de este rollo devanándolo desde el
arrollamiento más interno del rollo, adyacente al eje central del
rollo y cortando una pieza de la longitud deseada.
Un rollo de material de tratamiento de
superficies abrasivo, no tejido, flexible según la invención está
definido en la reivindicación 1. Las reivindicaciones dependientes
2-6 se refieren a realizaciones preferidas de la
invención.
La presente invención proporciona medios
mejorados para empaquetar, suministrar y dispensar material de
tratamiento de superficies abrasivo, no tejido, flexible. Una banda
que se extiende longitudinalmente de tal material es mejorada
previendo una pluralidad de zonas debilitadas espaciadas
longitudinalmente y dispuestas lateralmente a lo largo de la banda
para permitir al usuario separar con facilidad y sucesivamente la
banda en una pluralidad de hojas de material de tratamiento de
superficies abrasivo. En una realización preferida, cada zona
debilitada está definida mediante perforaciones formadas a través de
la banda.
Un rollo de material de tratamiento de
superficies abrasivo, no tejido, flexible es mejorado mediante la
formación de un rollo para ser enrollable de forma autónoma con
arrollamientos sucesivos del material no tejido que tienen
superficies opuestas que se aplican entre sí suficientemente para
mantener el material no tejido en una configuración de enrollamiento
espiral, pero que son suficientemente desenganchables para permitir
el devanado de material del rollo. Un material no tejido que tiene
tales características superficiales puede ser doblado o acolchado en
una forma deseada y retendrá tal forma sin abrirse inmediatamente a
un estado más aplanado. Por tanto, una hoja única de tal material
puede ser conformada a la forma deseada por el usuario final.
En una realización preferida, el material
abrasivo no tejido es enrollado espiralmente en torno a sí mismo
para formar un rollo que no tiene núcleo. El material es devanado o
retirado del rollo desde la parte adyacente a su arrollamiento más
interno y una cubierta protectora está dispuesta en torno al
arrollamiento más externo del rollo. Preferiblemente, la cubierta es
formada mediante un procedimiento de arrollamiento contraíble y, si
se desea, puede llevar sobre ella indicaciones que identifican el
producto.
En otra realización preferida, el artículo
abrasivo, no tejido tiene un tamaño de partícula abrasiva y una
distribución que confiere un acabado superficial que tiene valores
de Ra menores de 254 micras (10 micropulgadas) y una Razón de
Contacto entre 15 y 60 por ciento, más preferiblemente entre 15 y 50
por ciento, y aún más preferiblemente entre 15 y 40 por ciento. Tal
artículo abrasivo, no tejido es especialmente muy adecuado para
frotar acabados de automoción antes de la aplicación de
recubrimientos posteriores, por ejemplo.
La presente invención será descrita con más
integridad con referencia a los dibujos adjuntos, en los que los
números de referencia identifican componentes correspondientes.
Fig. 1, es una ilustración esquemática de una
porción de un procedimiento de la técnica anterior para fabricar
estropajos de mano de material abrasivo no tejido;
Fig. 2, es una vista isométrica de un rollo de
material no tejido que está perforado lateralmente en secciones, de
acuerdo con las enseñanzas de la presente invención;
Fig. 3, es una vista isométrica del rollo de la
Fig. 2 alineado en un dispensador para retener el rollo y dispensar
fácilmente hojas sucesivas del mismo;
Fig. 4, es una vista isométrica de una hoja del
rollo que ha sido doblada para el uso;
Fig. 5, es una vista isométrica de una hoja del
rollo que ha sido plegada para el uso; y
Fig. 6, es una vista isométrica del rollo de la
Fig. 2, encapsulado en una cubierta protectora.
Aunque las características de los dibujos
identificados antes muestran realizaciones preferidas, son también
contempladas otras realizaciones de la presente invención, como se
advierte en la discusión. La descripción presenta realizaciones
ilustrativas de la presente invención por medio de la representación
y no como limitación. Numerosas modificaciones y realizaciones
distintas pueden ser concebidas por los expertos en la técnica, las
cuales están dentro del alcance y espíritu de los principios de esta
invención. Las figuras del dibujo no han sido dibujadas a escala ya
que ha sido necesario ampliar o enfatizar ciertas características
por claridad de la representación.
La Fig. 2 ilustra un rollo de material de
tratamiento de superficies abrasivo no tejido formado y configurado
para su uso en conexión con la presente invención. El material
abrasivo no tejido, descrito con más detalle posteriormente, es
formado inicialmente como una banda longitudinal 30, que es después
enrollada espiralmente sobre un eje dispuesto lateralmente y
configurada como un rollo 32. La banda 30 es generalmente unitaria
en formación, y tiene zonas debilitadas espaciadas incrementalmente
a través de la banda, como se indica por las perforaciones 34. Hojas
o secciones 36 individuales de material abrasivo, no tejido pueden
así ser separadas del rollo 32 sucesivamente, a lo largo de sus
perforaciones 34 respectivas.
Como se puede ver en la Fig. 2, el rollo 32 no
tiene núcleo (es decir, no hay un núcleo o alma central de otro
material que soporte centralmente al rollo 32 en su forma final como
es proporcionado al usuario final). Se ha dejado un agujero o
abertura 38 cilíndrica central adyacente al arrollamiento más
interno del rollo 32 para permitir el acceso a su interior (es
decir, al material abrasivo, no tejido del arrollamiento más
interno). Como se puede ver en la Fig. 3, las hojas 36 son separadas
del rollo 32 preferiblemente por tracción central o alimentación
central, siendo retiradas sucesivamente desde el extremo del
arrollamiento más interno del rollo. Un dispensador 40 incluye al
menos una pared lateral 42 que rodea al rollo 32 y una pared
inferior 44 que soporta el rollo 32. El rollo 32 puede ser cargado
dentro del dispensador 40 de manera que su abertura central 38 esté
alineada con un puerto central 46 en la pared inferior 44 para
permitir el acceso al extremo del arrollamiento más interno del
rollo 32. Entonces se puede acceder a hojas individuales 36 del
arrollamiento más interno y pueden ser fácilmente separadas del
resto del rollo 32 a lo largo de las perforaciones 34, según sea
deseado por un usuario (por ejemplo tirando de las hojas expuestas
en la dirección de la flecha 48, como en la Fig. 3, y
particularmente por la hoja final 36a). El dispensador 40 está
adaptado adecuadamente para ser montado, por ejemplo sobre una
pared, pie u otro soporte, a una altura y localización a las que
pueda acceder fácilmente el usuario. Todas las hojas 36 sobre un
rollo 32 pueden ser dispensadas de esta forma, hasta que el rollo en
el dispensador esté terminado y deba ser sustituido por un nuevo
rollo de material de tratamiento de superficies abrasivo, no
tejido.
El material de tratamiento de superficies
abrasivo, no tejido, flexible tiene en sí mismo ciertas
características deseadas. El material abrasivo no tejido está
destinado para su uso como producto abrasivo de propósito general en
zonas de mantenimiento, desengrasado, reparación, frotado y
detallado en aplicaciones de automoción y abrasivas en general. Se
desea que el material abrasivo, no tejido proporcione al usuario un
producto abrasivo desechable que sea fino, útil y fácil de
dispensar. Además, las características superficiales del material
abrasivo no tejido son tales que cuando es enrollado espiralmente en
un rollo, las capas sucesivas del material se aplican o adhieren
entre sí suficientemente para mantener la configuración de rollo
enrollado espiralmente, pero sin embargo son fácilmente
desenganchables para permitir el devanado del material del rollo, ya
sea desde la parte adyacente al arrollamiento más interno o al
arrollamiento más externo. Además, las hojas individuales 36
formadas de tal material abrasivo, no tejido tienen la capacidad de
ser dobladas o acolchadas en la forma deseada por un usuario, y
retendrán dicha forma sin abrirse inmediatamente. Por ejemplo, la
Fig. 4 ilustra una hoja 36 doblada a una forma deseada, y la Fig. 5
ilustra una hoja 36 acolchada o plegada sobre sí misma. Las
superficies de la hoja 36 que se aplican entre sí, cuando está
doblada o acolchada, tienden a retener la configuración formada en
lugar de dejar que la hoja se abra a su estado de fabricación más
aplanado. Esta característica tiene así como resultado una hoja 36
muy conformable o ``aplastable'' de material abrasivo no tejido, que
imita más cercanamente la sensación y apariencia de un estropajo
conformable de lana de acero.
Parece haber varios factores implicados que
afectan a la ``aplastabilidad'' de la hoja 32 formada de tal
material abrasivo, no tejido. El espesor es el factor más obvio. Los
estropajos de mano de material abrasivo, no tejido de la técnica
anterior, cuando eran doblados o acolchados, tendían a abrirse
debido a su espesor. El peso es también un factor, puesto que
incluso una banda fina tenderá a permanecer plana si se trata de una
banda pesada. La rigidez es también otro rasgo que puede ser
relacionado con el espesor y el peso, pero puede también ser función
de los materiales de construcción. Finalmente, la característica
superficial de autoaplicación de la banda es un factor importante
que tiende a retener la banda en una configuración doblada o
acolchada, como está ilustrada en las figuras 4 y 5. Las superficies
que se aplican entre sí se enganchan o rozan entre sí para favorecer
el mantenimiento de los dobleces o pliegues en su lugar y vencen las
fuerzas elásticas del material de la banda que tienden a hacer que
la hoja se abra a un estado más aplanado. Esta característica
permite también al usuario definir otras formas deseadas. Por
ejemplo, una hoja puede ser acolchada o enrollada con una
configuración con forma de lápiz (con un extremo decreciente con
forma de cono) que permite el acondicionamiento de superficies en
zonas de la pieza de trabajo de otra forma inaccesibles.
La Fig. 6 muestra un rollo 32 como es
preferiblemente proporcionado al usuario final. Aunque el
arrollamiento más externo de material abrasivo, no tejido se aplica
al arrollamiento inmediatamente anterior y está así asegurado a él,
una cubierta protectora 50 exterior está prevista en torno al
arrollamiento más externo del rollo 32. Esta cubierta 50, que está
formada preferiblemente de polietileno, poli(cloruro de
vinilo) o tubo de arrollamiento contraíble de poliéster, como es
bien conocido en la técnica, siendo el poli(cloruro de
vinilo) el más preferido, protege al enrollamiento más externo,
impide que el rollo 32 se desenrolle inadvertidamente y también
proporciona medios para aportar información comercial e indicaciones
52 de identificación del producto. La cubierta 50 de arrollamiento
contraíble cubre completamente el arrollamiento más externo del
rollo 32, pero cubre sólo parcialmente sus extremos. La cubierta 50
de arrollamiento contraíble está abierta (como en la abertura 54)
adyacente al eje central del rollo 32 (y su abertura 38) para
permitir el dispensado de las hojas 36 desde el arrollamiento más
interno del rollo 32 sin retirar la cubierta 50 de arrollamiento
contraíble.
Otras ventajas de esta invención están ilustradas
en los siguientes ejemplos, que ilustran realizaciones preferidas
contempladas ahora y el mejor modo de llevar a la práctica la
invención, pero no están pensados para ser limitativos de la
misma.
Material abrasivo, no tejido, abierto, de baja
densidad y métodos para su fabricación están descritos en la patente
norteamericana 2,958,593. Métodos alternativos de preparación de
materiales abrasivos, no tejidos están disponibles, e incluyen
cardado, tendido en húmedo, tendido por aire y ligado por hilado
(como está descrito en la patente norteamericana 4,227,350).
Específicamente en una realización preferida de la presente
invención, una banda tendida por aire no tejida, abierta, de peso
ligero es formada en una máquina ``Rando-Webber''
disponible comercialmente en Rando Machine Corporation de Macedon,
Nueva York. La banda está formada por 15 denier du Pont T852 (E.I.
du Pont de Nemours & Company, Seaford Plant, Seaford, Delaware)
un fibra de crespón ajustado de nilón con una longitud de corte de
3,81 cm (1,5 pulgadas). El peso de la estera de fibras es
aproximadamente 63 gramos por metro cuadrado (15 granos por muestra
de 4 x 6 pulgadas), y el espesor es aproximadamente de
5,08-6,35 mm (0,200-0,250 pulgadas).
La estera de fibras es transportada a un recubridor de dos rodillos
horizontal, donde es aplicada una resina de ligado previo a un peso
de 63-80 gramos por metro cuadrado
(15-19 granos por muestra de cuatro por seis
pulgadas) en húmedo. La resina de ligado previo tiene la siguiente
composición:
Componente | Suministrador | Porcentaje |
Neste BB-077 Resina Fenólica | Neste Resins Canada, Mississauga, Ontario, Canada | 74,9% |
Reactint Violet X80-LT | Milliken Chemicals, Blacksburg, Carolina del Sur | 0,2% |
Agua | 24,885% | |
``1520 Antiespumante de silicona | Dow Corning Corporation, Midland, Michigan | 0,015% |
Esta resina tiene un porcentaje de sólidos de
52,5% y una viscosidad de 100-200 cP.
Después de pasar a través del recubridor de dos
rodillos, la estera ''húmeda`` es transportada a un horno que es
mantenido a una temperatura de 190-195 grados
Celsius para iniciar el curado de la resina fenólica. Al salir del
horno, la banda es transportada a una cabina de pulverizado donde
una mezcla resina/abrasivo es pulverizada sobre la porción superior
de la banda. Dentro de la cabina, toberas de pulverizado (que están
montadas para moverse de forma alternativa perpendicularmente a la
dirección de movimiento de la banda) aplican la mezcla a un peso de
muestra de aproximadamente 138 gramos por metro cuadrado (33 granos
por muestra de cuatro por seis pulgadas). La mezcla de pulverización
tiene la siguiente composición:
Composición | Suministrador | Porcentaje |
Neste BB-077 Resina fenólica | Neste Resins Canada Mississauga, Ontario, | 25,6% |
Canada | ||
Reactint Violet X80LT | Milliken Chemicals, Blacksburg, Carolina | 0,2% |
del sur | ||
Agua | 16,1% | |
Carbonato cálcico | 4,2% | |
Óxido de aluminio | 53,9% | |
(grado 280 y más fino) |
La mezcla tiene un porcentaje de sólidos de 76,3%
y una viscosidad de 400-600 cP.
Después del pulverizado con esta mezcla, la banda
es transportada a un horno que es mantenido a una temperatura de
190-195 grados Celsius para continuar el curado de
la resina fenólica. Al salir del horno, la banda es invertida de
arriba a abajo y es aplicado un recubrimiento de pulverizado a la
cara inferior de la banda. Esta composición de recubrimiento de
pulverizado, técnica de aplicación, cantidad de aplicación y
procesamiento térmico son idénticos al primer recubrimiento de
pulverización. Al salir del horno final, la banda curada es
enrollada en torno a un mandril de bobinado para formar un rollo
inmenso de material de banda abrasiva no tejido.
Este rollo inmenso es convertido en producto
terminado dividiendo en primer lugar la banda en rollos maestros de
20,32 cm (ocho pulgadas) de ancho que son después devanados,
cortados lateralmente y perforados. La cuchilla de perforación
preferida es una perforación de cuatro dientes (cuatro perforaciones
por 2,54 cm (1 pulgada)), siendo cada corte de perforación de un
largo de aproximadamente 5,08 mm (0,200 pulgadas), con los cortes
separados aproximadamente 1,016 mm (0,040 pulgadas). Cada rollo
maestro devanado perforado es después cortado a la longitud deseada
y cada longitud cortada es enrollada para el empaquetado final. Un
arrollamiento contraíble o tubo de arrollamiento contraíble es
aplicado en torno a cada rollo de producto final y procesado para
contraerse firmemente en torno al rollo, dejando agujeros de
aproximadamente 10,16 cm (cuatro pulgadas) de diámetro en la parte
superior e inferior del rollo, adyacentes a su eje central.
El producto final es así un rollo sin núcleo con
arrollamiento contraíble de material tratado superficialmente
abrasivo, no tejido, flexible. En una realización preferida, el
ancho del rollo es de 20,32 cm (8 pulgadas) y su longitud
(desenrollado) es de 6,096 m (20 pies). El diámetro del rollo
(enrollado) es de aproximadamente 22,86 cm (nueve pulgadas), y el
agujero central del rollo es de aproximadamente 7,62 cm (tres
pulgadas) de diámetro. La banda es perforada lateralmente cada 10,16
cm (cuatro pulgadas), resultando en total 60 hojas de 20,32 cm x
10,16 cm (8 por 4 pulgadas) de material no tejido por rollo. El
arrollamiento contraíble está formado por tubo contraíble de
polietileno de 50,8 a 76,2 micras (dos a tres milipulgadas) de alta
claridad, preimpreso con la información comercial de identificación
del producto final y fuente deseada. El arrollamiento contraíble
tiene igualmente un agujero central (preferiblemente también de
aproximadamente 10,16 cm (cuatro pulgadas)), tanto en la parte
superior como la inferior del rollo de material abrasivo, no tejido.
Este tamaño de rollo y empaquetamiento tienen así como resultado un
rollo que es portátil, protegido y autocontenido (o alternativamente
se ajusta dentro de la mayoría de dispensadores disponibles
comercialmente de montaje en pared y de extracción central (por
ejemplo, los dispensadores existentes para productos, tales como
toallitas de papel y pañuelos), aunque el agujero central en la
parte inferior del dispensador puede tener que ser ampliado). El
arrollamiento contraíble permite que el rollo de material no tejido
sea fácilmente transportado como un paquete individual autocontenido
de material abrasivo, no tejido o introducido en tal dispensador sin
tener que retirar ningún material de empaquetamiento del rollo.
Medios de empaquetamiento y dispensación alternativos serán también
suficientes para dispensar hojas del material abrasivo, no tejido,
tal como un dispensador de pliegue en Z, una pila de hojas o un
rollo sin núcleo del material con dispensación desde el rollo más
externo.
Aunque una realización preferida para la
formación de un rollo específico de material abrasivo, no tejido ha
sido descrita anteriormente, son posibles otras realizaciones dentro
del alcance de la presente invención. Por ejemplo, es posible tener
rollos con bandas tan cortas como 0,6096 m (dos pies) o tan largas
como 48,768 m (160 pies), con anchos laterales desde 2,54 a 40,64 cm
(1 a 16 pulgadas). El diámetro del rollo puede medir desde 5,08 cm a
60,96 cm (dos a veinticuatro pulgadas), con un diámetro de la
abertura central que se extiende desde cero a aproximadamente 40,64
cm (16 pulgadas). Las perforaciones pueden estar espaciadas
longitudinalmente entre un intervalo de 2,54 cm (una pulgada) (para
formar bandas cortas) o hasta 60,96 cm (24 pulgadas) (para preparar
hojas largas, plegables de material abrasivo, no tejido).
Una disposición de la perforación preferida para
este ejemplo concreto está especificada antes. Esta disposición de
perforación fue seleccionada para la realización preferida en base a
un análisis de la fuerza lineal requerida para separar hojas
perforadas adyacentes, usando diferentes esquemas de perforación.
Muestras del material abrasivo, no tejido hechas como se describió
antes fueron perforadas usando cuchillas de perforación diferentes y
luego probadas a la tracción para romper las perforaciones. Fueron
examinadas seis configuraciones de cuchilla diferentes a este
respecto:
Perforación 3,175 mm x 1,587 mm (1/8'' x 1/16'')
- 3,175 mm (1/8'') con corte; 1,587 mm (1/16'') sin corte
Perforación 1,587 mm x 1,587 mm (1/16'' x 1/16'')
- 1,587 mm (1/16'') con corte; 1,587 mm (1/16'') sin corte
Perforación de cuatro dientes - Cuatro
perforaciones por 25,4 mm (1 pulgada) (aproximadamente 5,08 mm
(0,200'') de ancho) con un no corte (aproximadamente 1,016 mm
(0,040'')) separando cada perforación
Perforación de seis dientes - Seis perforaciones
por 25,4 mm (1 pulgada) (aproximadamente 3,175 mm (0,125'') de
ancho) con un no corte (aproximadamente 1,016 mm (0,040``))
separando cada perforación
Perforación de ocho dientes - Ocho perforaciones
por 25,4 mm (1 pulgada) (aproximadamente 2,32 mm (0,080'') de ancho)
con un no corte (aproximadamente 1,016 mm (0,040'')) separando cada
perforación
Perforación de diez dientes - Diez perforaciones
por 25,4 mm (1 pulgada) (aproximadamente 1,524 mm (0,060'') de
ancho) con un no corte (aproximadamente 1,016 mm (0,040''))
separando cada perforación
Las tiras de 25,4 mm (una pulgada) de ancho de
los ejemplos anteriores de material abrasivo, no tejido (perforadas
lateralmente respecto al avance de la banda durante el procesamiento
de la banda) fueron fijadas en una máquina para pruebas de tracción
a tasa de extensión constante y evaluadas usando el método de prueba
ASTM 16-82, el método estándar para ruptura de carga
y alargamiento de telas textiles usando la opción corte de tira.
Cada tira fue alineada con su perforación en su punto medio, y fue
medida la fuerza para separar la tira a lo largo de su perforación
en kilogramos fuerza (libras fuerza), y la fuerza característica
registrada era la carga pico. Como se muestra en la siguiente tabla,
fueron probadas varias muestras para cada cuchilla de
perforación:
\newpage
Cuchilla de perforación | Carga pico (Kgf)(lb) | Número de muestras | Desviación típica |
3,175 mm x 1,587 mm | 2,31 (5,1) | 6 | 0,32 (0,7) |
(1/8'' x 1/16'') | |||
1,587 mm x 1,587 mm | 3,27 (7,2) | 7 | 0,50 (1,1) |
(1/16'' x 1/16'') | |||
4 dientes | 0,82 (1,8) | 8 | 0,18 (0,4) |
6 dientes | 1,31 (2,9) | 8 | 0,09 (0,2) |
8 dientes | 1,72 (3,8) | 8 | 0,41 (0,9) |
10 dientes | 1,95 (4,3) | 8 | 0,27 (0,6) |
Como se advirtió antes, en la realización
preferida fue seleccionada la cuchilla de perforación de 4 dientes
que proporcionaba suficiente fuerza para desenganchar el
arrollamiento más interno del rollo, a la vez que permitía una
separación fácil de las hojas adyacentes una vez que dos o más hojas
fueron liberadas del agujero central del rollo.
El ejemplo anterior proporciona un material
abrasivo, no tejido formado en un procedimiento de recubridor de dos
rodillos, en el que un primer recubrimiento sirve para ligar las
fibras entre sí y un segundo recubrimiento aplica material abrasivo
a la banda. Otros métodos de recubrimiento incluyen el recubrimiento
por rodillo y recubrimiento por pulverización de recubrimientos de
contacto abrasivo, incluyendo el recubrimiento directamente sobre
las fibras desnudas de la banda, sin recubrimiento de ligado previo.
Ejemplos adicionales de material abrasivo no tejido fueron formados
usando composiciones de recubrimiento de rodillo y procedimientos de
recubrimiento como sigue:
Componente | Recubrim. | Recubrim. | Recubrim. | Recubrim. | Recubrim. | Recubrim. |
rodillo #1 | rodillo #2 | rodillo #3 | abrasivo | abrasivo | abrasivo | |
rodillo #1 | pulver. #1 | pulver. #2 | ||||
Agua | 42,9% | 24,96% | 26,2% | 22,62% | 17,46% | 29,1% |
Resina fenólica | 56,7% | 74,64% | 74,8% | 22,62% | 23,57% | 29,4% |
Surfactante FC170C^{1} | 0,2% | 0,1% | - | 0,11% | - | - |
``Reactint'' Violet | 0,2% | 0,3% | - | 0,22% | 0,2% | - |
X80LT^{2} | ||||||
Carbonato cálcico | - | - | - | 3,88% | 4,24% | - |
``Carbopol'' EZ-1^{3} | - | - | - | 0,22% | - | - |
Óxido alumínico | - | - | - | 50,33% | 54,53% | - |
(grado 280 y más fino) | ||||||
Antiespumante ``Q2''^{4} | - | - | 0,015% | - | - | - |
Carburo de silicio | - | - | - | - | - | 41,5% |
(grado 1000 y más fino) | ||||||
^{1} un surfactante fluorado no iónico disponible en Minnesota Mining and Manufacturing Company, St. Paul, MN | ||||||
^{2}tinte, disponible en Milliken Chemicals, Blacksburg, SC | ||||||
^{3}disponible en B.F. Goodrich Company, Cleveland, OH | ||||||
^{4}disponible en Dow Corning Co., Midland, MI |
La resina fenólica es un condensado de razón 1,96
a 1,0 de formaldehído a fenol, con aproximadamente 2% de hidróxido
de potasio. Es una solución de 70% de sólidos, con
25-28% de agua y 3-5% de
propilenglicol éter. Usando estas composiciones fueron formadas
varias muestras de material abrasivo, no tejido con los parámetros
establecidos en la Tabla 1 a continuación.
\newpage
\newpage
Las referencias en la Tabla 1 en cuanto al tipo y
tamaño están detalladas más específicamente como:
- 6 d. nilón es seis denier du Pont P-113, disponible en E.I. du Pont de Nemours & Company, Seaford Plant, Seaford, Delaware;
- 15 d. nilón es 15 denier du Pont T-852, disponible en E.I. du Pont de Nemours & Company, Seaford Plant, Seaford, Delaware;
- 4 d. ``Celbond'' es 4 denier de fibras termoligables disponible en Hoechst-Celanese, de Charlotte, Carolina del Norte; y
- 15 d. ``Celbond'' es 15 denier de fibras termoligables disponible en Hoechst-Celanese, de Charlotte, Carolina del Norte;
En la Tabla 1, ``Método de ligado previo'' se
refiere a tres opciones: fenólico, de fibra termoligable o ninguno.
El método de ligado previo ``fenólico'' incluye una etapa de
recubrimiento de resina con rodillo para ligar entre sí las fibras
sueltas de la banda, con una curación en horno a
190-195 grados Celsius. El método de ligado previo
de ``fibra termoligable'' no incluye recubrimiento de resina, sino
en su lugar simplemente un calentamiento en horno de la banda para
ligar entre sí las fibras sueltas, de nuevo a
190-195 grados Celsius. El método de ligado previo
``ninguno'' no incluye ninguna etapa específica para ligar entre sí
las fibras sueltas de la banda, sino en su lugar hacerlo en el curso
de la aplicación del recubrimiento abrasivo, vía recubrimiento por
rodillo o recubrimiento por pulverizado.
Además de especificar que muestra (por ejemplo,
muestras A-L) fueron formadas de qué material, y
sometidas a qué ligado previo, la Tabla 1 especifica también la
naturaleza del recubrimiento y sus pesos en seco respectivos
añadidos a cada muestra para cada uno de los recubrimientos.
Dos esquemas de prueba fueron diseñados para
medir la rigidez y la naturaleza autoaplicativa de las muestras de
material abrasivo no tejido A a L y comparar dichas muestras con
materiales abrasivos no tejidos de la técnica anterior. La rigidez
de las muestras y materiales de la técnica anterior fue determinada
por una prueba de flexión en tres puntos basada en los
procedimientos descritos en ASTM Test Method D 790 ``Standard Test
Method for Flexural Properties of Unreinforced and Reinforced
Plastics and Electrical Insulating materials''. Cinco especímenes de
2,54 cm x 15,24 cm (1 pulgada por 6 pulgadas) fueron cortados de
cada banda ejemplar. El espesor medio para cada muestra fue
determinado midiendo una pila de cinco especímenes. Los especímenes
de prueba fueron montados en un soporte de tres puntos con puntos de
contacto que comprenden clavijas de 3,175 mm (1/8 de pulgada) de
diámetro distantes 25,4 mm (1 pulgada), siendo montado el soporte en
una máquina de pruebas de tracción de tasa de extensión constante.
La prueba fue iniciada y la cruceta movida a 2,54 cm (1 pulgada) por
minuto hasta un límite inicial de 2% de tensión. La fuerza fue
entonces medida y la prueba continuó hasta un límite final de 5% de
tensión. La fuerza de flexión en gramos a tensión de 5% fue
registrada.
El fenómeno de autoaplicación fue medido por
solapamiento de dos tiras de 2,54 cm x 12,70 cm (una por cinco
pulgadas) de cada una de las muestras de material abrasivo, no
tejido y técnica anterior extremo a extremo con un solapamiento de
5,08 cm (2 pulgadas). Las tiras solapadas fueron después colocadas
sobre un motor generador de vibraciones con un peso de 453,6 gramos
(una libra) sobre la parte superior del solapamiento. El motor
vibratorio era un Syntron Magnetic Feeder, Modelo
F-TOC, controlado por un Syntron Electric
Controller, Modelo CSCR-1B, ambos disponibles en la
división de Equipos de Tratamiento de Materiales de FMC Corporation,
Homer City, Pennsylvania. El motor fue puesto en funcionamiento
durante 15 segundos a un ajuste de controlador de seis. El peso fue
entonces retirado y un soporte de papel fue envuelto en torno a la
zona solapada para impedir el movimiento durante el transporte y
aseguramiento en un soporte de prueba de tracción. Los extremos de
la tira fueron fijados en una máquina de prueba de tracción de tasa
de extensión constante y evaluados usando el método de prueba ASTM
16-82, el método estándar para carga de ruptura y
alargamiento de telas textiles usando la opción corte de tira. La
fuerza para separar las dos tiras fue medida en gramos fuerza, y la
fuerza característica registrada fue la carga pico.
La tabla 2 más adelante presenta los valores
medidos medios para las muestras, tanto para las muestras A a L,
como para cinco materiales abrasivos, no tejidos de la técnica
anterior. Para incorporar el espesor y el peso dentro del análisis,
la fuerza de flexión requerida fue dividida por la densidad de los
materiales abrasivos, no tejidos que estaban siendo probados. Esto
combina las propiedades de espesor, peso y rigidez en una
variable.
Los cinco materiales abrasivos no tejidos de la
técnica anterior considerados en estas pruebas incluyen tres
productos de Minnesota Mining and Manufacturing vendidos bajo la
denominación ``SCOTCH-BRITE''. Estos tres productos
son también identificados como productos nºs 96, 7447 y 7448. En la
Tabla 2, estos productos son identificados como
3M-96, 3M-7447 y
3M-7448, respectivamente. Otro material abrasivo no
tejido de la técnica anterior considerado es fabricado por Mirka de
Finlandia, y es identificado comercialmente como estropajo de
acabado superficial Mirka ''MIRLON``
18-111-447, tamaño de grano muy
fino. En la Tabla 2, este producto es identificado como
Mirka-447. El otro material abrasivo, no tejido de
la técnica anterior considerado es fabricado por Norton de
Worcester, Massachusetts. Este producto es identificado
comercialmente como estropajo de mano de propósito general Norton
``BEAR-TEX'' nº 747, tamaño de grano muy fino. En la
Tabla 2, este producto es identificado como
Norton-747.
La medida de la naturaleza autoaplicativa del
material abrasivo no tejido implicaba un análisis más subjetivo. En
la Tabla 2, la columna etiquetada ``Autoaplicación'' presenta los
resultados de una prueba subjetiva realizada por acolchado de una
hoja de la banda abrasiva, no tejida en una bola y observar si la
banda recupera su forma original o permanece acolchada. Las muestras
etiquetadas con ``SÍ'' permanecieron acolchadas y fueron así
consideradas autoaplicativas.
Aplicación superficial y fuerza de flexión | ||||||
Muestra/ID | Espesor | Densidad | Fuerza de | Fuerza de | Autoaplicación | Fuerza de |
(cm)('') | (g/cm^{3}) (g/pulg^{3}) | aplicación | flexión | flexión/densidad | ||
superficial | (gramos) | |||||
(gramos) | ||||||
3M-96 | 0,930(0,366) | 0,056 (0,916) | 23,0 | 28,10 | NO | 502,49 (30,664) |
3M-7448 | 0,889(0,350) | 0,046 (0,762) | 25,1 | 23,50 | NO | 505,56 (30,851) |
Mirka-447 | 0,991(0,390) | 0,071 (1,165) | 59,5 | 58,4 | NO | 821,73 (50,145) |
3M-7447 | 1,067 (0,420) | 0,056 (0,911) | 41,8 | 39,00 | NO | 701,56 (42,812) |
Norton-747 | 1,016 (0,400) | 0,065 (1,070) | 38,7 | 32,40 | NO | 496,20 (30,280) |
A | 0,343 (0,135) | 0,103 (1,686) | 13,0 | 10,50 | NO | 102,06 (6,228) |
B | 0,330 (0,130) | 0,099 (1,615) | 13,6 | 4,85 | NO | 49,19 (3,002) |
C | 0,508 (0,200) | 0,042 (0,693) | 15,4 | 0,80 | NO | 18,91 (1,154) |
D | 0,325 (0,128) | 0,080 (1,311) | 21,6 | 1,10 | NO | 13,75 (0,839) |
E | 0,787 (0,310) | 0,042 (0,680) | 40,1 | 6,20 | SÍ | 149,42 (9,118) |
F | 0,813 (0,320) | 0,037 (0,613) | 54,7 | 5,35 | SÍ | 142,99 (8,726) |
G | 0,660 (0,260) | 0,057 (0,942) | 61,6 | 5,00 | SÍ | 86,95 (5,306) |
H | 0,712(0,280) | 0,033 (0,540) | 50,7 | 2,40 | SÍ | 72,84 (4,444) |
I | 0,800 (0,315) | 0,032 (0,527) | 64,1 | 2,20 | SI | 68,42 (4,175) |
J | 0,660 (0,260) | 0,036 (0,592) | 35,7 | 1,80 | SÍ | 49,80 (3,039) |
K | 0,549 (0,216) | 0,028 (0,464) | 46,8 | 0,56 | SÍ | 19,78 (1,207) |
L | 0,762 (0,300) | 0,036 (0,593) | 35,5 | 13.7 | SÍ | 378,59 (23,103) |
Una prueba de rayado proporciona medios para
comparar el acabado superficial conferido a una pieza de trabajo por
la acción de un artículo abrasivo. La pieza de trabajo de prueba es
una hoja acrílica de 38,1 cm x 38,1 cm x 0,64 cm (15 pulgadas x 15
pulgadas x 0,25 pulgadas de espesor). Varios especímenes de 5,1 cm x
10,8 cm (2 pulgadas por 4,25 pulgadas) son cortados de los
materiales abrasivos para ser probados y colocados en contacto con
la hoja acrílica. La hoja acrílica es etiquetada para identificar
cada espécimen de prueba. Un bloque de contrapeso de 5,1 cm x 10,8
cm (2 pulgadas por 4,25 pulgadas) cargado de arena que pesa 3,74 kg
(8,32 lbs) es colocado después a través de los especímenes de
prueba, de manera que los especímenes de prueba son comprimidos
contra la pieza de trabajo. El bloque de arena es después movido
linealmente de forma alternativa a través de la dimensión 38,1 cm
(15 pulgadas) de la hoja acrílica. Después de 50 ciclos completos de
abrasión de esta forma, el bloque de arena y los especímenes de
prueba son retirados de la hoja acrílica, la hoja es limpiada con
una solución limpiacristales y una toallita de papel, y el acabado
superficial es medido en una dirección perpendicular a la dirección
de la abrasión en cuatro lugares igualmente espaciados a lo largo de
la longitud desgastada de la pista desgastada. El acabado
superficial es medido usando un rugosímetro ``Perthen S6P'' nº 680
0602, disponible comercialmente en Feinpruf GmbH, Gotinga, Alemania.
Este dispositivo es capaz de medir y calcular muchos parámetros del
perfil superficial, pero para los propósitos de esta prueba son
registrados los parámetros Rugosidad Media (Ra) y Razón de Contacto.
La Rugosidad Media es la media aritmética de la profundidad de todas
las rayas pico a valle secuenciales conferidas a la superficie a lo
largo de la trayectoria de prueba y es medida en micras
(micropulgadas). Los valores de Ra varían generalmente con el grado
de las partículas abrasivas presentes en el artículo abrasivo. La
razón de contacto es una medida mediante la cual se pueden examinar
``rodajas'' imaginarias o planos paralelos a la superficie
desgastada cuando se mueven con más profundidad en la superficie
desgastada y es expresada como una fracción (o porcentaje) de la
superficie desgastada que sería una superficie ``de contacto'' si la
rodaja imaginaria estuviera siendo soportada a dicha distancia de la
superficie de una trayectoria de prueba. Tales medidas proporcionan
medios para determinar la uniformidad de abrasión conferida por el
espécimen de prueba y la forma de las rayas resultantes. En la
práctica, se elige un punto de referencia y la Razón de Contacto es
calculada cuando el plano es movido incrementalmente con más
profundidad dentro del substrato desgastado hasta que ha progresado
a través de la superficie desgastada, generando así un valor de
Razón de Contacto de 1 (o 100%). Para fines de comparación, son
referidos los valores de la Razón de Contacto en una ``rodaja'' de
prueba a una distancia del punto de referencia constante. Para los
artículos abrasivos útiles en la preparación de acabados de
automoción para recubrimientos posteriores, es preferida una Razón
de Contacto de la superficie desgastada de aproximadamente
15-60%, siendo más preferido un valor de
aproximadamente 15-50% y todavía más preferible un
valor de aproximadamente 15-40%.
Además de las pruebas de Fuerza de Flexión y
Fuerza de Aplicación referidas con respecto a los ejemplos
A-L anteriormente, el acabado superficial conferido
por la hoja abrasiva del Ejemplo L fue comparado con el de los
artículos abrasivos disponibles comercialmente realizando una Prueba
de Rayado usando un plano de referencia para la Razón de Contacto de
5% = 0 \mum, es decir, una profundidad de 5% de la profundidad de
rayado media es redefinida como un plano de referencia 0,0
micrómetros de profundidad. La Razón de Contacto es referida en el
plano que está a una profundidad de 0,3 micrómetros respecto al
plano de referencia 0.0. Los valores referidos en la Tabla 3 son la
media de los lados inferior y superior del espécimen. Ra es referida
en micras (micropulgadas) y la Razón de Contacto es referida como
porcentaje. Los datos en la Tabla 3 muestran que la hoja del Ejemplo
L produce un acabado superficial que es fino (Ra < 0,254 micras
(10 micropulgadas)) y varía uniformemente sin rayas melladas (Razón
de Contacto < 50%).
Ejemplo | Peso (g/m^{2}) | Espesor | Ra (micras) | Desviación | Razón contacto |
(grano s /24 pul^{2}) | (mm) (mils) | (micropulg) | típica Ra | @0,3 micrómetros | |
Tipo S^{5} | 491 (117) | 8,76 (345) | 0,216 (8,49) | 0,0081 (0,32) | 40,8 |
Tipo S^{5} | 475 (113) | 10,5 (412) | 0,083 (3,28) | 0,0081 (0,32) | 91,8 |
Tipo S, (FR)^{ 6} | 395 (94) | 9,42 (371) | 0,134 (5,28) | 0,0205 (0,81) | 73,9 |
Estándar^{7} | 525 (125) | 10,2 (400) | 0,155 (6,10) | 0,0140 (0,55) | 66,5 |
Norton^{8} | 588 (140) | 12,5 (492) | 0,087 (3,42) | 0,0168 (0,66) | 88,6 |
Mirka UK^{9} | 370 (88) | 9,14 (360) | 0,248 (9,77) | 0,0102 (0,40) | 33,6 |
Sia^{10} | 349 (83) | 10,2 (401) | 0,303 (11,93) | 0,0208 (0,82) | 24 |
Mirka^{11} | 407 (97) | 10,2 (400) | 0,244 (9,60) | 0,0163 (0,64) | 32,6 |
Lana acero #2 | - | - | 0,378 (14,9) | - | - |
Lana acero #0 | - | - | 0,312 (12,3) | - | - |
Lana acero #00 | - | - | 0,180 (7,1) | - | - |
Lana acero #0000 | - | - | 0,180 (7,1) | - | 53,5 |
Ejemplo L | 206 (49) | 7,49 (295) | 0,235 (9,25) | 0,0112 (0,44) | 35,6 |
Ejemplo L | 273 (65) | 7,92 (312) | 0,233 (9,16) | 0,0168 (0,66) | 40,8 |
Ejemplo L | 218 (52) | 6,76 (266) | 0,246 (9,70) | 0,0157 (0,62) | 34,8 |
Ejemplo L | 227 (54) | 6,30 (248) | 0,226 (8,88) | 0,0168 (0,66) | 35,5 |
^{5 }``Tipo S Ultra Fine'', Minnesota Mining and Manufacturing Company, St. Paul, MN | |||||
^{6}``3M 7448'', 3M France, París, Francia | |||||
^{7}``Brite Rite EZ Ultra Fine'', Standard Abrasives, Chatsworth, CA | |||||
^{8}``Norton Bear Tex 748'', Norton Abrasive Company, Worcester, MA | |||||
^{9}``Mirka Ultrafine Hand Pad 18-111-448'', Mirka Abrasives, Londres, Inglaterra | |||||
^{10}``Sia Strips Ultra Fine Nº 9173'', Sia American, Lenoir, NC | |||||
^{11}``Mirka Merlon Surface Finishing Pad UF'', nº 18-111-448, Mirka Abrasives, Twinsburg,OH |
Como se mencionó antes, la naturaleza
autoaplicativa de ``aplastabilidad'' del material abrasivo no tejido
añade una característica única al producto final. Un rollo de este
material es enrollado y el extremo del arrollamiento más externo
simplemente presionado contra el arrollamiento anterior para
mantener un arrollamiento autoadherente de material abrasivo en
torno al rollo. No se requiere cinta, ni adhesivo, ni sujetadores
mecánicos para asegurar entre sí los arrollamientos sucesivos de
material abrasivo no tejido. Por tanto, el producto es esencialmente
empaquetado de forma autónoma. La adición de la cubierta de
arrollamiento contraíble es simplemente para incrementar la
duración, mantener el producto limpio y proporcionar una plataforma
para la identificación del producto.
En una realización preferida, el material
abrasivo no tejido es perforado para crear una zona debilitada a
través del material para separar hojas adyacentes de material del
rollo. Cualquier tipo de método de perforación mecánica es
aplicable, incluyendo perforación por chorro de agua y perforación
por cuchilla mecánica. Conferir un alto grado de estiramiento en
puntos específicos de la banda, la alineación específica de las
fibras y los diversos métodos de formación de la banda pueden
también crear zonas debilitadas a través de la banda que podrían ser
usadas para mejorar la separación o rasgado de hojas adyacentes. En
la formación de la banda, una cuchilla neumática podría ser usada
para alterar la integridad de la banda en una línea a través de la
banda para propósitos de rasgado.
En la realización preferida de la presente
invención, el objetivo deseado durante la operación de dispensación
es que todas las hojas permanezcan fijadas contiguamente hasta que
el arrollamiento más interno (que comprende un extremo libre y al
menos dos hojas con perforaciones incluidas) es completamente
liberado del agujero central del rollo. Una vez que el arrollamiento
más interno es liberado del agujero central del rollo (y abertura
final de la cubierta protectora opcional), es entonces cuando una
aplicación de fuerza incrementalmente mayor puede ser aplicada para
separar la hoja final de su hoja adyacente a lo largo de la
perforación entremedias. Es importante que la fuerza requerida para
separar hojas adyacentes sea apropiada para el material abrasivo, no
tejido implicado. Los requisitos de la resistencia de la perforación
(es decir, la fuerza requerida para separar hojas adyacentes, tal
como la ejercida a lo largo de la flecha 48 en la Fig. 3) varían
dependiendo de las diversas realizaciones del artículo de la
presente invención. Generalmente, la resistencia de la perforación
debe ser mayor que la fuerza de interaplicación, pero menor que la
resistencia a la tracción o resistencia a la cizalla del propio
material abrasivo. Por ejemplo, hojas abrasivas con alta capacidad
de interaplicación requerirán una mayor resistencia de la
perforación para evitar la separación prematura de las hojas cuando
son dispensadas desde el agujero central del rollo. Igualmente, un
rodillo más ancho requerirá una mayor resistencia de la perforación,
puesto que pueden ser salvadas mas interaplicaciones. Además, el
diámetro interior (i.d.) del agujero central del rollo afecta a los
requisitos de resistencia de la perforación, puesto que si el i.d.
aumenta, las hojas son dispensadas más fácilmente y, por tanto, la
resistencia de la perforación puede ser disminuida. Obviamente,
durante el consumo del rollo de material abrasivo, a medida que más
hojas son dispensadas del rollo, los requisitos de resistencia de la
perforación se hacen menores a medida que el i.d. del agujero
central se hace mayor. De forma similar, si la abertura final de la
cubierta protectora es de diámetro pequeño (es decir, menor de
aproximadamente 7,62 cm (3 pulgadas)), el requisito de resistencia
de la perforación es mayor que si la abertura es relativamente
grande (es decir, aproximadamente 12,7 cm (5 pulgadas) o más).
En los ejemplos A-K detallados
antes, los abrasivos especificados son abrasivos relativamente
agresivos. Una característica abrasiva apropiada para el material no
tejido sería seleccionada por una persona de pericia ordinaria en la
técnica, dependiendo de la pieza de trabajo y tratamiento de
superficie deseado. Por tanto, agresivo es un término relativo
dependiente de estos factores. Se entiende que cualquier abrasivo,
incluyendo un abrasivo blando, un abrasivo duro o sus mezclas, será
suficiente en conexión con un material no tejido para crear una
banda abrasiva no tejida que tenga las características de la
invención. Abrasivos blandos, que tengan una dureza de Mohs en el
intervalo de aproximadamente 1 a 7, dotan al material de banda no
tejido de una superficie abrasiva suave. Ejemplos de abrasivos
blandos incluyen materiales inorgánicos, tales como granate, sílex,
sílice, piedra pomez y carbonato cálcico; y material polimérico
orgánico tal como poliéster, poli(cloruro de vinilo),
poli(ácido metacrílico), poli(metilmetracrilato),
policarbonato, poliestireno y partículas de polímeros
termoendurecibles, tales como condensados de
melamina-formaldehído. Materiales abrasivos duros,
aquellos que tienen una dureza de Mohs mayor de aproximadamente 8,
dotan al material de banda no tejido de una superficie abrasiva
agresiva. Ejemplos de abrasivos duros incluyen materiales, tales
como carburo de silicio, óxido de aluminio, topacio, zirconia de
alúmina fundida, nitruro de boro, carburo de tungsteno y nitruro de
silicio. El tamaño de partícula del material abrasivo puede ser
cualquier tamaño deseado, pero tamaños típicos van desde
aproximadamente grado 80 (diámetro aproximado 200 micrómetros) a
aproximadamente grado 1000 (diámetro aproximado 3 micrómetros) o más
fino.
Está también dentro del alcance de la presente
invención usar partículas abrasivas incluso más finas, como se
detalla con respecto al ejemplo L. Partículas abrasivas de grado
1000 y más finas son útiles para conferir un acabado superficial
fino medido tanto por Ra como por Razón de Contacto. Tal artículo
puede ser construido, por ejemplo, con una mezcla de partícula
abrasiva y aglomerante en la que las partículas abrasivas comprenden
aproximadamente 40-80%, preferiblemente
aproximadamente 66%, por peso en seco de la mezcla de aglomerante y
partícula, con una mezcla de partícula abrasiva y aglomerante de
peso en seco añadido de aproximadamente 63-210
g/m^{2} (15-50 granos por 24 pulg^{2}). Se ve en
los datos presentados en la Tabla 3 que tal material abrasivo, no
tejido puede proporcionar un acabado de superficie comparable al de
lana de acero #00 y #0000. Tal tamaño de partícula abrasiva puede
ser usado ventajosamente con el material no tejido ``aplastable''
descrito antes, y puede también ser usado ventajosamente en otro
material no tejido ``no aplastable''. La distribución del tamaño de
las partículas fue medida con un Coulter Multisizer II, disponible
en Coulter Electronics, Limited, Bedford, Inglaterra. Distribuciones
de tamaño de partícula (tamaño referido en micrómetros) de dos lotes
de material abrasivo adecuado para su uso con la realización de
grado 1000 y más finas están referidas en la Tabla 4 como porcentaje
de volumen. Se entiende que esto está referido sólo por medio del
ejemplo, y que la realización de grado 1000 y la de grado más fino
de la presente invención no están limitadas a la distribución de
tamaño de partícula abrasiva particular del Ejemplo L.
Lote | 3% | 5% | 50% | 90% | 95% |
1 | > 11,45 | > 10,32 | > 4,72 | > 2,26 | > 1,88 |
2 | > 14,72 | > 13,8 | > 6,8 | > 2,6 | > 2,0 |
El propio material no tejido (una banda flexible
tridimensional no tejida de fibras sintéticas rizadas u onduladas
que son ligadas por adhesivo en puntos de contacto mutuo con un
material aglomerante), sin recubrimiento específico de partículas
``abrasivas'', puede tener las características abrasivas deseadas.
De nuevo, esto depende de la naturaleza de la pieza de trabajo y el
tratamiento de la superficie pensado para dicha pieza de
trabajo.
Aunque la presente invención ha sido descrita con
referencia a realizaciones preferidas, los trabajadores expertos en
la técnica reconocerán que pueden hacerse cambios en la forma y
detalles sin salirse del alcance de la invención, que está definido
por las reivindicaciones adjuntas.
Claims (6)
1. Rollo (32) de material (30) para tratamiento
de superficies abrasivo, no tejido, flexible; comprendiendo el rollo
arrollamientos sucesivos del material no tejido provistos de
superficies que se aplican entre sí suficientemente para mantener el
material no tejido en una configuración de enrollamiento espiral,
pero que son fácilmente separables.
2. Rollo según la reivindicación 1, en el que el
rollo (32) no tiene núcleo.
3. Rollo según la reivindicación 2, en el que el
material es devanado desde el arrollamiento más interno del rollo
(32).
4. Rollo según la reivindicación 1, 2 ó 3, en el
que el rollo (32) de material no tejido tiene una pluralidad de
zonas debilitadas (34) dispuestas lateralmente y espaciadas
longitudinalmente a lo largo del mismo para permitir a un usuario
separar fácil y sucesivamente el material no tejido en una
pluralidad de hojas separadas (36).
5. Rollo según la reivindicación 4, en el que la
zona debilitada está definida por perforaciones (34) formadas a
través de la banda.
6. Rollo según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, en el que la banda de material (30) no
tejido, flexible incluye partículas abrasivas ligadas al mismo por
medio de un aglomerante, en el que las partículas abrasivas son de
grado 1000 y más finas.
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