MXPA01010619A - Articulo abrasivo apropiado para someter a abrasion piezas de trabajo de viidrio y ceramica de vidrio. - Google Patents

Abstract

Se describe un articulo abrasivo (10) que consiste de un soporte (12) y por lo menos un recubrimiento abrasivo tridimensional (16) pegado a una superficie del soporte (12). El recubrimiento abrasivo (16) comprende un aglutinante (15) formado a partir de un precursor de aglutinante curado que tiene dispersadas en el mismo una pluralidad de particulas abrasivas de perla de diamante (14) y un relleno que comprende de aproximadamente 40 a aproximadamente 60 por ciento en peso del recubrimiento abrasivo. El articulo abrasivo (10) es particularmente apropiado para someter a abrasion un vidrio o una pieza de trabajo de ceramica de vidrio en presencia de un lubricante.

Description

ARTICULO ABRASIVO APROPIADO PARA SOMETER A ABRASIÓN PIEZAS DE TRABAJO DE VIDRIO Y CERÁMICA DE VIDRIO ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La presente invención es concerniente con un artículo abrasivo y con un método de uso del artículo abrasivo para someter a abrasión una pieza de trabajo de vidrio o cerámica de vidrio. Se sabe que las cerámicas de vidrio son usadas como sustratos para discos de memoria magnéticos, por ejemplo, aquellos usados como dispositivos de almacenamiento (por ejemplo, unidades de disco) en computadoras personales. Con el fin de producir un disco de memoria magnética aceptable, el sustrato de disco de memoria debe tener dimensiones controladas de manera precisa y un terminado superficial controlado de manera precisa. Normalmente, el dimensionamiento y el impartir el terminado superficial deseado a sustratos de disco de memoria ha involucrado un proceso de múltiples etapas que utiliza pastas aguadas abrasivas sueltas. En la primera etapa del proceso, los discos de cerámica de vidrio son dimensionados de tal manera que tengan el espesor y uniformidad de espesor deseados. Después del dimensionamiento, se proporciona textura a los discos para obtener el terminado superficial deseado. Ref. 133345 ^ ?^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^g^£^^¡¡fti Aunque se usan ampliamente pastas aguadas abrasivas sueltas en este proceso, las pastas aguadas abrasivas sueltas tienen muchas desventajas asociadas con las mismas. Estas desventajas incluyen la inconveniencia de manipulación de los grandes volúmenes requeridos de la pasta aguada, la agitación requerida para impedir el asentamiento de las partículas abrasivas y asegurar una concentración uniforme de partículas abrasivas en la interfase de pulido y la necesidad de equipo adicional para preparar, manipular y desechar o recuperar y reciclar la pasta aguada abrasiva suelta. Adicionalmente, la pasta aguada misma debe ser analizada periódicamente para asegurar su calidad y estabilidad de dispersión. Además, cabezas de bomba, válvulas, líneas de alimentación, ruedas de rectificación y otras partes del equipo de suministro de pasta aguada que se ponen en contacto con la pasta aguada abrasiva suelta muestran inevitablemente desgaste indeseable. Además, los procesos que usan la pasta aguada son usualmente sucios debido a la pasta aguada abrasiva suelta, que es un líquido viscoso, salpica fácilmente y es difícil de contener. En vista de las muchas desventajas asociadas con el uso de un proceso de pasta aguada para someter a abrasión (esto es, dimensionar o proporcionar textura) sustratos de disco de memoria de cerámica de vidrio, lo que se desea en la industria es un artículo abrasivo fijo apropiado para someter a abrasión estos sustratos.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención proporciona un artículo abrasivo que es apropiado para someter a abrasión (esto es, dimensionar o pulir) una pieza de trabajo de vidrio o de cerámica vidrio. El artículo abrasivo comprende un soporte y por lo menos un recubrimiento abrasivo tridimensional pegado a una superficie del soporte. El recubrimiento abrasivo comprende un aglutinante que tiene dispersadas en el mismo una pluralidad de partículas abrasivas de perla de diamante y un relleno. El relleno comprende aproximadamente 40 a aproximadamente 60 por ciento en peso del recubrimiento abrasivo, más de preferencia aproximadamente 50 a aproximadamente 60 por ciento en peso del recubrimiento abrasivo. Es preferido que el recubrimiento abrasivo tridimensional incluya una pluralidad de compuestos abrasivos. La pluralidad de compuestos abrasivos pueden ser compuestos formados de manera precisa, compuestos formados irregularmente o compuestos formados de manera precisa que incluyen una forma de una pirámide truncada que tiene un remate plano. De preferencia, los compuestos formados de manera precisa tienen una porción del fondo que define un área superficial de no más del 50%, más de preferencia, no más del 25% y más de preferencia, no más del 15% mayor que el área superficial superior de los compuestos. u.

De preferencia, el aglutinante es formado a partir de precursor de aglutinante que comprende una resina etilenicamente insaturada, por ejemplo, una resina de acrilato. El monómero etilenicamente insaturado es seleccionado de preferencia del grupo de monómeros de acrilato monofuncionales, monómeros de acrilato bifuncionales, monómeros de acrilato tri-funcionales y mezclas de los mismos. Las partículas abrasivas en un artículo abrasivo de la presente invención comprenden partículas abrasivas de perla de diamante. Las perlas de diamante comprenden una pluralidad de partículas de diamante individuales que son retenidas conjuntamente mediante una matriz de óxido de metal, de preferencia una matriz de óxido de silicio. De preferencia, el tamaño promedio de las partículas abrasivas de perla de diamante es de aproximadamente 6 a aproximadamente 100 mieras. Se ha encontrado que los artículos abrasivos de la presente invención son particularmente apropiados para someter a abrasión piezas de trabajo de vidrio y de cerámica de vidrio. Esto es, los artículos abrasivos de la presente invención proporcionan una alta proporción de corte que es relativamente constante en la vida del artículo abrasivo cuando son usados con un lubricante para someter a abrasión una pieza de trabajo de vidrio o de cerámica de vidrio. Por *. consiguiente, otro aspecto de la invención es concerniente con un método para someter a abrasión una pieza de trabajo de vidrio o cerámica de vidrio que comprende las etapas de: (a) poner en contacto una pieza de trabajo de vidrio o cerámica de vidrio con un artículo abrasivo como se describe anteriormente; (b) aplicar un lubricante en una interfase entre la pieza de trabajo y el artículo abrasivo y (c) hacer mover la pieza de trabajo y el artículo abrasivo uno en relación al otro. El recubrimiento abrasivo tridimensional del artículo abrasivo comprende un aglutinante que tiene dispersado en el mismo partículas abrasivas de perla de diamante y por lo menos un relleno en la cantidad de aproximadamente 40 a aproximadamente 60 por ciento en peso del recubrimiento abrasivo. El nivel de relleno es elegido para proporcionar un recubrimiento abrasivo que se erosionará bajo condiciones de uso típicas exponiendo mediante esto y liberando nuevas partículas abrasivas de perla de diamante. Se cree que las partículas abrasivas de perla de diamante son particularmente apropiadas debido a que su tamaño relativamente grande les impide ser prensadas al recubrimiento abrasivo. También, se cree que las partículas abrasivas de perla de diamante son menos susceptibles a desarrollar planos de desgaste (esto es, menos susceptibles a embotarse) lo que puede conducir a una velocidad de corte reducida. En una modalidad preferida, el recubrimiento abrasivo tridimensional tiene una superficie formada de manera precisa. "Formada de manera precisa" como se usa en la presente, describe los compuestos abrasivos que son formados mediante el curado del precursor de aglutinante en tanto que el precursor es tanto formado sobre un soporte como el relleno de una cavidad sobre la superficie de una herramienta de producción. Estos compuestos abrasivos tienen una forma tridimensional que es definida por lados de superficie relativamente lisa que son pegados y unidos mediante bordes agudos bien definidos que tienen longitudes de borde distintas con puntos finales distintos definidos por las intersecciones de los varios lados. Este tipo de artículo abrasivo es denominado como estructurado en el sentido del despliegue de una pluralidad de tal abrasivo formado de manera precisa. Los compuestos abrasivos pueden también tener una forma irregular que, como se usa en la presente, significa que los lados o fronteras que forman el compuesto abrasivo están hundidos y no son precisos. En un compuesto abrasivo formado irregularmente, la suspensión del abrasivo es formada primero a la forma y/o configuración deseada. Una vez que la pasta aguada o suspensión de abrasivo está formada, el precursor de aglutinante en la suspensión abrasiva es curado o solidificado. Hay en general un espacio de tiempo entre la formación de la forma y el curado del precursor de aglutinante. Durante este intervalo de tiempo, la pasta aguada abrasiva fluirá y/o se hundirá, provocando 5 mediante esto alguna distorsión en la forma formada. Los compuestos abrasivos pueden también variar en tamaño, paso o forma en un solo artículo abrasivo, como se describe en la publicación WO 95/07797 (publicada el 23 de Marzo de 1995) y WO 95/22436 (publicada el 24 de Agosto de 1995) . 10 "Frontera" como se usa en la presente se refiere a las superficies y bordes expuestos de cada compuesto que delimitan y definen la forma tridimensional real de cada compuesto abrasivo. Estas fronteras son fácilmente visibles y discernibles cuando una sección transversal de un artículo 15 abrasivo de esta invención es observada bajo un microscopio. Estas fronteras separan y distinguen un compuesto abrasivo de otro aún si los compuestos se empalman entre sí a lo largo de una frontera común en sus bases. Para los compuestos abrasivos formados de manera precisa, las fronteras y bordes 20 son nítidos y distintos. En comparación, en un artículo abrasivo que no tiene compuestos formados de manera precisa, las fronteras y bordes no son definidos (esto es, el compuesto abrasivo se retrasa antes de la consumación de su curado) . Estos compuestos abrasivos, ya sea formados de 25 manera precisa o irregularmente, pueden ser de cualquier nn i iaaÉiiW— a*^i»M'a*^» *-- • *. *i , * *., . . ** l A forma geométrica definida por una frontera substancialmente distinta y discernible, en donde la forma geométrica precisa es seleccionada del grupo de consiste de cúbica, prismático, cónica, cono truncado semejante a bloque, piramidal, piramidal truncada, cilindrica, hemisférica y los semejantes. "Textura" como se usa en la presente, se refiere a un recubrimiento abrasivo que tiene cualquiera de los compuestos tridimensionales mencionados anteriormente, ya sea que los compuestos tridimensionales individuales sean formados de manera precisa o irregularmente. La textura puede ser formada a partir de una pluralidad de compuestos abrasivos que tienen todos substancialmente la misma forma geométrica (esto es, la textura puede ser regular) . Similarmente, la textura puede estar en una configuración aleatoria en donde la forma geométrica difiere de un compuesto abrasivo a otro compuesto abrasivo.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS VARIAS VISTAS DE LOS DIBUJOS La figura 1 es una vista en planta de un artículo abrasivo preferido de acuerdo con la invención. La figura 2 es una sección transversal ampliada tomada a lo largo de la línea 2-2 del artículo abrasivo mostrado en la figura 1. La figura 3 es una vista en planta de otro artículo abrasivo preferido de acuerdo con la invención.

.. U*** La figura 4 es una sección transversal ampliada tomada a lo largo de la línea 4-4 del artículo abrasivo mostrado en la figura 3.

DESCRIPCIÓN DETALLADA La presente invención es concerniente con un artículo abrasivo y con un método para someter a abrasión una pieza de trabajo de vidrio o de cerámica vidrio con el artículo abrasivo. El artículo abrasivo comprende un soporte y por lo menos un recubrimiento abrasivo tridimensional pegado a una superficie de un soporte. El recubrimiento abrasivo comprende un aglutinante formado a partir de un precursor de aglutinante curado, una pluralidad de partículas abrasivas de perla de diamante y un relleno que comprende aproximadamente 40 a aproximadamente 60 por ciento en peso del recubrimiento abrasivo. El recubrimiento abrasivo puede comprender además ingredientes opcionales tales como agentes de acoplamiento, agentes de suspensión, agentes de curado (por ejemplo, iniciadores), fotosensibilizadores y los semejantes.

Aglutinantes El aglutinante es formado a partir de un precursor de aglutinante. El precursor de aglutinante comprende una resina que se encuentra en un estado sin curar o sin ^j^ í^^^^^^¡^^^^¡^^^^^¿ polimerizar. Durante la manufactura del artículo abrasivo, la resina en el precursor de aglutinante es polimerizada o curada, de tal manera que se forma un aglutinante. El precursor de aglutinante puede comprender una resina curable por condensación, una resina polimerizable por adición, una resina curable por radicales libres y/o combinaciones y mezclas de los mismos. Los precursores de aglutinante preferidos son resinas que polimerizan vía un mecanismo de radicales libres. El proceso de polimerización es iniciado al exponer el precursor de aglutinante, junto con un catalizador apropiado, a una fuente de energía tal como energía térmica o energía de radiación. Ejemplos de energía de radiación incluyen haz de electrones, luz ultravioleta o luz visible. Ejemplos de resinas curables por radicales libres incluyen uretanos acrilados, epoxis acrilados, poliésteres acrilados, compuestos etilenicamente insaturados, derivados de aminoplasto que tienen grupos carbonilo insaturados pendientes, derivados de isocianurato que tienen por lo menos un grupo acrilato pendiente, derivados de isocianato que tienen por lo menos un grupo acrilato pendiente y mezclas y combinaciones de los mismos. El término acrilato abarca acrilatos y metacrilatos. Los uretanos acrilados son también esteres de acrilato de poliésteres o poliésteres extendidos de S ¿i.*,x -x~ 8^&&- í a isocianato terminados en hidroxi. Pueden ser alifáticos o aromáticos. Ejemplos de uretanos acrilados disponibles comercialmente incluyen aquellos conocidos por las designaciones comerciales PHOTOMER (por ejemplo, PHOTOMER 6010) de Henkel Corp. Hoboken, NJ; EBECRYL 220 (uretano acrilato aromático hexafuncional de peso molecular 1000), EBECRYL 284 (uretano diacrilato alifático de peso molecular 1200 diluido con diacrilato de 1, 6-hexanodiol) , EBECRYL 4827 (uretano diacrilato aromático de peso molecular 1600) , EBECRYL 4830 (uretano diacrilato alifático de peso molecular 1200 diluido con diacrilato de tetraetilenglicol), EBECRYL 6602 (uretano acrilato aromático trifuncional de peso molecular 1300 diluido con etoxi triacrilato de trimetilol propano) y EBECRYL 840 (uretano diacrilato alifático de peso molecular 1000) de UCB Radcure Inc., Smyma, GA; SARTOMER (por ejemplo, SARTOMER 9635, 9645, 9655, 963-B80, 966-A80, etc.) de Sartomer Co., West Chester, PA y UVITHANE (por ejemplo, UVITHANE 782) de Morton International, Chicago, IL. Un oligómero de uretano acrilato puede ser combinado con un monómero etilenicamente insaturado. Los monómeros etilenicamente insaturados preferidos son monómeros acrilato monofuncionales, monómeros de acrilato difuncionales, monómeros de acrilato trifuncionales o combinaciones de los mismos. Los monómeros u oligómeros etilenicamente insaturados o monómeros u oligómeros de acrilato pueden ser monofuncionales, difuncionales, trifuncionales o tetra funcionales o aún de una funcionalidad superior. El término acrilato incluye tanto acrilatos como metacrilatos. Los precursores de aglutinante etilenicamente insaturados incluyen tanto compuestos monoméricos como poliméricos que contienen átomos de carbono, hidrógeno y oxígeno y opcionalmente nitrógeno y halógenos. Los átomos de oxígeno o nitrógeno o ambos están en general presentes en grupos éter, éster, uretano, amida y urea. Los compuestos etilenicamente insaturados tienen de preferencia un peso molecular de menos de aproximadamente 4,000 y son de preferencia esteres elaborados a partir de la reacción de compuestos que contienen grupos monohidroxi alifáticos o grupos polihidroxi alifáticos y ácidos carboxílicos insaturados, tales como ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido itacónico, ácido crotónico, ácido isocrótonico, ácido maléico y los semejantes. Ejemplos representativos de monómeros etilenicamente insaturados incluyen metacrilato de metilo, metacrilato de etilo, estireno, divinil benceno, acrilato de hidroxi etilo, metacrilato de hidroxi etilo, acrilato de hidroxi propilo, metacrilato de hidroxi propilo, acrilato de hidroxi butilo, metacrilato de hidroxi butilo, vinil tolueno, diacrilato de etilenglicol, diacrilato de polietilenglicol, dimetacrilato de etilenglicol, diacrilato de hexanodiol, u diacrilato de trietilenglicol, triacrilato de trimetilolpropano, triacrilato de glicerol, triacrilato de pentaeritritol, trimetacrilato de pentaeritritol, tetraacrilato de pentaeritritol y tetrametacrilato de pentaeritritol. Otras resinas etilenicamente insaturadas incluyen esteres de monoalilo, polialilo y polimetalilo y amidas de ácidos carboxílico, tales como ftalato de dialilo, adipato de dialilo y N,N-dialiladipamida. Todavía otros compuestos que contienen nitrógeno incluyen tris (2-acril-oxietil) isocianurato, 1, 3, 5-tri (2-metacriloxietil) -s-triazina, acrilamida, metilacrilamida, N-metil-acrilamida, N,N-dimetilacrilamida, N-vinilpirrolidona y N-vinil-piperidona y CMD 3700 disponible de Radcure Specialties. Ejemplos de diluyentes o monómeros etilenicamente insaturados pueden ser encontrados en las patentes norteamericanas Nos. 5,236,472 (Kirk et al.) y 5,580,647 (Larson et al.). Información adicional concerniente con otros aglutinantes útiles potenciales y precursores de aglutinante puede ser encontrada en la Solicitud de patente co-pendiente del cesionario No. de Serie 08/694,014 (presentada el 8 de Agosto de 1996) , que es una continuación en parte de la Solicitud de patente norteamericana No. 08/557,727 (presentada el 13 de Noviembre de 1995), (Bruxvoort et al.) y patente norteamericana No. 4,773,920 (Chasman et al.). Los epoxis acrilados son esteres de diacrilato de ^^^^^^¿^ Al resinas epoxi, tales como los esteres de acrilato de resina epoxi de bisfenol A. Ejemplos de epoxis acrilados disponibles comercialmente incluyen CMD 3500, CMD 3600 y CMD 3700, disponibles comercialmente de Radcure Specialties, y CN 103, CN104, CNlll, CN112 y CN114 disponibles comercialmente de Sartomer, West Chester, PA. Ejemplos de acrilato de poliéster incluyen Photomer 5007 y Photomer 1018 de Henkel Corporation, Hoboken, NJ. Las resinas de aminoplasto tienen por lo menos un grupo carbonilo alfa, beta-insaturado pendiente por molécula u oligómero. Estos grupos carbonilo insaturados pueden ser grupos tipo acrilato, metacrilato o acrilamida. Ejemplos de tales materiales incluyen N- (hidroximetil) -acrilamida, N,N'-oxidimetilenbisacrilamida, fenol orto y para-acrilamidometilado, novolac fenólica acrilamidometilada y combinaciones de los mismos. Estos materiales son descritos adicionalmente en las patentes norteamericanas Nos. 4,903,440 (Larson et al.) y 5,236,472 (Kirk et al.). Los derivados de isocianurato que tienen por lo menos un grupo acrilato pendiente y derivados de isocianato que tienen por lo menos un grupo acrilato pendiente son descritos adicionalmente en la patente norteamericana No. (Boettcher) . El material de isocianurato preferido es un triacrilato de tris (hidroxietil) isocianurato. Un precursor de aglutinante particularmente jJ, preferido comprende una mezcla de aproximadamente 30 partes de tris (hidroxietil) isocianurato (TATHEIC) y aproximadamente 70 partes de triacrilato de trimetilolpropano (TMPTA) . Tal mezcla está disponible comercialmente bajo la designación comercial "SR368D" de Sartomer Corporation, West Chester, PA. El precursor de aglutinante puede también comprender una resina epoxi. Las resinas epoxi tiene un oxirano y son polimerizadas mediante apertura de anillo. Tales resinas de epóxido incluyen resinas epoxi monoméricas y resinas epoxi poliméricas. Ejemplos de algunas resinas epoxi preferidas incluyen 2, 2-bis [4- (2, 3-epoxipropoxi) -fenil) propano, un diglicidil éter de bisfenol, materiales disponibles comercialmente bajo la designación comercial EPON 828, EPON 1004 y EPON 1001F, disponibles de Shell Chemical Co., y DER-331, DER-332 y DER-334 disponibles de Dow Chemical Co. Otras resinas epoxi apropiadas incluyen epoxis cicloalifáticos, glicidil éteres de fenol formaldehído novolac (por ejemplo, DEN-431 y DEN-428 disponibles de Dow Chemical Co. Una combinación de resinas curables por radicales libres y resinas epoxi se describe adicionalmente en la patente norteamericana No. 4,751,138 (Tumey et al.) y 5,256,170 (Harmer et al.).

Materiales de Soporte Los soportes sirven para la función de proporcionar un soporte para el recubrimiento abrasivo. Los soportes útiles en la invención deben ser aptos de adherirse al aglutinante después de la exposición del precursor de aglutinante a condiciones de curado y son de preferencia flexibles después de tal exposición de tal manera que los artículos utilizados en el método de la invención se pueden conformar a contornos de superficie, radios e irregularidades en la pieza de trabajo. En muchas aplicaciones de abrasión, el soporte necesita ser fuerte y durable de tal manera que el artículo abrasivo resultante sea de larga duración. Adicionalmente, en algunas aplicaciones de abrasión, el soporte necesita ser fuerte y flexible de tal manera que el artículo abrasivo se pueda conformar uniformemente a la pieza de trabajo de vidrio. Esto es normalmente cierto, cuando la pieza de trabajo tiene una forma o contorno asociada con el mismo. El soporte puede ser una película polimérica, papel, fibra vulcanizada, un soporte no tejido tratado o un soporte de tela tratado para proporcionar estas propiedades de resistencia y conformabilidad. Se prefiere que el soporte sea una película polimérica. Ejemplos de película polimérica incluyen película de poliéster, película de copoliéster, película de poliimida, película de poliamida y los semejantes. Un soporte particularmente preferido es una película de poliéster que tiene un recubrimiento de imprimación de etileno ácido acrílico sobre por lo menos una superficie para promover la adhesión del recubrimiento abrasivo al soporte. Un no tejido, en los que se incluyen papel, puede ser saturado ya sea con un material termofraguable o termoplástico para proporcionar las propiedades necesarias. Los soportes de tela pueden ser también ser apropiados para un artículo abrasivo de la presente invención. La tela puede ser una tela de peso J, peso X, peso Y o peso M. Las fibras o hilos que forman la tela pueden ser seleccionados del grupo que consiste de: poliéster, nylon, rayón, algodón, fibra de vidrio y combinaciones de los mismos. La tela puede ser una tela tricotada o tejida (por ejemplo, tejidos de terliz, sarga o satín) o puede ser una tela pegada mediante costura o inserción de trama. La tela cruda puede ser texturizada, chamuscada, descrudada o cualquier tratamiento convencional para una tela cruda. Se prefiere tratar la tela con material polimérico para sellar la tela y para proteger las fibras de la tela. El tratamiento puede involucrar uno o más de los siguientes tratamientos: descrudado, un saturante o un apresto posterior. Uno de tales tratamientos involucra un recubrimiento de preapresto aplicado primero, seguido por un recubrimiento de apresto posterior. Alternativamente, un recubrimiento saturante, seguido por un recubrimiento de apresto posterior. Se prefiere en general que la superficie frontal del soporte sea relativamente lisa. Asimismo, el (los) recubrimiento (s) de tratamiento deben dar como resultado en que el soporte de tela sea a prueba de agua. Similarmente, el (los) tratamiento (s) debe dar como resultado que el soporte de tela tenga suficiente resistencia y flexibilidad. Un tratamiento de soporte preferido es un oligómero de uretano acrilato reticulado combinado con una resina de monómero de acrilato. Está dentro del alcance de esta invención que la química de tratamiento de la tela sea idéntica o sea similar en naturaleza a la química del aglutinante. La química de tratamiento de tela puede comprender además aditivos tales como: rellenos, tintes, pigmentos, agentes humectantes, agentes de acoplamiento, plastificantes y los semejantes. Otros recubrimiento de tratamiento incluyen resinas termofraguables termoplásticas. Ejemplos de resinas termofraguables típicas y preferidas incluyen resinas fenólicas, resinas de aminoplasto, resinas de uretano, resinas epoxi, resinas etilenicamente insaturadas, resinas de isocianurato acriladas, resinas de urea-formaldehído, resinas de isocianurato, resinas de uretano acriladas, resinas epoxi -i acriladas, resinas de bismaleimida y mezclas de las mismas. Ejemplos de resinas termoplásticas preferidas incluyen resinas de poliamida (por ejemplo, nylon) , resinas de poliéster y resinas de poliuretano (en las que se incluyen resinas de poliuretano-urea) . Una resina termoplástica preferida es un poliuretano derivado del producto de reacción de un poliéster poliol y un isocianato. En algunas instancias, puede ser preferible tener un soporte moldeado integralmente, esto es, un soporte moldeado directamente adyacente a los compuestos en lugar de anexar independientemente los compuestos a un soporte (por ejemplo, película de poliéster) . El soporte puede ser moldeado o vaciado sobre la parte posterior de los compuestos después que los compuestos son moldeados o puede ser moldeado o vaciado simultáneamente con los compuestos. En el soporte moldeado integralmente puede ser moldeado ya sea a partir de resinas termoplásticas o termofraguables curables térmicamente o curables por radiación. Ejemplos de resinas termofraguables típicas y preferidas incluyen resinas fenólicas, resinas de aminoplasto, resinas de uretano, resinas epoxi, resinas etilenicamente insaturadas, resinas de isocianurato acriladas, resinas de urea-formaldehído, resinas de isocianurato, resinas de uretano acriladas, resinas epoxi acriladas, resinas de bismaleimida y mezclas de los mismos. Ejemplos de resinas termoplásticas preferidas incluyen t.*.» *.íe * . „ - . . . - *teris^a»a?ÉhtfaÉ resinas de poliamida (por ejemplo, nylon) , resinas de poliéster y resinas de poliuretano (en las que se incluyen resinas de poliuretano-urea) . Una resina termoplástica preferida es un poliuretano derivado del producto de reacción de un poliéster poliol y un isocianato.

Partículas Abrasivas de Perla de Diamante El recubrimiento abrasivo de un artículo abrasivo de la presente invención comprende una pluralidad de partículas abrasivas de perla de diamante. Como se usa en la presente, el término "partícula abrasiva de perla de diamante" se refiere a una partícula abrasiva compuesta que comprende aproximadamente 6% a 65% en volumen de partículas abrasivas de diamante que tienen un diámetro de 25 mieras o menos distribuidas en aproximadamente 35% a 94% en volumen de una matriz de óxido de metal continua microporosa, no fusionada. La matriz de óxido de metal tiene un dureza Knoop de menos de aproximadamente 1000 y comprende por lo menos un óxido de metal seleccionado del grupo que consiste de óxido de zirconio, óxido de silicio, óxido de aluminio, óxido de magnesio y óxido de titanio. Las partículas abrasivas de perla de diamante pueden ser descritas como desmenuzables en que la matriz de óxido de metal se puede desmoronar o romper bajo la fuerza de la abrasión generando mediante esto una nueva superficie expuesta. Partículas abrasivas de perla de >u diamante son reportadas en la patente norteamericana No. 3,916,584 (Howard et al.). En un método preferido de manufactura, las partículas abrasivas de diamante son mezcladas a un sol acuoso de un óxido de metal (o precursor de óxido) y luego la pasta aguada o suspensión resultante es agregada a un líquido agitado deshidratante (por ejemplo 2-etil-l-hexanol) . El agua es separada de la suspensión dispersada y la tensión superficial atrae la suspensión en compuestos esferoidales, que son después de esto filtrados, secados y caldeados. Las partículas abrasivas de perla de diamante resultantes son en general esféricas en forma y tienen un tamaño de por lo menos dos veces de aquel de las partículas de diamante utilizadas para preparar las partículas abrasivas de perla de diamante. Los diamantes individuales que componen las partículas abrasivas de perla de diamante fluctúan normalmente en tamaño de aproximadamente 0.5 a 25 mieras, más de preferencia fluctúan de aproximadamente 3 a aproximadamente 15 mieras. Las partículas abrasivas de perla de diamante fluctúan comúnmente en tamaño de aproximadamente 5 a aproximadamente 200 mieras, más de preferencia fluctúa en tamaño de aproximadamente 6 a aproximadamente 100 mieras y más de preferencia fluctúa en tamaño de aproximadamente 6 a aproximadamente 30 mieras. Las partículas abrasivas de diamante individuales . pueden ser diamantes naturales o elaborados sintéticamente. En relación con los diamantes elaborados sintéticamente, las partículas pueden ser consideradas "diamantes de enlace de resina" , "diamantes grado hoja de sierra" o "diamantes de enlace de metal". Los diamantes pueden tener una forma de bloque asociada con ellos o alternativamente una forma semejante a aguja. Las partículas de diamante pueden contener un recubrimiento superficial tal como un recubrimiento de metal (por ejemplo, níquel, aluminio, cobre o los semejantes) , un recubrimiento inorgánico (por ejemplo, sílice) o un recubrimiento orgánico. El recubrimiento abrasivo comprende normalmente alrededor de uno a aproximadamente 30 por ciento en peso de partículas abrasivas de perla de diamante, comprende de preferencia aproximadamente 2 a aproximadamente 25 por ciento en peso de partículas abrasivas de perla de diamante. Más de preferencia, el recubrimiento abrasivo comprende aproximadamente 5 a aproximadamente 15 por ciento en peso de partículas abrasivas de perla de diamante, más de preferencia comprende aproximadamente 7 a aproximadamente 13 por ciento en peso de partículas abrasivas de perla de diamante.

Relleno El recubrimiento abrasivo de un artículo abrasivo de la presente invención comprende además un relleno. Un „. ? ¡^ SLmmié relleno es un material de partículas y tiene en general un rango de tamaño de partícula promedio de entre 0.01 a 50 mieras, normalmente de entre 0.1 a 40 mieras. Un relleno es agregado al recubrimiento abrasivo con el fin de controlar la velocidad de abrasión del recubrimiento abrasivo. Una velocidad de erosión controlada del recubrimiento abrasivo durante la abrasión es importante para obtener un equilibrio de alta velocidad de corte, velocidad de corte consistente y una larga vida útil. Si la carga del relleno es demasiado alta, el recubrimiento abrasivo se puede erosionar a una velocidad que es demasiado rápida dando como resultado mediante esto una operación de abrasión ineficientes (por ejemplo, bajo corte y vida útil deficiente del artículo abrasivo) . Inversamente, si la carga del relleno es demasiado baja, el recubrimiento abrasivo se puede erosionar a una velocidad que es demasiado lenta permitiendo mediante esto que las partículas abrasivas se emboten dando como resultado una baja velocidad de corte. El recubrimiento abrasivo de un artículo abrasivo de la presente invención comprende aproximadamente 40 a aproximadamente 60 por ciento en peso de relleno. Más de preferencia, el recubrimiento abrasivo comprende aproximadamente 45 a aproximadamente 60 por ciento en peso de relleno. Más de preferencia, el recubrimiento abrasivo comprende aproximadamente 50 a aproximadamente 60 or ciento en peso de relleno.

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Ejemplos de rellenos que pueden ser apropiados para uso en un artículo abrasivo de la presente invención incluyen: carbonatos de metal (tal como carbonato de calcio (yeso, calcite, mármol, travertine, mármol y cal) , carbonato de calcio magnesio, carbonato de sodio, carbonato de magnesio) , sílice (tal como cuarzo, perlas de vidrio, burbujas de vidrio y fibras de vidrio), silicatos (tales como talco, arcillas, (montmorillonita) , feldespato, mica, silicato de calcio, silicato de calcio, metasilicato de calcio, aluminosilicato de sodio, silicato de sodio, silicato de litio y silicato de potasio) , sulfatos de metal (tales como sulfato de calcio, sulfato de vario, sulfato de sodio, sulfato de aluminio sodio, sulfato de aluminio) , yeso, vermiculita, harina de madera, aluminio trihidratado, negro de carbono, óxido de metal (tales como óxido de calcio (cal) , óxido de aluminio, óxido de estaño (por ejemplo óxido esténico) , dióxido de titanio) y sulfitos de metal (tal como sulfito de calcio) , partículas termoplásticas (policarbonato, polieterimida, poliéster, polietileno, polisulfona, poliestireno, copolímero en bloque de acrilonitrilo-butadieno-estireno, polipropileno, polímero de acetal, poliuretanos, partículas de nylon) y partículas termofraguables (tales como burbujas fenólicas, perlas fenólicas, partículas de espuma de poliuretano) y los semejantes. El relleno puede también ser una sal tal como una sal de haluro. Ejemplos de sal de haluro incluyen cloruro de sodio, criolita de potasio, criolita de sodio, criolita de amonio, tetrafluoroborato de potasio, tetrafluoroborato de sodio, fluoruros de silicio, cloruro de potasio, cloruro de magnesio. Ejemplos de rellenos de metal incluyen estaño, plomo, bismuto, cobalto, antimonio, cadmio, hierro, titanio. Otros rellenos misceláneos incluyen azufre, compuestos orgánicos de azufre, grafito y sulfuros metálicos. Los rellenos preferidos para impartir la capacidad de erosión deseada al recubrimiento abrasivo incluyen metasilicato de calcio, óxido de aluminio blanco, carbonato de calcio, sílice y combinaciones de los mismos. Una combinación de relleno particularmente preferida es metasilicato de calcio y óxido de aluminio blanco. Cuando se desea un terminado superficial fino, puede ser deseable utilizar un relleno blando disponible en un tamaño de partícula pequeño.

Aditivos Opcionales El recubrimiento abrasivo de un artículo abrasivo de la presente invención puede comprender además aditivos opcionales, tales como aditivos de modificación superficial de partícula abrasiva, agentes de acoplamiento, agentes de expansión, fibras, agentes antiestáticos, agentes de curado, agentes de suspensión, fotosensibilizadores, lubricantes, agentes humectantes, tensioactivos, pigmentos, tintes, estabilizadores a la luz ultravioleta y antioxidantes. Las cantidades de estos materiales son seleccionadas para proporcionar las propiedades deseadas.

Agentes de Acoplamiento Un agente de acoplamiento puede proporcionar un puente de asociación entre el aglutinante y las partículas abrasivas. Adicionalmente, el agente de acoplamiento puede proporcionar un puente de asociación entre el aglutinante y las partículas de relleno. Ejemplos de agentes de acoplamiento incluyen silanos, titanatos y zircoaluminatos. Hay varios medios para incorporar el agente de acoplamiento. Por ejemplo, el agente de acoplamiento puede ser agregado directamente al precursor de aglutinante. El recubrimiento abrasivo puede contener desde aproximadamente 0 a aproximadamente 30%, de preferencia entre 0.1 a 25% en peso de agente de acoplamiento. Alternativamente, el agente de acoplamiento puede ser aplicado a la superficie de las partículas de relleno. En todavía otro modo, el agente de acoplamiento es aplicado a la superficie de las partículas abrasivas antes de ser incorporado al artículo abrasivo. La partícula abrasiva puede contener desde aproximadamente 0 a 3% en peso de agente de acoplamiento, en base al peso de la partícula abrasiva y el agente de acoplamiento. Ejemplos de iLL a ~?—r Y7> agentes de acoplamiento disponibles comercialmente incluyen "AI74" y "AI230" de OSl. Todavía otro ejemplo de un agente de acoplamiento comercial es un isopropil triisosteroil titanato disponible comercialmente de Kenrick Petrochemicals, Bayonne, NJ, bajo la designación comercial "KR-TTS".

Agentes de Suspensión Un ejemplo de un agente de suspensión es una partícula de sílice amorfa que tiene un área superficial menor de 150 metros cuadrados/gramos que está disponible comercialmente de DeGussa Corp., Ridgefield Park, NJ, bajo el nombre comercial "OX-50". La adición del agente de suspensión puede disminuir la viscosidad global de la suspensión abrasiva. El uso de agentes de suspensión se describe adicionalmente en la patente norteamericana No. 5,368,619.

Agentes de Curado El precursor de aglutinante puede comprender además un agente de curado. Un agente de curado es un material que ayuda a iniciar y completar el proceso de polimerización o reticulación de tal manera que el precursor de aglutinante es convertido a un aglutinante. El término agente de curado abarca iniciadores, fotoiniciadores, catalizadores y activadores. La cantidad y tipo del agente de curado dependerá extensamente de la química del precursor de . . ,u. aglutinante.

Iniciadores de Radicales Libres La polimerización del (los) monómero (s) etilenicamente insaturado (s) preferido (s) u oligómero (s) ocurre vía un mecanismo de radicales libres. Si la fuente de energía es un haz de electrones, el haz de electrones genera radicales libres que inician la polimerización. Sin embargo, está dentro del alcance de esta invención utilizar iniciadores aún si el precursor de aglutinante es expuesto a un haz de electrones. Si la fuente de energía es calor, luz ultravioleta o luz visible, un iniciador puede tener que estar presente con el fin de generar radicales libres. Ejemplos de iniciadores (esto es, fotoiniciadores) que generan radicales libres después de exposición a luz ultravioleta o calor incluyen pero no están limitados a peróxidos orgánicos, compuestos azo, quinonas, compuestos nitrosos, haluros de acilo, hidrazonas, compuestos mercapto, compuestos de pirilium, imidazoles, clorotriazinas, benzoina, benzoin alquil éteres, dicetonas, fenonas y mezclas de los mismos. Un ejemplo de un fotoiniciador disponible comercialmente que genera radicales libres después de exposición a luz ultravioleta incluyen IRGACUR-E 651 e IRGACURE 184 (disponibles comercialmente de la Ciba Geigy Company, Hawthorne, NJ) , y DAROCUR 1173 (disponible LJ, . comercialmente de Merck) . Ejemplos de iniciadores que generan radicales libres después de exposición a luz visible pueden ser encontrados en la patente norteamericana No. 4,735,632. Otro fotoiniciador que genera radicales libres después de exposición a luz ultravioleta tiene el nombre comercial IRGACURE 369 (disponible comercialmente de Ciba Geigy Company) . Normalmente, el iniciador es usado en cantidades que fluctúan de 0.1% a 10%, de preferencia 0.5% a 2% en peso en base al peso del precursor de aglutinante. Adicionalmente, se prefiere dispersar, de preferencia dispersar uniformemente, el iniciador en el precursor de aglutinante antes de la adición de cualquier material en partículas, tales como las partículas abrasivas y/o relleno. En general, es preferido que el precursor de aglutinante sea expuesto a energía de radiación, de preferencia luz ultravioleta o luz visible. En algunas instancias, ciertos aditivos y/o partículas abrasivas absorberán luz ultravioleta y luz visible, que hace difícil curar apropiadamente el precursor de aglutinante. Este fenómeno es especialmente cierto con partículas abrasivas de ceria y partículas abrasivas de carburo de silicio. Se ha encontrado de manera bastante inesperada que el uso de fotoiniciadores que contienen fosfato, en particular li. fotoiniciadores que contienen óxido de acilfosfina tienden a superar este problema. Un ejemplo de tal iniciador es óxido de 2, 4, 6-trimetilbenzoildifenilfosfina que está disponible comercialmente de BASF Corporation, Charlotte, NC, bajo la designación comercial LUCIRIN TPO. Otros ejemplos de óxidos de acilfosfina disponibles comercialmente incluyen DAROCUR 4263y DAROCUR 4265, ambos disponibles comercialmente de Merck y óxido de fosfina, fotoiniciador de fenil bis (2, 4, 6-trimetil benzoilo) disponible comercialmente de Ciba Geigy Corp., Greensboro, NC, bajo la designación comercial IRGACURE 819.

Fotosensibilizadores Opcionalmente, el recubrimiento abrasivo puede contener fotosensibilizadores o sistemas de fotoiniciador que afectan la polimerización ya sea en aire o en una atmósfera inerte tal como nitrógeno. Estos fotosensibilizadores o sistemas de fotoiniciador incluyen compuestos que tienen grupos carbonilo o grupos amino terciarios y mezclas de los mismos. Entre los compuestos preferidos que tienen grupos carbonilo están benzofenona, acetofenona, bencil, benzaldehído, o-clorobenzaldehído, xantona, tioxantona, 9,10-antraquinona y otras cetonas aromáticas que pueden actuar como fotosensibilizadores. De entre las aminas terciarias preferidas están metiletanolamina, etildietanolamina, trietanolamina, fenilmetiletanolamina y LJ dimetilaminoetilbenzoato. En general, la cantidad de fotosensibilizador o sistema fotoiniciador puede variar de aproximadamente 0.01% a aproximadamente 10% en peso, más de preferencia de aproximadamente 0.25 a aproximadamente 4.0% en peso, en base al peso del precursor de aglutinante. Ejemplos de fotosensibilizadores incluyen QUANTICURE ITX, QUANTICURE QT-X, QUANTICURE PTX, QUATICURE EPD, todos disponibles comercialmente de Biddle Sawyer Corp.

Artículo Abrasivo El artículo abrasivo de acuerdo con la invención incluye un soporte que tiene un abrasivo tridimensional pegado recubierto al soporte. El recubrimiento abrasivo comprende una pluralidad de compuestos abrasivos formados. Estos compuestos abrasivos pueden ser formados de manera precisa o formados irregularmente. Es preferido que los compuestos abrasivos sean formados de manera precisa, debido a que los compuestos formados de manera precisa son más uniformes y consistentes. Con referencia ahora a las figuras de los dibujos, una modalidad preferida de un artículo abrasivo 10 de acuerdo con la invención es ilustrado en las figuras 1 y 2 en vistas en planta y seccional ampliadas respectivamente. El artículo abrasivo 10 incluye un soporte 12 que lleva sobre una superficie principal del mismo compuestos abrasivos 16. Los -, compuestos abrasivos 16 incluyen una pluralidad de partículas abrasivas de perla de diamante 14 dispersadas en un aglutinante 15. De preferencia, el aglutinante comprende un acrilato multifuncional, más de preferencia una mezcla de 5 tris (hidroxietil) isocianurato y triacrilato de trimetilolpropano. Los compuestos abrasivos 16 incluyen además de aproximadamente 40% en peso a aproximadamente 60% • en peso de relleno (no mostrado) . El aglutinante 15 aglutina comúnmente los compuestos abrasivos 16 al soporte 12. 10 Opcionalmente, un recubrimiento de pre-apresto o capa de unión 13 puede ser interpuesto entre los compuestos abrasivos 16 y el soporte 12. De preferencia, los compuestos abrasivos 16 tienen una forma discernible. Inicialmente, es preferido que las 15 partículas abrasivas de perla de diamante 14 no sobresalgan más allá de la superficie del aglutinante 15. A medida que el artículo abrasivo 10 es utilizado para someter a abrasión una superficie, el compuesto abrasivo se rompe para revelar partículas abrasivas de perla de diamante sin utilizar 14. 20 La forma del compuesto abrasivo puede ser de cualquier forma. Comúnmente, el área superficial de sección transversal de lado de base de la forma que está en contacto con el soporte es mayor en valor que aquella del extremo distante del compuesto espaciado del soporte. La forma del 25 compuesto puede ser seleccionada de entre un número de formas Li. geométricas, tales como cúbicas, semejantes a bloque, cilindrica, prismático, rectangular, piramidal, piramidal truncada, cónica, cónica truncada, de cruz, semejante a poste con una superficie superior que es plana. Otra forma es hemisférica y esta es descrita adicionalmente en PCT WO 95/22436. El artículo abrasivo resultante puede tener una mezcla de diferentes formas de compuesto abrasivo. Los compuestos abrasivos base se pueden empalmar entre sí o alternativamente, las bases de compuestos abrasivos adyacentes pueden estar separados entre sí por alguna distancia especifica. Se comprenderá que esta definición de empalme también cubre un arreglo en donde compuestos adyacentes comparten una parte plana de material abrasivo común o estructura semejante a puente que se pone en contacto y extiende entre paredes laterales de frente de los compuestos. La parte plana del material abrasivo es formada a partir de la misma suspensión abrasiva utilizada para formar los compuestos abrasivos. Los compuestos están "adyacentes" en el sentido de que ningún compuesto intermedio está localizado en una línea imaginaria directa trazada entre los centros de los compuestos. Una forma de los compuestos abrasivos 16 es en general una pirámide truncada que tiene un remate plano 18 y una base 20 que se ensancha hacia afuera, como se muestra en la figura 2. Es preferido que la altura H de los compuestos .-U-. abrasivos 16 sea constante a través del artículo abrasivo recubierto 10, pero es posible tener compuestos abrasivos de alturas variables. La altura H de los compuestos puede ser un valor de aproximadamente 10 a aproximadamente 1500 mieras, de preferencia aproximadamente 25 a aproximadamente 1000 mieras, más de preferencia aproximadamente 100 a aproximadamente 600 mieras y más de preferencia aproximadamente 300 a aproximadamente 500 mieras. Es preferido que las bases 20 de compuestos abrasivos adyacentes estén separados entre sí mediante un área plana 22. Aunque no se desea estar limitados por ninguna teoría, se cree que esta área plana 22 o separación proporciona un medio para permitir que el medio de fluido fluya libremente entre los compuestos abrasivos. Se cree que este flujo libre del medio de fluido tiende a contribuir a una mejor velocidad de corte, terminado superficial o llanura incrementada. El espaciamiento de los compuestos abrasivos puede variar de aproximadamente 0.3 de compuesto abrasivo por cm lineal a aproximadamente 100 de compuesto abrasivo por cm lineal, de preferencia entre aproximadamente 0.4 compuestos abrasivos por cm lineal a aproximadamente 20 compuestos abrasivos por cm lineal, más de preferencia entre aproximadamente 0.5 compuestos abrasivos por cm lineal a aproximadamente 10 compuestos abrasivos por cm lineal y más de preferencia entre aproximadamente 6 compuestos abrasivos ...kL . por cm línea a aproximadamente 7 compuestos abrasivos por cm lineal. En un aspecto del artículo abrasivo, hay un área de separación de por lo menos 5 compuestos abrasivos/cm2 y de preferencia 30 compuestos abrasivos/cm2. En una modalidad adicional de la invención, el espaciamiento de área de los compuestos fluctúa de menos de 1 a aproximadamente 12,000 compuestos abrasivos/cm2. Cuando se usa una forma piramidal truncada, la base 20 tiene en general una longitud de aproximadamente 100 a aproximadamente 2000 mieras. Los lados que forman los compuestos abrasivos pueden ser rectos o ahusados. Si los lados son ahusados, es en general más fácil separar los compuestos abrasivos 16 de las cavidades de la herramienta de producción. El ángulo "A" en la figura 2 es medido de una línea vertical imaginaria que se intersecta con la base 20 del compuesto abrasivo 16 en el punto en donde se une con el área plana 22 entre los compuestos abrasivos 16 (esto es, la línea imaginaria es normal al área plana 22) . El ángulo "A" puede fluctuar de aproximadamente 1 grado a aproximadamente 75 grados, de preferencia de aproximadamente 2 grados a aproximadamente 50 grados, más de preferencia de aproximadamente 3 grados a aproximadamente 35 grados y más de preferencia de aproximadamente 5 grados a aproximadamente 15 grados.

En un procedimiento de abrasión, el soporte del artículo abrasivo 12 puede ser unido al sub-bloque 24 o puede ser unido directamente a la plataforma 28. El sub-bloque 24 es elaborado de preferencia de un material polimérico, por ejemplo policarbonato. Opcionalmente, el bloque compresible 26 puede ser interpuesto entre el sub-bloque 24 y la plataforma 28 para proporcionar un cojín para el artículo abrasivo durante la abrasión. El bloque compresible puede ser de una espuma de poliuretano, hule, elastómero, espuma de hule y los semejantes. El soporte de artículo abrasivo 12 es de preferencia pegado al sub-bloque 24 o la plataforma 28 con un adhesivo sensible a la presión (no mostrado) . Con referencia ahora a las figuras 3 y 4 de los dibujos, otra modalidad preferida de un artículo abrasivo 10' de acuerdo con la invención es ilustrado en las figuras 3 y 4 en vistas en planta y seccional ampliada respectivamente. En esta modalidad, los compuestos abrasivos 16' son de forma hemisférica, como se muestra en la figura 4. El artículo abrasivo 10' tiene un soporte de poliéster tejido 12' que es sellado sobre una superficie principal con un recubrimiento de pre-apresto de poliéster termoplástico 13'. Al recubrimiento de pre-apresto endurecido 13', se aplica una suspensión a través de una malla (no mostrada) , la suspensión comprende partículas abrasivas y el precursor de aglutinante. Los compuestos abrasivos hemisféricos 16' pueden variar en tamaño y forma y pueden estar distribuidos aleatoria o uniformemente sobre el recubrimiento de pre-apresto 13'. De preferencia, los compuestos abrasivos hemisféricos 16' aparecen circulares desde una vista en planta, figura 3 y 5 tienen el mismo diámetro. Independientemente de la forma de los compuestos abrasivos individuales, de preferencia aproximadamente 20% a aproximadamente 90%, más de preferencia aproximadamente 40% a aproximadamente 70% y más de preferencia aproximadamente 50% 10 a aproximadamente 60% del área superficial de soporte estará compuesta por compuestos abrasivos. Adicionalmente, los compuestos formados de manera precisa tienen una porción del fondo que define un área superficial de no más de 50%, más de preferencia no más del 25% y más de preferencia no más del 15 15% mayor que el área superficial superior de los compuestos.

Método para elaborar el artículo abrasivo que tiene compuestos abrasivos formados de manera precisa La primera etapa para elaborar un artículo abrasivo 20 de la presente invención es preparar una pasta aguada abrasiva. La pasta aguada abrasiva es elaborada al combinar conjuntamente, mediante cualquier técnica de mezcla apropiada, un precursor de aglutinante, partículas abrasivas de perla de diamante, un relleno y aditivos opcionales 25 deseados. Ejemplos de técnicas de mezcla incluye mezcla de a*fa»a -ü bajo corte y alto corte, la mezcla de alto corte es preferida. También se puede utilizar energía ultrasónica en combinación con la etapa de mezcla para disminuir al viscosidad de la pasta aguada abrasiva. Normalmente, las partículas abrasivas de perla de diamante son agregadas gradualmente al precursor de aglutinante. Puede ser preferible agregar un tensioactivo al precursor de aglutinante antes de agregar el relleno. Un tensioactivo apropiado es un tensioactivo de poliéster aniónico, disponible comercialmente bajo la designación comercial "ZYPHRUM PD 9000" (disponible comercialmente de ICI Americas, Wilmington, DE) . Es preferido que la pasta aguada abrasiva sea una mezcla homogénea de precursor de aglutinante, partículas abrasivas, rellenos y aditivos opcionales. Si es necesario, se puede agregar agua y/o solvente para disminuir la viscosidad. La cantidad de burbujas de aire en la pasta aguada abrasiva pueden ser minimizadas al extraer un vacío ya sea durante o después de la etapa de mezcla. En algunas instancias, es preferido calentar, de preferencia en el rango de aproximadamente 30°C a aproximadamente 70 °C, la pasta aguada abrasiva para disminuir la viscosidad. Es importante que la pasta aguada abrasiva sea monitoreada antes del recubrimiento para asegurar una reología que precubra bien y en la cual las partículas abrasivas y otros rellenos no se asienten antes del recubrimiento.

Para obtener un recubrimiento abrasivo formado de manera precisa, el precursor de aglutinante es solidificado o curado substancialmente en tanto que la pasta aguada abrasiva está presente en las cavidades de una herramienta de producción. Alternativamente, la herramienta de producción es retirada del precursor de aglutinante antes del curado substancial, dando como resultado paredes laterales hundidas, formadas un tanto irregularmente. El método preferido para producir el artículo abrasivo que comprende compuestos abrasivos formados de manera precisa utiliza una herramienta de producción que contiene una pluralidad de cavidades. Estas cavidades son esencialmente la forma inversa de los compuestos abrasivos deseados y son responsables para generar la forma de los compuestos abrasivos. El número de cavidades/área unitaria da como resultado que el artículo abrasivo tenga un número correspondiente de compuestos abrasivos/área unitaria. Estas cavidades pueden tener cualquier forma geométrica, tal como un cilindro, domo, pirámide, rectángulo, pirámide truncada, prisma, cubo, cono, cono truncado o cualquier forma que tenga una sección transversal de la superficie superior que es un triángulo, cuadrado, círculo, rectángulo, hexágono, octágono o los semejantes. Las dimensiones de las cavidades son seleccionadas para obtener el número deseado de compuestos abrasivos/área unitaria. Las cavidades pueden estar presente en una configuración semejante a puntos con espacios entre cavidades adyacentes o las cavidades se pueden empalmar una contra otra. La pasta aguada abrasiva puede ser recubierta a las cavidades de la herramienta de producción mediante cualquier técnica convencional tal como recubrimiento mediante molde, recubrimiento mediante molde al vacío, rociado, recubrimiento con rodillo, recubrimiento por transferencia, recubrimiento con cuchilla y los semejantes. Si la herramienta de producción contiene cavidades que tienen ya sea remates planos o paredes laterales relativamente rectas, entonces es preferido usar un vacío durante el recubrimiento para minimizar cualquier atrapamiento de aire. La herramienta de producción puede ser una banda, una hoja, una hoja o cinta continua, un rollo de recubrimiento tal como un rollo de retrograbado, un manguito montado sobre un rodillo de recubrimiento o molde. La herramienta de producción puede estar compuesta de metal, en los que se incluyen una superficie recubierta con níquel, aleaciones de metal, cerámica o plástico. Información adicional con respecto a herramientas de producción, sub-producción, materiales, etc., se puede encontrar en las patentes norteamericanas Nos. 5,152,917 (Pieper et al.) y 5,435,816 (Spurgeon et al.). Una herramienta de producción preferida es una herramienta de producción termoplástica que es repujada de una pieza principal de metal. Cuando la pasta aguada abrasiva comprende un precursor de aglutinante termofraguable, el precursor de aglutinante debe ser curado o polimerizado. Esta polimerización es iniciada en general después de exposición a una fuente de energía. En general, la cantidad de energía depende de varios factores tales como la química del precursor de aglutinante, las dimensiones de la pasta aguada abrasiva, la cantidad y tipo de partículas abrasivas, la cantidad y tipo de relleno y la cantidad y tipo de los aditivos opcionales. La energía de radiación es la fuente de energía preferida. Fuentes de energía de radiación apropiadas incluyen haz de electrones, luz ultravioleta o luz visible. La radiación de haz de electrones puede ser usado a un nivel de energía de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 10 Mrad. La radiación ultravioleta se refiere a una radiación no en partículas que tiene una longitud en el rango de aproximadamente 200 a 400 nanometros, de preferencia en el rango de aproximadamente 250 a 400 nanometros. La salida preferida de la fuente de radiación es de 118 a 236 Watts/cm. La radiación visible se refiere a radiación no en partículas que tiene una longitud de onda en el rango de aproximadamente 400 a aproximadamente 800 nanometros, de preferencia entre el rango de aproximadamente 400 a aproximadamente 550 nanometros.

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Después que la herramienta de producción es recubierta, el soporte y la pasta aguada abrasiva son traídos en contacto mediante cualquier medio apropiado de tal manera que la pasta aguada abrasiva moja la superficie frontal del 5 soporte. Luego la pasta aguada abrasiva es traída en contacto con el soporte por medio de un rodillo de espacio de rodillos de contacto, por ejemplo. Enseguida, alguna forma de energía, tal como se describe en la presente, es transmitida a la pasta aguada abrasiva mediante una fuente de energía para 10 curar por lo menos parcialmente el precursor de aglutinante. Por ejemplo, la herramienta de producción puede ser material transparente (por ejemplo, poliéster, polietileno <o polipropileno) para transmitir radiación de luz a la pasta aguada contenida en las cavidades de la herramienta. El 15 término "curado parcial" significa que el precursor de aglutinante es polimerizado a tal estado que la pasta aguada abrasiva no fluye cuando la pasta aguada abrasiva es retirada de la herramienta de producción. El precursor de aglutinante, si no es plenamente curado, puede ser curado plenamente 20 mediante cualquier fuente de energía después que es retirado de la herramienta de producción. Otros detalles con respecto al uso de una herramienta de producción para elaborar el artículo abrasivo de acuerdo con este método preferido se describen en las patentes norteamericanas Nos. 5,152,917 25 (Pieper et al.) y 5,435,816 (Spurgeon et al.).

En otra variación de este primer método, la pasta aguada abrasiva puede ser recubierta sobre el soporte y no a las cavidades de la herramienta de producción. Luego, el soporte recubierto con pasta aguada abrasiva es puesto en contacto con la herramienta de producción de tal manera que la pasta aguada abrasiva fluye a las cavidades de la herramienta de producción. Las etapas restantes para elaborar el artículo abrasivo son las mismas como se detalla anteriormente. En relación con este método, es preferido que el precursor del aglutinante sea curado mediante energía de radiación. La energía de radiación puede ser transmitida a través del soporte y/o a través de la herramienta de producción. Si la energía de radiación es transmitida ya sea a través del soporte o herramienta de producción entonces el soporte o herramienta de producción no debe absorber apreciablemente la energía de radiación. Adicionalmente, la fuente de energía de radiación no debe degradar apreciablemente el soporte o herramienta de producción. Por ejemplo, la luz ultravioleta puede ser transmitida a través de un soporte de película de poliéster. Alternativamente, si la herramienta de producción es elaborada a partir de ciertos materiales termoplásticos, tales como polietileno, polipropileno, poliéster, policarbonato, poli (éter sulfona), poli (metacrilato de metilo) , poliuretanos, cloruro de polivinilo o combinaciones de los mismos, luz ultravioleta o visible puede ser transmitida a través de la herramienta de producción y a la pasta aguada abrasiva. En algunas instancias, es preferido incorporar estabilizadores de luz ultravioleta y/o antioxidantes a la herramienta de producción termoplástica. Para herramientas de producción a base de termoplásticos, las condiciones de operación para elaborar el artículo abrasivo deben ser ajustadas de tal manera que no se genere calor excesivo. Si se genera calor excesivo, esto puede distorsionar o fundir el herramental termoplástico. En algunas instancias, puede ser preferible tener un soporte moldeado integralmente, esto es, los compuestos abrasivos son pegados directamente a un soporte de resina que es moldeado o vaciado sobre los compuestos en tanto que los compuestos están todavía en las cavidades del molde. De preferencia, el soporte es moldeado antes de que el precursor de aglutinante de los compuestos abrasivos haya curado completamente, para permitir una mejor adhesión entre los compuestos y el soporte. Puede ser deseable incluir un imprimador o promotor de adhesión a la superficie de los compuestos antes de que el soporte sea vaciado para asegurar una adhesión apropiada del soporte. El soporte puede ser vaciado o moldeado a partir de la misma resina como los compuestos o puede ser vaciado de un material diferente. Ejemplos de resina de soporte .ki ,,* -*„;* ... aaiifaaéM aKA. particularmente útiles incluyen uretanos, epoxis, acrilatos y uretanos acrilados. Es preferible que el soporte no incluya partículas abrasivas en el mismo, puesto que estas partículas en general no serían utilizadas para cualesquier propósitos de rectificación. Sin embargo, rellenos, fibras u otros aditivos pueden ser incorporados al soporte. Las fibras pueden ser incorporadas al soporte para incrementar la adhesión entre el soporte y los compuestos abrasivos. Ejemplos de fibras útiles en los soportes de la invención incluyen aquellas elaboradas a partir de silicatos, metales, vidrio, carbón, cerámica y materiales orgánicos. Las fibras preferidas para uso en el soporte son fibra de silicato de calcio, fibra de acero, fibra de vidrio, fibra de carbono, fibra de cerámica y fibras orgánicas de alto modulo. En ciertas aplicaciones, puede ser deseable tener un soporte más durable y resistente al desgarramiento que puede ser llevado a cabo mediante la inclusión de un material de gasa o los semejantes en el soporte moldeado integralmente. Durante el moldeo del soporte, es posible tender una gasa u otro material sobre las cavidades ya llenas con resina (pero no curada) y luego aplicar otra capa de resina sobre la gasa o es posible tender una gas u otro material sobre el soporte moldeado sin curar. De preferencia, cualquier gasa o material de soporte aditivo es suficientemente poroso para permitir que la resina de soporte L, penetre a través y engulla el material. Materiales de gas útiles son en general telas gruesas de tejido abierto ligeras. Materiales apropiados incluyen metal o mallas de alambre, telas tales como algodón, 5 poliéster, rayón, tela de vidrio u otros materiales reforzantes tales como fibras. La gasa o material reforzante puede ser pretratado para incrementar la adhesión de la resina a la gasa. Después que el artículo abrasivo es elaborado, 10 puede ser flexionado y/o humidificado antes de convertirlo a una forma/configuración apropiada antes de que el artículo abrasivo sea utilizado.

Método para Elaborar Artículo Abrasivo que tiene Compuestos 15 Abrasivos No Formados de Manera Precisa Un segundo método para elaborar el artículo abrasivo es concerniente con un método en el cual los compuestos abrasivos no son formados de manera precisa o son formados irregularmente. En este método, la pasta aguada 20 abrasiva es expuesta a una fuente de energía una vez que la pasta aguada abrasiva es retirada de la herramienta de producción. La primera etapa es recubrir el lado frontal de soporte con una pasta aguada abrasiva mediante cualquier técnica convencional tal como un recubridor de molde de 25 caída, recubridor de rodillo, recubridor de cuchilla, aaaÉm>a recubridor de cortina, recubridor de molde al vacío o un recubridor de molde. Si se desea, es posible calentar la pasta aguada abrasiva y/o someter la pasta aguada abrasiva a ultrasónicos antes del recubrimiento para disminuir la viscosidad. Enseguida, la combinación de pasta aguada abrasiva/soporte es traída en contacto con una herramienta de producción. La herramienta de producción puede ser del mismo tipo de herramienta de producción descrita anteriormente. La herramienta de producción comprende una serie de cavidades y la pasta aguada abrasiva fluye a estas cavidades. Después de la remoción de la pasta aguada abrasiva de la herramienta de producción, la pasta aguada abrasiva tendrá una configuración asociada con la misma; la configuración de los compuestos abrasivos es formada a partir de las cavidades en la herramienta de producción. Después de la remoción, el soporte recubierto con pasta aguada abrasiva es expuesto a una fuente de energía para iniciar la polimerización del precursor de aglutinante y formar así los compuestos abrasivos. Es en general preferido que el tiempo entre la liberación del soporte recubierto con pasta aguada abrasiva de la herramienta de producción al curado de precursor de aglutinante sea relativamente mínimo. Si este tiempo es demasiado largo, la pasta aguada abrasiva fluirá y la configuración se distorsionará a tal grado que la configuración desaparece esencialmente.

- U En otra variación de este segundo método, la pasta aguada abrasiva puede ser recubierta a las cavidades de la herramienta de producción y no sobre el soporte. Luego el soporte es traído en contacto con la herramienta de producción de tal manera que la pasta aguada abrasiva moja y se adhiere al soporte. En esta variación, por ejemplo, la herramienta de producción puede ser un rodillo de rotograbado. Las etapas restante para elaborar el artículo abrasivo son las mismas como se detalla anteriormente. Todavía otra variación es rociar o recubrir la pasta aguada abrasiva a través de un tamiz para generar una configuración. Luego el precursor de aglutinante es curado o solidificado para formar los compuestos abrasivos. Una técnica adicional para elaborar un artículo abrasivo que tiene un recubrimiento abrasivo que tiene una figura geometría o configuración o textura asociada con el mismo es proporcionar un soporte que es repujado y luego recubrir la pasta aguada abrasiva sobre el soporte. El recubrimiento abrasivo sigue el contorno del soporte repujado para proporcionar un recubrimiento con figura geométrica o texturizado. Todavía otro método para elaborar un artículo abrasivo es descrito en la patente norteamericana No. 5,219,462. Una pasta aguada abrasiva es recubierta a los huecos de un soporte repujado. La pasta aguada abrasiva contiene partículas abrasivas, precursor de aglutinante y un agente de expansión. La construcción resultante es expuesta a condiciones de tal manera que el agente de expansión provoca que la pasta aguada abrasiva se expanda sobre la superficie 5 frontal del soporte. Enseguida, el precursor de aglutinante es solidificado para formar un aglutinante y la pasta aguada abrasiva es convertida en compuestos abrasivos. El artículo abrasivo puede ser convertido a cualquier configuración o forma deseada dependiendo de la 10 aplicación deseada. Esta conversión se puede llevar a cabo mediante corte, troquelado o cualquier medios apropiados.

Método para Someter a Abrasión un Pieza de Trabajo de Vidrio o Cerámica de Vidrio 15 El método preferido para someter a abrasión una pieza de trabajo de vidrio o cerámica de vidrio utilizando un artículo abrasivo de la presente invención es un proceso de abrasión en "húmedo" utilizando un lubricante líquido. El lubricante tiene varias ventajas asociadas con el mismo. Por 20 ejemplo, la abrasión en presencia de un lubricante inhibe la acumulación de calor durante la abrasión y remueve la viruta de la interfase entre el artículo abrasivo y la pieza de trabajo. "Viruta" es el término utilizado para describir el desecho real que es sometido a abrasión por el artículo 25 abrasivo. En algunas instancias, la viruta puede dañar la ^^j g ag^gM^^± superficie de la pieza de trabajo que es sometida a abrasión. Así, es deseable retirar la viruta de la interfase. La abrasión en presencia de un lubricante puede también dar como resultado un terminado más fino sobre la superficie de la 5 pieza de trabajo. Lubricantes apropiados incluyen soluciones a base de agua que comprenden uno o más de los siguientes: aminas, aceite mineral, queroseno, volátiles minerales, emulsiones solubles en agua de aceites, polietilenimina, etilenglicol, 10 monoetanolamina, dietanolamina, trietanolamina, propilenglicol, borato de amina, ácido bórico, carboxilato de amina, aceite de pino, índoles, sal de tioamina, amidas, hexahidro-1, 3, 5-trietiltriazina, ácidos carboxílicos, 2- mercaptobenzotiazol de sodio, isopropanolamina, ácido 15 trietilendiamin tetraacético, éter de propilenglicol metilo, benzotriazol, 2-piridinetiol-2-óxido de sodio y hexilenglicol. Los lubricantes pueden también incluir inhibidores de corrosión, inhibidores de hongos, estabilizadores, tensioactivos y/o emulsificantes. 20 Lubricantes disponibles comercialmente incluyen por ejemplo, aquellos conocidos bajo las designaciones comerciales BUFF-O-MINT (disponible comercialmente de Ameratron Products), CHALLENGE 300 HT o 605HT (disponible comercialmente de Intersurface Dynamics), CIMTECH GL2015, 25 CIMTECH CX-417 y CIMTECH 100 (CIMTECH está disponible jA.,4m*i??e!iáß?iÍßiü?x***,í?A.- . . . . . . , . . - * ! !, comercialmente de Cincinnati Milacron) , DIAMOND KOOL o HEAVY DUTY (disponible comercialmente de Rhodes) , K-40 (disponible comercialmente de LOH Optical), QUAKER 101 (disponible comercialmente de Quaker State) , SYNTILO 9930 (disponible comercialmente de Castrol Industrial), TIM HM (disponible comercialmente de Master Chemical) , LONG-LIFE 20/20 (disponible comercialmente de NCH Corp) , BLASECUT 883 (disponible comercialmente de Biaser Swisslube) , ICF-31NF (disponible comercialmente de Du Bois), SPECTRA-COOL (disponible comercialmente de Salem) , SURCOOL K-ll (disponible comercialmente de Texas Ntal) , AFG-T (disponible comercialmente de Noritake) , SAFETY-COOL 130 (disponible comercialmente de Castrón Industrial) y RUSTLICK (disponible comercialmente de Devoon) . Un lubricante preferido para someter a abrasión una pieza de trabajo de vidrio o cerámica de vidrio comprende 30% en peso de Cimtech 100 (disponible comercialmente de Cincinnati Milicron) y 97% en peso de una mezcla 80/20% en peso de agua y glicerol. Otro lubricante preferido comprende una solución al 4% en peso de K-40 en agua (K-40 comprende un jabón/tensioactivo y aceite mineral y está disponible comercialmente de LOH Optical) . Durante la abrasión el artículo abrasivo se mueve en relación a la superficie de la pieza de trabajo y es prensado contra la superficie de la pieza de trabajo de «*-.T»?t«lrtÍÉfc preferencia a una presión que fluctúa de aproximadamente 0.35 g/mm2 a aproximadamente 7.0 g/mm2, más de preferencia de aproximadamente 0.7 g/mm2 a aproximadamente 3.5 g/mm2 y más de preferencia aproximadamente 2.8 g/mm2. Si la presión es demasiado alta, entonces el artículo abrasivo se puede desgastar excesivamente. Inversamente, si la presión es demasiado baja, el artículo abrasivo puede no tener una velocidad de corte aceptablemente alta. Como se afirma, la pieza de trabajo o el artículo abrasivo o ambos se moverán en relación al otro durante el proceso de abrasión. Este movimiento puede ser un movimiento rotativo, un movimiento aleatorio o movimiento lineal. El movimiento rotativo puede ser generado al anexar un disco abrasivo a una herramienta rotativa. La pieza de trabajo y artículo abrasivo puede girar en la misma dirección o en direcciones opuestas, pero si es en la misma dirección a diferentes velocidades rotacionales. En un proceso preferido, discos de cerámica de vidrio son retenidos en portadores que se hacen pasar entre artículos abrasivos giratorios substancialmente paralelos que están separados a una distancia. Los artículos abrasivos giratorios someten a abrasión simultáneamente ambas superficies principales de los discos de cerámica de vidrio a medida que los discos pasan entre los artículos abrasivos. Opcionalmente, el portador de disco puede hacer mover los discos en relación con los artículos abrasivos en una configuración giratoria. Para máquinas, las revoluciones por minuto de operación pueden fluctuar hasta aproximadamente 4000 rpm, de preferencia de aproximadamente 25 rpm a aproximadamente 2000 rpm y más de preferencia de aproximadamente 50 rpm a aproximadamente 1000 rpm. Un movimiento orbital aleatorio puede ser generado mediante una herramienta orbital aleatoria y el movimiento lineal puede ser generado mediante una banda abrasiva continua. El movimiento relativo entre la pieza de trabajo y el artículo abrasivo puede también depender de las dimensiones de la pieza de trabajo. Si la pieza de trabajo es demasiado grande, puede ser preferido hacer mover el artículo abrasivo en tanto que la pieza de trabajo es mantenida estacionaria. En muchas instancias, el artículo abrasivo es pegado a un sub-bloque de policarbonato utilizando medios de anexión tal como un adhesivo sensible a la presión. Luego el sub-bloque es pegado a la plataforma también utilizando un medio de anexión tal como un adhesivo sensible a la presión. Opcionalmente, un bloque compresible puede ser interpuesto entre el sub-bloque y la plataforma. El bloque compresible es elaborado comúnmente de un material compresible tal como una espuma de poliuretano, hule, elastómero, espuma de hule y los semejantes. Alternativamente, el artículo abrasivo puede ser pegado directamente a la plataforma utilizando medios de anexión. Opcionalmente, la superficie del artículo abrasivo y bloques de soporte (por ejemplo, sub-bloque, bloque compresible) pueden ser discontinuos para proporcionar una 5 trayectoria para el flujo del lubricante entre el artículo abrasivo y la pieza de trabajo. El sub-bloque puede tener cualquier forma deseada tal como circular, rectangular, cuadrada, oval y los semejantes. El sub-bloque puede fluctuar en tamaño (dimensión 10 más larga) de aproximadamente 5 cm a 1500 cm.

Medios de Unión El artículo abrasivo es asegurado al sub-bloque o plataforma mediante un medio de anexión. Este medio de 15 anexión puede ser un adhesivo sensible a la presión, anexión de gancho y aro, una anexión mecánica o un adhesivo permanente. Los medios de anexión deben ser de tal manera que el artículo abrasivo pueda ser asegurado firmemente al sub- bloque o plataforma. 20 Ejemplos representativos de adhesivos sensibles a la presión apropiados para esta invención incluyen crepé látex, trementina, polímeros y copolímeros acrílicos, por ejemplo, polibutilacrilato, éster de poliacrilato, vinil éteres (por ejemplo, polivinil n-butil éter) , adhesivos 25 alquidicos, adhesivos de hule (por ejemplo, hule natural, rtflfmilHlp hule sintético, hule clorado) y mezclas de los mismos. El adhesivo sensible a la presión puede ser recubierto de agua o un solvente orgánico. En algunas instancias, es preferido utilizar una adhesivo sensible a la presión a base de hule que es recubierto de un solvente orgánico no polar. Alternativamente, el adhesivo sensible a la presión puede ser una cinta de transferencia. Alternativamente, el artículo abrasivo puede contener un sistema de anexión tipo gancho y aro para asegurar el artículo abrasivo al sub-bloque o plataforma. La tela del aro puede estar sobre el lado posterior del abrasivo recubierto con ganchos sobre el sub-bloque. Alternativamente, los ganchos pueden estar sobre el lado posterior del artículo abrasivo con los aros sobre el sub-bloque o plataforma. Este sistema de anexión tipo gancho y aro es descrito adicionalmente en las patentes norteamericanas Nos. 4,609,581; 5,254,194 y 5,505,747 y PCT WO 95/19242.

Ejemplos Los siguientes procedimientos de prueba y Ejemplos no limitantes ilustrarán adicionalmente la invención. Todas las partes, porcentajes, proporciones y los semejantes y los ejemplos están en peso a no ser que se indique de otra manera. Las siguientes abreviaturas son usadas en todos los ejemplos : Descripción de Materiales Las siguientes abreviaturas de materiales son utilizadas en todos los ejemplos. APS un tensioactivo de poliéster aniónico, disponible comercialmente de ICI Americas, Inc., Wilmington, DE, bajo la designación comercial "ZYPHRUM PD9000"; OX-50 un agente de suspensión de sílice que tiene un área superficial de 50 metros cuadrados/gramo, disponible comercialmente de DeGussa Corporation, Dublin, OH, bajo la designación comercial "OX-50"; CS relleno de metasilicado de calcio, disponible comercialmente de NYCO, Willsboro, NY, bajo la designación comercial "NYAD 400 WOLLASTONITE"; IRG819 foto iniciador de fenil bis (2,4,6-trimetil benzoil) fosfina óxido, disponible comercialmente de Ciba Geigy Corp., Greensboro, NC, bajo la designación comercial "IRGACURE 819"; SR368D combinación de éster de acrilato, disponible comercialmente de Sartomer Company, West Chester, PA, bajo la designación comercial "SR368D"; PWA15 un relleno de óxido de aluminio blanco disponible comercialmente de Fujimi Corporation, Elmhurst, IL, bajo la designación comercial "PWA 15"; J DÍA partículas de diamante industriales de 10-20 mieras, disponibles comercialmente de Warren Diamond Powder Co., Inc., Olyphant, PA, bajo la designación comercial "RB DIAMOND" .

Procedimiento de Prueba 1 (Prueba de Strasbaugh) : La máquina de prueba fue una banda de un solo lado de Strasbaugh modificada (disponible de R. Howard Strasbaugh, Inc. de Long Beach, CA) . Un sub-bloque, elaborado de 0.5 mm de policarbonato fue laminado a una espuma de uretano de 2.3 mm de espesor y fue adherido a la plataforma pulidora de acero con un adhesivo sensible a la presión. Un bloque abrasivo de 30.5 cm fue adherido al sub-bloque con un adhesivo sensible a la presión. La pieza de trabajo fue una cerámica de vidrio de titania alumino silicato que tiene un diámetro externo de 84 mm, un diámetro interno de 25 mm y era de 0.99 mm de espesor. El portador de la pieza de trabajo utilizó un anillo Delrin cargado por muelle (de aproximadamente 85 mm de diámetro interior) para restringir el disco de vidrio durante la abrasión. Un bloque portador DF200 de 84 mm de diámetro (disponible de Rodel de Newark, NJ) fue montado sobre la placa de soporte de acero del portador de la pieza de trabajo. Luego, la superficie del disco de vidrio opuesta a la superficie a ser sometida a abrasión fue colocada contra el bloque portador que había Lu * ^ * * í sido humectado con agua. Sin ninguna fuerza aplicada, la superficie del anillo Delrin sobresalía aproximadamente 0.64 más allá de la superficie del disco de vidrio. El portador de la pieza de trabajo fue traído en contacto con el bloque abrasivo de tal manera que el anillo Delrin se retractó y hubo un contacto directo del disco de vidrio con el bloque abrasivo. Se aplicó fuerza suficiente de tal manera que la presión resultante sobre el disco de vidrio fue de aproximadamente 564 gramos/cm2. El centro del disco de vidrio estaba desplazado del centro del bloque abrasivo por aproximadamente 70 mm. El bloque abrasivo se hizo girar a aproximadamente 150 rpm en la dirección de las manecillas del reloj, como se observa de la parte superior. El portador de la pieza de trabajo se hizo girar a 50 rpm, también en la dirección de las manecillas del reloj . El lubricante fue sumergido directamente sobre el bloque abrasivo a una velocidad de flujo de aproximadamente 80 milímetros/minuto. El disco se hizo oscilar sobre el bloque abrasivo a una distancia de aproximadamente 25 mm. Un período de oscilación fue de aproximadamente 15 segundos. Para pre-acondicionar el bloque abrasivo, un disco de vidrio fue sometido a abrasión durante 15 minutos a una presión de 564 gramos/cm cuadrado. Luego, un disco de prueba con un terminado superficial de aproximadamente 0.30 um Ra (tal como se mide con un "Pertometro" Modelo M4Pi de Mahr Corp. de Cincinnati, OH con . ul. un radio de la punta estilográfica de 5 µm) fue insertado en el portador de la pieza de trabajo y fue sometido a abrasión a una presión de aproximadamente 282 g/cm2 durante tres ciclos con cada ciclo de cinco minutos de duración. Un nuevo disco de prueba con un terminado de entrada de 0.30 µm Ra fue utilizado por tres ciclos adicionales. Los discos de vidrio fueron pesados antes y después de cada ciclo para determinar la remoción total en gramos. Utilizando una densidad de disco de 2.78 gramos/cm3 y un área de disco de 50.51 cm2, los gramos de remoción fueron convertidos a mieras por minuto (µm/min) .

Preparación de Partículas Abrasivas de Perla de Diamante Una pasta aguada de 200 gramos de dispersión de sílice coloidal Ludox LS (disponible comercialmente de Dupont Co., Wilmington, DE), 0.6 g de tensioactivo AY-50 (disponible comercialmente de American Cyanamid, Wanyne, NJ) y 30 g de DÍA (fueron mezclados a 825-1350 rpm durante 30 minutos con un mezclador de alto esfuerzo cortante de diente de sierra (diámetro de hoja 7.62 cm (3 pulgadas). Aproximadamente 18 litros (4.75 galones) de 2-etil hexanol fueron agregados a un recipiente junto con 20 gramos de tensioactivo AY-50. Luego la pasta aguada anterior fue agregada a 2-etil hexanol con agitación continua. La mezcla fue agitada durante 30 minutos. Luego el 2-etil hexanol fue retirado y las perlas fueron lavadas con acetona. Las perlas fueron secadas a 550°C y tamizadas al tamaño. En este caso, las perlas fueron de menos de 37 µm de diámetro.

Procedimiento de Preparación del Ejemplo 1 y Ejemplos Comparativos A y B.

Tabla 2 Formulaciones para el Ejemplo 1 y Ejemplos Comparativos A y B Herramienta de Producción Una herramienta de producción fue elaborada al vaciar material de polipropileno sobre una herramienta maestra de metal que tiene una superficie de vaciado que consiste de una colección de pirámides truncadas adyacentes. La herramienta principal de metal había sido elaborada mediante un proceso de torneado con diamante. La herramienta de producción polimérica resultante contenía cavidades que estaban en forma de pirámides truncadas de cuatro lados. La altura de cada pirámide truncada era de aproximadamente 356 mieras (14 milésimas de pulgada) , cada base era de aproximadamente 1427 mieras (56 milésimas de pulgada) por lado y la parte superior fue de aproximadamente 1334 mieras (52.5 milésimas de pulgada) por lado. Habían aproximadamente 445 mieras entre las bases de las pirámides truncadas adyacentes . El Ejemplo 1 y Ejemplos Comparativos A y B fueron elaborados a partir de las formulaciones de pasta aguada abrasiva en la Tabla 2 utilizando la herramienta de producción. Primero, las cavidades de la herramienta de producción fueron llenadas con la pasta aguada abrasiva deseada. Luego, una hoja de 0.127 mm (5 milésimas de pulgada) de película de poliéster con un recubrimiento de imprimación de etileno ácido acrílico fue laminada a la herramienta rellena con pasta aguada abrasiva con rodillos de compresión de hule. Dos bombillas de mercurio de presión media a 400 Watts por pulgada fueron utilizadas en serie para curar el precursor de aglutinante de la pasta aguada abrasiva. El laminado de película/herramienta de producción se hizo pasar bajo las lámparas ultravioleta dos veces a 0.178 m/s (35 fpm) . El soporte de película, con el recubrimiento abrasivo estructurado adherido al mismo, fue luego separado de la herramienta de producción. Luego los artículos abrasivos estructurados fueron probados utilizando el Procedimiento de Prueba 1 (prueba de Strasbaugh) y los resultados son reportados en la Tabla 3, Tabla 3 Resultados de la Prueba de Strasbaugh Nota: el lubricante utilizado consistía de 3% en peso de Cimtech 100 (disponible comercialmente de Cincinnati Milicron) y 97% en peso de una mezcla de agua/glicerol 80/20% en peso.

Los resultados en la Tabla 3 demuestran que el ejemplo 1 con un lubricante tuvo la velocidad de corte más alta y más consistente de las muestras probadas. El desempeño disminuye cuando el lubricante es reemplazado con agua, las partículas abrasivas de perla de diamante son reemplazadas por partículas de diamante (Ejemplo Comparativo A) o la cantidad de relleno es reducida (Ejemplo Comparativo B) . Se hace constar que, con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la practica la citada invención es el que resulta claro de la presente descripción de la invención. -•»-*-•»--•

Claims (10)

1. REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. Un artículo abrasivo apropiado para someter a abrasión un vidrio o una pieza de trabajo de cerámica de vidrio, el artículo abrasivo está caracterizado porque comprende : un soporte y por lo menos un recubrimiento abrasivo tridimensional pegado a una superficie de soporte, el recubrimiento abrasivo comprende un aglutinante formado a partir de un precursor de aglutinante curado que tiene dispersada en el mismo: una pluralidad de partículas abrasivas de perla de diamante y un relleno que comprende de aproximadamente 40 a aproximadamente 60 por ciento en peso del recubrimiento abrasivo .
2. 2. Un método para someter a abrasión un vidrio o una pieza de trabajo de cerámica de vidrio caracterizado porque comprende las etapas de : (a) poner en contacto un vidrio o una pieza de trabajo de cerámica de vidrio con un recubrimiento abrasivo de un artículo abrasivo, el artículo abrasivo comprende: un soporte y por lo menos un recubrimiento abrasivo tridimensional pegado a una superficie de soporte, el recubrimiento abrasivo comprende un aglutinante formado a partir de un precursor de aglutinante curado que tiene dispersadas en el mismo: una pluralidad de partículas abrasivas de perla de diamante y un relleno que comprende de aproximadamente 40 a aproximadamente 60 por ciento en peso del recubrimiento abrasivo; (b) aplicar un lubricante en una interfase entre la pieza de trabajo y el artículo abrasivo y (c) hacer mover la pieza de trabajo y el artículo abrasivo uno en relación al otro de tal manera que el recubrimiento abrasivo somete a abrasión la pieza de trabajo.
3. 3. El artículo abrasivo de conformidad con la reivindicación 1 o el método de la reivindicación 2, en donde las partículas abrasivas de perla de diamante tienen un tamaño de partícula promedio de aproximadamente 6 a aproximadamente 100 mieras.
4. 4. El artículo abrasivo de conformidad con la reivindicación 1 o el método de la reivindicación 2, caracterizado porque el relleno es seleccionado del grupo que consiste de metasilicato de calcio, óxido de aluminio blanco, carbonato de calcio, sílice y combinaciones de los mismos.
5. 5. El artículo abrasivo de conformidad con la reivindicación 1 o el método de la reivindicación 2, caracterizado porque el relleno es de metasilicato de calcio y óxido de aluminio blanco.
6. 6. El artículo abrasivo de la reivindicación 1 o el método de la reivindicación 2, caracterizado porque el recubrimiento abrasivo tridimensional comprende una pluralidad de compuestos abrasivos formados de manera precisa.
7. 7. El artículo abrasivo de conformidad con la reivindicación 1 o el método de la reivindicación 2, caracterizado porque las partículas abrasivas de perla de diamante comprenden aproximadamente 6% a 65% en volumen de partículas de diamante, las partículas de diamante están distribuidas en aproximadamente 35% a 94% en volumen de una matriz de óxido de metal continua microporosa, no fusionada.
8. 8. El artículo abrasivo o el método de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque la matriz de óxido de metal tiene una dureza de Knoop de menos de 1000 y comprende por lo menos un óxido de metal seleccionado del grupo que consiste de óxido de zirconio, óxido de silicio, óxido de aluminio, óxido de magnesio y óxido de titanio.
9. 9. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el lubricante comprende una mezcla de * »..* . * *. l*.~ * » .. , . z > . * *Ms¡b * a?Stxfc agua y por lo menos un aditivo seleccionado del grupo que consiste de aminas, aceite mineral, queroseno, volátiles minerales, emulsiones de aceites solubles en agua, polietilenimina, etilenglicol, monoetanolamina, dietanolamina, trietanolamina, propilenglicol, borato de amina, ácido bórico, carboxilato de amina, aceite de pino, índoles, sal de tioamina, amidas, hexahidro-1, 3, 5-trietiltriazina, ácido carboxílico, 2-mercaptobenzotiazol de sodio, isopropanolamina, ácido trietilendiamin tetraacético, éter de propilenglicol metilo, benzotriazol, 2-piridintiol-1-óxido de sodio, hexilenglicol y mezcla de los mismos.
10. 10. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque la pieza de trabajo de cerámica de vidrio es un substrato de disco de memoria. 1 J .. rffflft?"t-t** »