MXPA97006524A - Metodo y aparato para fabricar un sustrato revestido conparticulas y sustrato obtenido a partir delos mismos - Google Patents

Abstract

Se proporciona un substrato revestido con partículas (en particular, un material abrasivo formado al revestir un substrato con partículas abrasivas) en el cual el sustrato es revestido de manera uniforme y en una capa delgada con partículas finas cohesivas, un eyector o expulsor de partículas para fabricar la superficie revestida, un aparato para fabricar un sustrato revestido que comprende al eyector, un método para fabricar un sustrato revestido con partículas (en particular, un método para fabricar un material abrasivo en el cual un sustrato es revestido con partículas abrasivas), y una lámina u hoja abrasiva. El gas de agitación se suministra a través de la pared porosa de un recipiente (110) de almacenamiento de partículas en el eyector, y el gas de expulsión es suministrado desde una boquilla eyectora o expulsora (120) a través del recipiente para suministrar las partículas fluidizadas y el gas de expulsión a través de un tubo de descarga (130) generalmente coaxial con la boquilla (120) de gas de expulsión. El eyector de partículas es capaz de obtener una distribución de tamaño partícula uniforme sin provocar que las partículas experimente bloqueo, aglomeración o apelotamiento.

Description

MÉTODO Y APARATO PARA FABRICAR ÜN SUSTRATO REVESTIDO CON PARTÍCULAS Y SUSTRATO OBTENIDO A PARTIR DE LOS MISMOS CAMPO TÉCNICO La presente invención se relaciona con un sustrato revestido con partículas (en particular, un material abrasivo formado al revestir un sustrato, con partículas abrasivas) en el cual un sustrato es revestido de manera uniforme y en una capa delgada con partículas finas cohesivas, un eyector de partículas para fabricar el sustrato revestido, un aparato de fabricación de sustrato revestido que comprende al eyector, un método para fabricar un sustrato revestido con partículas (en particular, un método para fabricar un material abrasivo en el cual un sustrato es revestido con partículas abrasivas) , y una lámina abrasiva.

ANTECÉDENOS Dg LA TNVN?iQN La bomba de eyección de partículas convencional conocida en un dispositivo de revestimiento en el cual las partículas son suministradas hacia afuera mediante un gas a partir de una boquilla de pistola de revestimiento se construye, por ejemplo, como se muestra en la figura 12. De REF: 25411 manera más específica, una placa 2 porosa sobre la cual se pueden aplicar como revestimiento en las partículas se coloca y se proporciona en la porción inferior del tanque 7 de suministro de partículas. Esta placa 2 porosa se proporciona con un tubo 8 de alimentación de partículas recto, un extremo del cual está abierto a la placa 2 porosa y el otro extremo del cual está conectado a un eyector o expulsor 9. En la bomba de tal construcción, las partículas l se suministran hacia el lado superior de la placa 2 porosa, se suministra aire 6 fluidizante hacia el lado inferior del tanque 7 de suministro de partículas el cual pasa a través de la placa 2 porosa y agita las partículas l sobre la placa 2 porosa. Además, las partículas l son suministradas al eyector 9 por medio del tubo 8 de suministro de partículas mediante una presión interna Pa en el tanque 7 de suministro de partículas. Otros ejemplos similares se describen en las publicaciones abiertas al público para patente japonesa Nos. 6-286872 y 6-304502. Tales aparatos para fabricación de sustratos revestidos con partículas convencionales tienen los siguientes problemas. Incluso si se obtiene una distribución de tamaños de partícula adecuadas de las partículas 1 mediante agitación de las partículas 1 de manera que se encuentren en un estado fluidizado sobre la placa 2 porosa (a continuación, el término "agitación" significa una agitación para impartir un estado fluidizado) , las partículas 1 se podrían someter a bloqueo, aglomeración o apelotonamiento nuevamente dentro del tubo 8 de suministro de partículas y en el recipiente del eyector 9 de manera que el tamaño de partícula de la partícula se puede incrementar o volver más grueso. El término "apelotonamiento" anterior significa que las partículas suministradas se adhieren en cierto intervalo de tamaño. El término "bloqueo" anterior significa que las partículas apelotonadas se adhieren entre sí y se aglomeran. Como resultado, incluso si las partículas l experimentan cizallamiento debido a la corriente 5 de gas suministrada al eyector 9, las partículas 1 se deben aglomerar y por lo tanto tienen un tamaño de partícula incrementado o más grueso y una distribución de tamaño de partícula variable. En consecuencia, el dispositivo de revestimiento convencional tiene dificultad en expulsar partículas finas que tienen una distribución de tamaño de partícula de 5 µm o menor, sin aglomeración. Además, incluso si las partículas 1 tienen un tamaño de partícula relativamente grande, su distribución de tamaño de partícula varía con el tiempo, lo cual encuentra dificultad para controlar el tamaño de partícula. Por lo tanto, el objetivo de la presente invención es corregir las desventajas descritas antes y proporcionar un eyector de partículas capaz de obtener una distribución de tamaño de partícula uniforme, un aparato para fabricación de sustrato revestido con partículas que comprende al eyector, un método para fabricación de sustrato revestido con partículas, un sustrato revestido con partículas y una lámina abrasiva revestida que tiene una distribución uniforme de tamaño de partícula. Aunque la presente invención resuelve de manera ventajosa los problemas descritos antes con la aspersión de partículas de 5 µm o menores, la presente invención no se limita de esta manera y por supuesto también puede ser utilizada ventajosamente con partículas mayores a 5 µm.

BREV1 lS RIPCTOW PS A INVE CIÓN Con el fin de obtener el objetivo descrito antes, de acuerdo con la presente invención, se proporciona un eyector o expulsor para expulsar partículas que van a ser aplicadas como revestimiento sobre un sustrato, que comprende: un recipiente de almacenamiento fabricado de un material poroso, el recipiente incluye un interior adaptado para almacenar partículas en el recipiente, y una superficie exterior; una boquilla de gas de expulsión que se extiende desde el exterior del recipiente hacia el interior, y que se proporciona en la porción inferior del recipiente de almacenamiento, en una porción del mismo, en donde se almacenan las partículas, adaptado para suministrar al interior del recipiente de almacenamiento un gas de expulsión que va a ser expulsado hacia el exterior del recipiente de almacenamiento; un tubo de descarga colocado generalmente coaxial a la boquilla de gas de expulsión en la porción inferior del recipiente de almacenamiento y que se extiende desde el interior del recipiente hacia el exterior del recipiente, y adaptado para enviar el gas de expulsión y las partículas desde el interior, hacia el exterior del recipiente de almacenamiento,- y una entrada de gas de agitación en comunicación fluida con la superficie exterior del recipiente de almacenamiento poroso adaptado para suministrar un gas de agitación desde el exterior del recipiente de almacenamiento a través del recipiente poroso hacia el interior del recipiente de almacenamiento para realizar agitación y de esta manera impartir un estado fluidizado a las partículas que están presentes en por lo menos la porción inferior del interior del recipiente de almacenamiento en el que se coloca la boquilla de gas de expulsión y el tubo de descarga. Con la construcción anterior, el gas de agitación, que pasa a través del material poroso hacia el interior del recipiente de almacenamiento, se suministra a por lo menos la porción inferior el recipiente de almacenamiento en el que se colocan la boquilla de gas de expulsión y el tubo de descarga, por lo que las partículas se agitan dentro del recipiente de almacenamiento. En consecuencia, el recipiente de almacenamiento actúa de manera que las partículas que están almacenadas no experimenten bloqueo, aglomeración o apelotonamiento, y se obtendrá un tamaño uniforme de partícula de las partículas que se encuentren allí. En una variación de la modalidad anterior, se proporciona de manera adicional un recipiente exterior que forma una porción amortiguadora de presión y gas definida por un espacio entre el recipiente exterior y a superficie exterior de por lo menos la porción inferior del recipiente de almacenamiento en el que se colocan la boquilla de gas de expulsión y el tubo de descarga, en el que la entrada de gas de agitación está en comunicación fluida con la porción amortiguadora. En una modalidad preferida, la porción amortiguadora de presión de gas se forma de manera que circunda al recipiente de almacenamiento.

Además, de acuerdo con la presente invención, se proporciona un aparato que incluye un eyector como se describe en lo anterior para fabricar un sustrato revestido con partículas, el aparato comprende: un eyector como se describe en lo anterior; un alimentador de partículas para proporcionar partículas al interior del recipiente de almacenamiento eyector; y un dispositivo de revestimiento colocado en comunicación fluida con el tubo de descarga del eyector para revestir un sustrato con las partículas enviadas fuera desde el eyector por medio del gas de expulsión. Con la construcción anterior, el eyector el cual es suministrado con partículas desde el alimentador de partículas, el gas de agitación pasa a través del interior del recipiente de almacenamiento de manera que va a ser alimentado a las partículas almacenadas en por lo menos la porción inferior del recipiente de almacenamiento en el que la boquilla de gas de expulsión y el tubo de descarga están colocados. Como resultado, las partículas se agitan en el recipiente de almacenamiento. En consecuencia, el eyector actúa de manera que las partículas no experimentarán bloqueo, aglomeración o apelotonamiento y se obtiene un tamaño de partícula uniforme.

Además, de acuerdo con la presente invención, se proporciona un método para fabricar un sustrato revestido con partículas, que comprende las etapas de: (a) alimentar partículas a un recipiente de almacenamiento de un eyector, el eyector comprende: un recipiente de almacenamiento fabricado de un material poroso, el recipiente incluye un interior adaptado para almacenar partículas en el recipiente y una superficie exterior; (b) agitar las partículas con el gas de agitación proporcionado a través de una entrada de gas de agitación en comunicación fluida con la superficie exterior del recipiente poroso, a través del recipiente poroso al interior del recipiente de almacenamiento para realizar agitación para impartir un estado fluidizado de las partículas presentes en por lo menos la porción inferior del recipiente de almacenamiento; (c) expulsar las partículas fluidizadas desde el interior del recipiente al proporcionar un gas de expulsión a través de una boquilla de gas de expulsión que se extiende desde el exterior del recipiente hacia el interior y que se proporciona en la porción inferior del recipiente en donde son fluidizadas las partículas, el gas de expulsión de las partículas sale del recipiente de almacenamiento a través de un tubo de descarga colocado generalmente de manera coaxial a la boquilla del gas de expulsión; y (d) revestir un sustrato con un dispositivo de revestimiento con las partículas que son enviadas hacia afuera desde el tubo de descarga por medio del gas de expulsión. En la etapa de agitación de partículas, el gas de agitación se suministra a las partículas almacenadas en por lo menos la porción inferior del recipiente de almacenamiento en el que se colocan la boquilla de gas de expulsión y el tubo de descarga, por medio de la pared interior del recipiente de almacenamiento proporcionado al eyector. Como resultado, las partículas en el recipiente de almacenamiento se agitan de manera que no experimentan bloqueo, aglomeración o apelotonamiento, y se puede obtener una distribución uniforme de tamaño de partícula. Además, de acuerdo con la presente invención, se proporciona un sustrato revestido fabricado al utilizar el aparato de fabricación descrito antes, o fabricado por el método de fabricación descrito antes. En particular, el sustrato revestido se caracteriza porque se aplica un revestimiento con partículas abrasivas de 5 µm o menos mediante un proceso de aspersión de partículas.

El gas de agitación se suministra a las partículas almacenadas en por lo menos la porción inferior del recipiente de almacenamiento en el que se colocan una boquilla de gas de expulsión y el tubo de descarga, por medio de una pared interior del recipiente de almacenamiento proporcionado al eyector. Como resultado, las partículas en el recipiente de almacenamiento se agitan de manera que no experimentan bloqueo, aglomeración o apelotonamiento y se puede obtener una distribución uniforme del tamaño de partícula. En consecuencia, se puede obtener una distribución uniforme de tamaño de partícula sobre las partículas expulsadas desde el eyector y que se aplican como revestimiento sobre un sustrato.

PREVI PBSCSIPCISN ps LQS DIPPJQS La figura 1 es una vista en planta de una primera modalidad de un eyector de acuerdo con la presente invención; la figura 2 es una vista en sección del eyector de la figura 1, tomada a lo largo de la línea 2-2, la figura 3 es una vista en planta de una segunda modalidad de un eyector de acuerdo con la presente invención; - Il la figura 4 es una vista en sección del eyector de la figura 3, tomada a lo largo de la línea 4-4, la figura 5 es una gráfica que muestra los resultados determinados por experimentos ante la relaciones entre las partículas extraídas por presión negativa P3, el flujo V3 del gas de expulsión y el flujo V3 del gas absorbido secundario, con respecto a la presión de gas de expulsión P2; la figura 6 es una vista de un arreglo de un aparato de fabricación de sustrato revestido, de acuerdo con la presente invención; la figura 7 es una gráfica que muestra la variación en la distribución del tamaño de partícula de las partículas cuando es suministrado al aparato de fabricación que se muestra en la figura 6, hasta el momento en el que es habilitado como revestimiento al sustrato; la figura 8 es una gráfica que muestra la variación en el tamaño de partícula de las partículas desde el momento en que son suministradas a un aparato de fabricación convencional hasta el momento en el que son aplicadas como revestimiento al sustrato, en un aparato de fabricación de sustrato revestido convencional; la figura 9 es una vista que muestra un estado de las partículas en el sustrato revestido fabricado por el aparato de fabricación que se muestra en la figura 6; la figura 10 es una vista que muestra otro estado de las partículas en el sustrato revestido fabricado por el aparato de fabricación que se muestran en la figura 6; la figura 11 es una vista que muestra un estado de las partículas en el sustrato revestido fabricado por un aparato de fabricación convencional; y la figura 12 es una vista en sección que muestra un eyector convencional .

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Un sustrato revestido con partículas, un eyector de partículas para fabricar el sustrato revestido, un aparato para fabricar un sustrato revestido que comprende al eyector, un método para fabricación de un sustrato revestido con partículas y una lámina abrasiva, las cuales son modalidades de la presente invención, se describen a continuación con referencia a los dibujos anexos. Se hace notar que se fabrica un sustrato revestido por el aparato de fabricación que comprende el eyector de partículas mencionado antes y fabricado por el método de fabricación de sustrato revestido. Las figuras 1 a 4 son vistas que muestran al eyector. Se considera que el eyector expulsa partículas con las cuales se aplica como revestimiento un sustrato similar a lámina, el cual es una forma de sustrato. En la presente modalidad, el sustrato aplicado como revestimiento es una lámina abrasiva. Un eyector 100, como se muestra en las figuras 1 y 2, comprende un recipiente lio de almacenamiento, una boquilla 120 de gas de expulsión, un tubo 130 de descarga, un recipiente 140 exterior y una porción 150 amortiguadora de presión de gas. El recipiente 110 de almacenamiento, el cual tiene su interior de recipiente formado de manera cónica de manera que las partículas pueden ser suministradas fácilmente desde un alimentador de partículas descrito posteriormente y expulsadas del recipiente, y se usa para almacenar las partículas en el interior 111 de recipiente. Además, el recipiente 110 de almacenamiento se fabrica de un material poroso de manera que es capaz de suministrar gas desde el exterior del recipiente al interior del recipiente por medio de los poros múltiples . El espesor de la pared del recipiente 110 de almacenamiento se determina al tomar en consideración la pérdida de presión debida al espesor de la pared así como la resistencia del material, la cual se determina finalmente de manera experimental de manera que el gas será expulsado de manera uniforme desde la superficie 115 de pared interior del recipiente 110 de almacenamiento.

El material poroso de manera preferible comprende porosos de tamaño especificados sin considerar su tipo. El material poroso se puede seleccionar de entre, por ejemplo, materiales cerámicos tales como SiC y A1203, materiales plásticos tales como Teflon (marca comercial de Du Pont Co.) , materiales metálicos de acero inoxidable sinterizado, y materiales de caucho, en base a las condiciones bajo las cuales se va a utilizar. Respecto al tamaño de los poros formados en el material poroso, un tamaño demasiado pequeño resultará en una resistencia demasiado grande en el pasaje del gas a través de los poros, lo que vuelve difícil controlar la presión de gas. Un tamaño muy grande, inversamente, vuelve probable que las partículas se adhieran a la superficie 115 de pared interna del recipiente 110 de almacenamiento durante o después del uso del eyector 110 y tiendan a obturar los poros. En consecuencia, la condición óptima del tamaño de poro se determina experimentalmente en relación con otros factores, por ejemplo, presión de expulsión de gas o la forma del recipiente 110 de almacenamiento y así sucesivamente. En experimentos, con una presión de expulsión de gas de 0.01 MPa, con un tamaño de partícula de 10 µm, se ha determinado que el diámetro de poro del material poroso de manera preferible se establezca entre 20 µm y 100 µm de manera que los problemas mencionados en lo anterior es poco probable que se presenten en los casos generales. La boquilla 120 de gas de expulsión es una boquilla que actúa para suministrar gas de expulsión dentro del recipiente de almacenamiento y expulsa las partículas almacenadas en el interior 111 del recipiente hacia el exterior del recipiente de almacenamiento. La boquilla 120 se ajusta desde el exterior del recipiente 110 de almacenamiento a una porción 112 cóncava formada en la porción inferior del recipiente 110 de almacenamiento cónico. El tubo 130 de descarga, el cual se coloca en la porción 112 cóncava y de manera coaxial con la boquilla 120 de gas de expulsión, es una boquilla que descarga tanto el gas de expulsión que es expulsado desde la boquilla 120 de gas de expulsión como las partículas almacenadas en el recipiente 110 de almacenamiento hacia el exterior 110 de almacenamiento . El recipiente 140 exterior es un recipiente que circunda al recipiente 110 de almacenamiento con un espacio adecuado contra la cara 113 del lado exterior del recipiente 110 de almacenamiento. El espacio forma una porción 150 de amortiguador de presión de gas. La porción 150 de amortiguador de presión de gas opcionalmente se puede proporcionar entre una cara 114 inferior del recipiente 110 de almacenamiento y el recipiente 140 exterior. La boquilla 120 de gas de expulsión y el tubo 130 de descarga se colocan para penetrar a través del recipiente 140 de armazón exterior. El recipiente 140 exterior de manera preferible se fabrica de un material metálico con el objetivo de asegurar la resistencia del eyector 100, pero puede ser de cualquier material fuerte adecuado tal como cerámica o similar. La porción 150 amortiguadora de presión de gas forma un espacio que está cerrado por la tapa 141 superior que está atornillada al recipiente 140 exterior. Como resultado, la presión del gas suministrado desde un orificio 142 de entrada de gas de agitación abierto en uno o más puntos del recipiente 140 exterior se aplica de manera generalmente uniforme a la totalidad de la pared exterior del recipiente 110 de almacenamiento sin que se aplique directamente a una parte del recipiente 110 de almacenamiento, de manera que se obtiene una expulsión de gas uniforme en la superficie 115 de pared interior del recipiente 110 de almacenamiento. Se hace notar que aunque la porción 150 amortiguadora de presión de gas se forma en cámaras que se comunican entre sí en la presente modalidad, de manera opcional se puede dividir en áreas separadas . En el caso en el que la porción 150 amortiguadora de presión de gas se divida en áreas diferentes, los orificios 142 de entrada de gas de agitación se forman en el recipiente 140 exterior que corresponden a las áreas. Se puede omitir la porción 150 amortiguadora de presión de gas como se muestran en un eyector 170 en las figuras 3 y 4. En esta modalidad, el gas es suministrado directamente desde los orificios 142 de entrada de gas de agitación hacia la cara 113 del lado exterior del recipiente 110 del almacenamiento. El gas suministrado, que pasa a través de los poros del recipiente 110 de almacenamiento, se suministra al interior del recipiente de almacenamiento. Además, sin la porción 150 amortiguadora de presión de gas, es preferible, en particular, colocar una pluralidad de orificios 142 de entrada de gas de agitación de manera que el gas sea expulsado a través de la pared 115 interior cónica y la porción 1*2 cóncava del recipiente 110 de almacenamiento. La tapa 141 superior se proporciona con una abertura 143 de manera que las partículas pueden ser suministradas al interior 111 del recipiente lio de almacenamiento. El gas que se va a suministrar a la boquilla 120 de gas de expulsión y los orificios 142 de entrada de gas de agitación pueden comprender gases inertes tales como nitrógeno, argón y similares, o bien, aire. De manera preferible, el gas es controlado en cuanto a humedad y temperatura, y de manera preferible es un gas que contiene un líquido que tiene una tensión superficial de 40 dinas, por ejemplo, vapor de etanol o perfluorocarburo. Además, aunque el recipiente 110 de almacenamiento, el recipiente 140 exterior y similares se forman en una configuración rectangular como se muestra en la figura de la presente modalidad, pueden comprender cualquier otra forma deseada. Ahora se describirá el uso del eyector 100 descrito antes. Cuando se suministra gas de agitación a los orificios 142 de entrada de gas de agitación, se aplica una presión de gas generalmente uniforme a la cara 113 del lado exterior del recipiente 110 de almacenamiento por medio de la porción 150 amortiguadora de presión de gas. El gas de agitación, que pasa a través de los poros, se suministra al interior 111 del recipiente de almacenamiento, en donde agita las partículas presentes en por lo menos la porción 112 cóncava proporcionada en la porción inferior del recipiente 110 de almacenamiento en donde se coloca la boquilla 120 de gas de expulsión y el tubo 130 de descarga. Además, el gas agita las partículas almacenadas en el interior lll del recipiente 110 de almacenamiento. Mientras tanto, las partículas agitadas por el gas de expulsión también son expulsadas a través del tubo 130 de descarga y son expulsadas hacia el exterior del eyector 100 junto con el gas de expulsión. En relación con la operación anterior, en la suposición de que una presión del gas de expulsión suministrado a la boquilla del gas de expulsión es de 120 P2, un flujo del gas de expulsión es V2, una presión negativa de extracción de partícula en el interior lll del recipiente es P3, y que el flujo del gas absorbido secundario el cual es absorbido y descargado junto con las partículas en el interior 111 del recipiente de almacenamiento es V3, la figura 5 muestra un ejemplo de los resultados experimentales de las relaciones entre la presión P3 negativa de extracción de partícula, el flujo v2 de gas de expulsión, el flujo V3 de gas absorbido secundario con respecto a la presión P2 de gas de expulsión. La unidad para los valores de V2 y V3 es "Nl/min", lo cual significa un flujo de gas (1) por un minuto convertido como una condición estándar (1 atmósfera, 0°C) . Las dimensiones del eyector utilizado para generar los datos presentados en la figura 5 son como sigue. El recipiente 110 de almacenamiento tiene una forma cuadrada con cada lado de aproximadamente 56 mm y una altura de aproximadamente 38 mm. El interior 111 del recipiente tiene una forma cónica con un diámetro máximo de aproximadamente 50 mm. La porción 112 cóncava tiene un diámetro de aproximadamente 15 mm y una profundidad de aproximadamente 13 mm. Existe un espacio que corresponde a la porción 150 amortiguadora de presión de gas de aproximadamente 3 mm. En la figura, las marcas blancas indica resultados del eyector de la modalidad, mientras que las marcas negras indican resultados del eyector convencional como se ilustra en la figura 12. La figura 5 sugiere lo siguiente: 1) La presión P2 de gas de expulsión se relaciona linealmente con la presión de aspersión del medio de revestimiento, por ejemplo, una pistola de aspersión del tipo de carga corona y por lo tanto debe establecerse de manera opcional, en base al ambiente en el cual las partículas son aplicadas como revestimiento en el sustrato; 2) Mientras tanto, con el fin de aplicar como revestimiento el sustrato con las partículas de manera uniforme en todo momento, se prefiere que la alimentación de partículas desde el alimentador de partículas al eyector se controle de manera que se lleve a cabo bajo condiciones constantes, y que las condiciones de extracción en el orificio del eyector particularmente la presión P3 negativa de extracción de partículas y el flujo V3 de gas absorbido secundario se mantengan como condiciones constantes incluso si la presión P2 de gas de expulsión ha cambiado,- y 3) Como se muestra en la figura 5, con el eyector de la presente modalidad se encuentra que la presión P3 negativa de extracción de partículas y el flujo v3 de gas absorbido secundario generalmente se mantiene constante independientemente de la presión P2 de gas de expulsió-, lo que sugiere un funcionamiento elevado como la función de un eyector. En contraste, con el eyector convencional, se encuentra que la presión P3 negativa de extracción de partículas se incrementa de manera monotónica hacia la presión negativa al incrementar la presión P2 de gas de expulsión, mientras que el volumen V3 del gas absorbido secundario también se incrementa de manera monotónica, con el resultado de que las condiciones de extracción en el orificio experimentan un cambio grande. A continuación se describe una modalidad de el aparato para fabricar un sustrato revestido con partículas, que incorpora el eyector 100 descrito antes o el eyector 170 de la presente invención (a continuación, tipificado por el eyector 100) . Como se muestra en la figura 6, el aparato 200 de fabricación comprende al eyector 100 como se describe antes, un alimentador 210 de partícula proporcionado corriente arriba del eyector 100 y un servidor para alimentar partículas al recipiente 110 de almacenamiento-, y un dispositivo 230 de revestimiento proporcionado corriente abajo del eyector 100 y que sirve para revestir un sustrato 250 en forma de lámina con las partículas.

El alimentador 210 de partículas tiene un deslizador 211 de aire vibratorio. El deslizador 211 de aire vibratorio tiene un piso 212 de vibración que sirve para hacer vibrar la superficie del piso al cual se suministran las partículas, y para expulsar gas desde la superficie del piso, de manera que las partículas se dispersen y después sean alimentadas al eyector 100. De esta manera, el alimentador 210 de partículas fluidiza partículas finas medidas y las alimenta al lado de alimentación del piso 212 de vibración al hacer vibrar el piso 212 de vibración y expulsar el gas. En una modalidad preferida, el V-20B se fabrica por Shin o Electric Co., Ltd. que se utiliza como la fuente de vibración del deslizador 211 de aire vibrador, y el piso 212 de vibración se fabrica de acero inoxidable que tiene una malla de 9 µm. La presión del gas alimentado al piso 212 de vibración es de 0.01 MPa. Otras modalidades del alimentador de partícula comprenden alimentadores de tipo reciprocante, alimentadores de eje vertical giratorio, alimentadores de tipo de eje horizontal giratorio, alimentadores de tipo de tornillo, alimentadores de tipo de banda sin fin, alimentadores de tipo volumétrico y alimentadores de tipo fluidizado, o combinaciones de estos alimentadores.

El dispositivo 230 de revestimiento se suministra con una pistola de aspersión de tipo de carga de corona en la presente modalidad. En una modalidad, preferida, se utiliza una pistola de aspersión de tipo de carga de corona fabricada por Ransburg Industry Co., Ltd., modelo número MPSl-F. En una modalidad preferida, el material de recipiente 110 de almacenamiento del eyector 100 es Teflon (marca comercial de Du Pont Co.), y la presión de gas de agitación es de 0.01 MPa. Además, la presión de gas de expulsión P2 es de 0.3 MPa. Otras modalidades del dispositivo de revestimiento incluyen pistolas de aspersión de tipo híbrido y pistolas de aspersión de tipo de carga triboeléctrica. Además, el aparato de dispersión se puede arreglar al conectar mecánicamente el deslizador 211 de aire vibratorio y el eyector 100 entre sí, de manera que el eyector 100 también vibra por la variación del deslizador 211 de aire vibratorio. También se puede colocar un tubo de transferencia de partículas entre el eyector 100 y el dispositivo 230 de revestimiento 230 que está vibrando. El aparato 200 de fabricación que tiene el arreglo descrito antes opera de la siguiente manera. Las partículas 260 finas alimentadas al deslizador 211 de aire vibratorio se alimentan al recipiente 110 de almacenamiento del eyector 100 mientras se controla de manera que no experimenten bloqueo, aglomeración o similar, debido a variaciones del deslizador 211 de aire vibratorio y la expulsión del gas. En el recipiente 110 de almacenamiento del eyector 100, las partículas son agitadas y después son expulsadas desde el tubo 130 de descarga con el gas de expulsión, y de esta manera se alimenta al dispositivo 230 de revestimiento. El dispositivo 230 de revestimiento aplica las partículas alimentadas en la lámina, la cual es el sustrato 250, mediante un método de revestimiento electroestático . Con referencia al aparato 200 de fabricación anterior, la distribución del tamaño de partícula de las partículas 260 en el proceso desde el momento cuando las partículas son alimentadas al deslizador 211 de aire vibratorio hasta que se aplican como revestimiento al sustrato 250 se explica con referencia a las figuras 7 y 8, en base a una comparación entre un caso en el que se utiliza el eyector 100 de la presente invención y otro caso en el que se utiliza un eyector convencional como se ilustra en la figura 12. Se hace notar que las partículas que se aplican como revestimiento al sustrato 250 comprenden partículas abrasivas.

Las partículas abrasivas que se van a aplicar como revestimiento al sustrato 250, después del molido, se clasifican y después tienen una distribución de tamaño de partícula específica. Después, las partículas se granulan y se almacenan temporalmente. Las partículas tienden a unirse mientras se almacenan. El tamaño de partícula obtenido sobre el proceso se supone que es "a' " . Mientras tanto, en el estado en que la lámina 251 abrasiva ha comenzado a fabricarse, las partículas 260 se suministran al deslizador 211 de aire vibratorio en una cantidad predeterminada, en donde es fluidizado por expulsión de gas y vibraciones derivadas del piso 212 de vibración del deslizador 211 de aire vibratorio. Como resultado, las partículas que se unieron se vuelven a dividir en un tamaño de partícula grueso de "b" . Después, con una distribución de tamaño de partícula de "b", las partículas se alimentan al recipiente 110 de almacenamiento del eyector 100. Dentro del recipiente 110 de almacenamiento del eyector 100 de la presente modalidad, como se describe antes, las partículas son agitadas con el gas de agitación de manera que se mantienen en un estado fluidizado, con su distribución de tamaño de partícula mantenido en el estado de partícula fino, sin provocar bloqueo o aglomeración la cual se podría presentar en un caso convencional. La distribución de tamaño de partícula obtenido en este caso se indica por "c" como se muestra en la figura 7. En el eyector convencional, por otra parte, las partículas alimentadas se depositan en el eyector y experimentan bloqueo y aglomeración entre partículas lo cual resulta en partículas más gruesas. La distribución de tamaño de partícula resultante se indica como "c'" como se muestra en la figura 8. Las partículas en el eyector 100 de la presente modalidad se someten a una fuerza de cizallamiento cuando entran a la corriente de gas de alta velocidad del gas de agitación en el orificio del eyector 100, de manera que son comprimidas. Por lo tanto, la distribución de tamaño de partícula resulta en "e" como se muestra en la figura 7. En consecuencia, cuando se utiliza el eyector 100 de la presente modalidad, no ocurrirá bloqueo o aglomeración entre partículas dentro del eyector 100. Como un resultado, la distribución de tamaño de partícula "e" de las partículas revestidas se vuelve una distribución fina y constante, y se puede obtener fácilmente un aproximado a la distribución de tamaño de partículas "a" de la partícula original . Por el contrario, cuando se utiliza un eyector convencional, tienden a presentarse en el eyector bloqueo y aglomeración. En consecuencia, como se muestra en la figura 8, el tamaño de partícula "e" de las partículas de revestimiento puede ser inferior a la distribución a la distribución y tamaño de partícula "a" de las partículas originales. Como se observa en lo anterior, con el uso del eyector 100 de la presente invención, las partículas permanecen en un estado fluidizado en el recipiente eyector. En consecuencia, es poco probable que se presenten bloqueo, aglomeración o similar, volviendo fácil mantener una distribución de tamaño de partícula fina. Además, la extracción de las partículas en el orificio del eyector se puede realizar de manera constante sin importar la presión P3 negativa de extracción de partículas, lo que permite que se obtenga un revestimiento uniforme con las partículas. Mediante la utilización del aparato 200 de fabricación descrito antes se permite que una lámina abrasiva sea fabricada bajo procesos de condiciones variables. Una modalidad preferida del método de fabricación de sustrato revestido con partículas se muestra a continuación. Se utiliza papel kraft de estrasa abrasivo como el sustrato 250. El adhesivo comprende los siguientes componentes: Resina epoxi 100 partes en peso Agente de curado 3.0 partes en peso Xileno 34.3 partes en peso 137.3 partes en peso En primer lugar, el adhesivo anterior se aplica como revestimiento sobre el sustrato 250 a 22 °C, 110 g/m2.

El revestimiento de partícula se lleva a cabo sobre el adhesivo que se ha aplicado como revestimiento al sustrato 250, bajo las siguientes condiciones. Se utilizan como partículas óxido de aluminio #4000. El alimentador de tipo de mesa (fabricado por Funken Powtechs, Inc., 25 g/min de alimentación) se utiliza como el alimentador al deslizador 211 de aire vibratorio. Con el uso del deslizador 211 de aire vibratorio, el eyector 100 y el dispositivo 230 de revestimiento, se lleva a cabo el revestimiento por aspersión de partículas sobre el sustrato 250. El método de revestimiento de aspersión de partículas se lleva a cabo de dos maneras, una con campo eléctrico aplicado y otro sin el mismo. La capa sometida al revestimiento de aspersión por partículas, se seca en un horno ventilado a 140 °C durante 5 minutos. Posteriormente, el mismo adhesivo se aplica como revestimiento adicional sobre la capa seca bajo las mismas condiciones y se seca bajo las mismas condiciones . Posteriormente, un sustrato revestido (a continuación mencionado como el "papel abrasivo"), el cual es una forma de sustrato revestido fabricado por el método de fabricación con el uso del aparato 200 de fabricación descrito antes, se describe con una comparación a una lámina revestida fabricada por un aparato de fabricación convencional . Cuando se fabrica una hoja utilizando un eyector convencional, en el cual una superficie de contacto en el cual las partículas se ponen en contacto con el eyector no se forma un material poroso, las partículas se componen de menos partículas cohesivas, es decir, se pueden aplicar como revestimiento partícula más grandes mediante la utilización del eyector convencional, mientras que las partículas compuestas de un tamaño de partícula más pequeño (por ejemplo 5 µm o menor) , se adhieren y se depositan sobre la superficie de contacto del eyector convencional por su cohesión. Las partículas depositadas de esta manera, cuando alcanzan cierto grado de cantidad, serán absorbidas en la corriente de gas del gas de expulsión alimentado al eyector convencional por la acción de la gravedad o similar, y se dispersan por la acción de cizallamiento del gas de expulsión. Sin embargo, las partículas extraídas en el eyector en estado coherente no se dispersan lo suficiente, y la partícula unida se extrae en la corriente de gas de manera irregular. Como resultado, las partículas en el gas expulsado del eyector convencional no se pueden mantener a una concentración constante dentro de la corriente de aspersión. Como se observa en el lo anterior, cuando se utiliza el eyector convencional, las partículas unidas están presentes en la superficie de la lámina y la concentración de partículas expulsadas del eyector no es uniforme. Por lo tanto, los productos obtenidos en este caso incluirán variaciones en el espesor de revestimiento de las partículas. Por el contrario, cuando se utiliza el eyector descrito en lo anterior de la presente invención, tales problemas descritos antes no se presentan. Por lo tanto, los productos de diversos tamaños de partícula abrasiva se pueden fabricar sobre un intervalo desde partículas gruesas hasta finas sin ninguna dificultad. La tabla 1 muestra los resultados de la comparación entre un caso en el que el eyector de la presente invención y otro caso en el que se utiliza un eyector convencional, con respecto a una velocidad de productos no defectuosos de papeles abrasivos de diversos tamaños de partícula abrasiva. Se hace notar que las partículas se aplican como revestimiento sobre las lámina mediante un método de revestimiento electrostático. En una columna para el eyector de la presente invención en la Tabla l, "A" indica la modalidad del eyector 170 en el cual la porción 150 de amortiguamiento de presión de gas no se proporciona, sino que se proporcionan una pluralidad de orificios de entrada de gas de agitación 142, mientras que "B" y "C" indican modalidades del eyector 100 en el cual se proporciona una porción 150 de amortiguador de presión de gas. Además, en los casos de "A" y "B", el proceso de revestimiento involucra la acción de un campo eléctrico, y en el caso de "C", no se utiliza un campo eléctrico. TABLA 1 La tabla 2 muestra los resultados de comparación entre la eficiencia abrasiva del papel abrasivo fabricado por el método convencional (método de suspensión) en el cual las partículas abrasivas se mezclan previamente con un adhesivo y se aplican como revestimiento sobre el sustrato, y otra eficiencia abrasiva del papel abrasivo fabricado al utilizar un eyector de la presente invención. Se hace notar que el papel abrasivo fabricado al utilizar el eyector de la presente invención se aplica por el método de revestimiento electrostático, y que se utiliza un eyector al que se le proporciona una porción 150 de amortiguador de presión de gas. Además, la eficiencia abrasiva se refiere a aquella la cual muestra un cambio en el peso entre antes y después de la abrasión de muestras de cuadros de 10 x 15 cm (4 x 6 pulgadas) cuando las muestras se frotan mil veces con movimiento reciprocante, cuanto mayor sea el valor de eficiencia abrasiva que se muestre por eficiencia abrasiva, más exitosa es la abrasión obtenida. En la tabla 2, el papel abrasivo que se muestra en la figura 9 se utiliza en los métodos numerados "1" a "4" de esta modalidad, mientras que el papel abrasivo que se muestra en la figura 10 se utiliza en los métodos con números "5" y "6" de esta modalidad.

TABLA 2 L Como se comprenderá a partir de la comparación entre la figura 9, el cual muestra el papel abrasivo en los casos de la presente modalidad, y la figura 11, la cual muestra un papel abrasivo en el caso de un papel abrasivo convencional, la razón de que la eficiencia abrasiva del papel abrasivo de acuerdo con la presente modalidad sea mejor en comparación con el método convencional se debe a la forma de las partículas abrasivas 252 sobre el sustrato 250. En otras palabras, en el método convencional, debido a la fuerte cohesión de las partículas expulsadas desde el eyector, las partículas no pueden ser aplicadas como revestimiento en un estado seco. Así, una mezcla de las partículas con un adhesivo se aplica como revestimiento sobre el sustrato mediante la utilización de una espátula o similar. En consecuencia, como se muestra en la figura ll, las porciones 252a de borde de las partículas 252 abrasivas generalmente no están perpendicular al sustrato sino que resultan en un arreglo lateral generalmente paralelo al sustrato. En contraste con esto, en la presente invención, las partículas en un eyector se pueden volver menos cohesivas de manera que únicamente las partículas abrasivas 252 se aplican como revestimiento al sustrato 250. En otras palabras, se puede fabricar un papel abrasivo en el cual las partículas abrasivas se aplican como revestimiento sobre el adhesivo o sobre la superficie del sustrato 250 como se muestra en la figura 9, y además otro papel abrasivo en el cual se aplica como revestimiento un segundo adhesivo 253 sobre las partículas, como se muestra en la figura 10. En consecuencia, en el papel abrasivo de acuerdo con la presente invención, los bordes 252a de las partículas abrasivas 252 se encuentran dispuestas irregularmente con respecto al sustrato 250 de manera que la superficie del papel abrasivo no se forma en un plano nivelado a diferencia del método convencional. Esto explica una diferencia notable en la eficiencia abrasiva de hasta aproximadamente tres veces en comparación con el método convencional. Aún así, como se muestra en la tabla 2, se reconocen ciertas diferencias en la eficiencia abrasiva entre las modalidades, debido a la orientación de las partículas abrasivas 252 sobre el sustrato 250 (cuando se utiliza un revestimiento electrostático, los ejes principales de las partículas abrasivas es más probable que se encuentren colocados como si estuvieran alineados a lo largo de una dirección del campo eléctrico) , así como debido a un grado de revestimiento del adhesivo. Sin embargo, las diferencias son pequeñas en comparación con los ejemplos convencionales, de manera que las ventajas de la presente invención se pueden volver remarcables en cada caso. Además, la razón por la cual incluso un papel abrasivo que se muestra en la figura 10 es superior en eficiencia abrasiva con respecto a los ejemplos convencionales se encuentra en el adhesivo 253, incluso si tiene cubierta la totalidad de la superficie de las partículas abrasivas 252, las cuales se comprimirán durante la abrasión, lo que provoca que las partículas abrasivas 252 actúen sobre un objeto que va a ser sometido a abrasión. Una razón adicional es que, en la lámina abrasiva de la presente invención, los bordes 252a de las partículas abrasivas 252 se orientan hacia una superficie sometida a abrasión del objeto sometido a abrasión, en comparación con los ejemplos convencionales. Cuando una partícula fabricada de A1203, con un tamaño de partícula de 3 µm se aplica sobre una tela no tejida fabricada de resina de nylon, la tela abrasiva en el caso de la presente invención tiene al sustrato 250 revestido con las partículas de manera más fina y uniforme en comparación con los ejemplos convencionales. Como se describe en lo anterior, de acuerdo con el eyector de la presente invención, el gas de agitación, que pasa a través del recipiente de almacenamiento, se alimenta a las partículas presentes en por lo menos la porción inferior del recipiente de almacenamiento en donde se colocan la boquilla de gas de expulsión y el tubo de descarga. Por lo tanto, las partículas se agitan en el recipiente de almacenamiento con el fin de que no se provoque bloqueo, aglomeración o apelotonamiento, haciendo posible obtener una distribución uniforme de tamaño de partícula de las partículas que son expulsadas desde el eyector. Además, de acuerdo con el aparato de fabricación de la presente invención, en el eyector en el cual las partículas se alimentan desde el alimentador de partículas, el gas de agitación, que pasa a través del recipiente de almacenamiento, se alimenta a las partículas presentes en por lo menos la porción inferior del recipiente de almacenamiento en el que se encuentran la boquilla de gas de expulsión y el tubo de descarga. Por lo tanto, las partículas se agitan en el recipiente de almacenamiento con el fin de no provocar bloqueo, aglomeración o apelotonamiento, haciendo posible obtener una distribución uniforme de tamaño de partícula de las partículas expulsadas por el eyector. Además, de acuerdo con el método de fabricación de la presente invención, en el proceso de agitación de las partículas, el gas de agitación se alimenta a las partículas presentes en por lo menos la porción inferior del recipiente de almacenamiento en el que se encuentran la boquilla de gas de expulsión y el tubo de descarga, vía la pared interior del recipiente de almacenamiento que comprende al eyector. Por lo tanto, las partículas en el recipiente de almacenamiento se agitan con el fin de no provocar bloqueo, aglomeración o apelotonamiento, haciendo o posible obtener una distribución uniforme de tamaño de partícula de las partículas expulsadas del eyector. Además, mediante el arreglo de que el gas de agitación se alimenta a las partículas presentes en por lo menos la porción inferior del recipiente de almacenamiento en el que se encuentran la boquilla de gas de expulsión y el tubo de descarga, por medio de una pared interior del recipiente de almacenamiento que comprende al eyector, las partículas en el recipiente de almacenamiento se agitan con el fin de no provocar bloqueo, aglomeración o apelotonamiento, haciendo posible obtener una distribución uniforme de tamaño de partícula de las partículas expulsadas del eyector. Por lo tanto, el sustrato revestido de la presente invención se puede fabricar en un sustrato revestido con partículas en el cual las partículas se aplican como recubrimiento sobre el sustrato con una distribución uniforme de tamaño de partícula. La presente invención ahora ha sido descrita con referencia a varias modalidades de la misma, la descripción detallada anterior y los ejemplos se han proporcionado con fines de claridad y comprensión únicamente. No se deben considerar a partir de la misma limitaciones innecesarias.

Será evidente para aquellos expertos en la técnica que pueden realizarse muchos cambios en las modalidades descritas sin apartarse del alcance de la invención. Por lo tanto, el alcance de la presente invención no debe estar limitado a los detalles y estructuras exactas descritas en la presente, sino más bien por ias estructuras descritas por el lenguaje de las reivindicaciones y los equivalentes a esas estructuras. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención. Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como pr piedad lo contenido en las siguientes :

Claims (7)

REIVINDICACIONES

1. Un eyector o expulsor para expulsión partículas que van a ser aplicadas como revestimiento sobre un sustrato, caracterizado porque comprende un recipiente de almacenamiento fabricado completamente de un material poroso, el recipiente de almacenamiento comprende un interior adaptado para almacenar partículas en el recipiente de almacenamiento, y una superficie exterior y que está circundada por un recipiente exterior, una boquilla de gas de expulsión que se extiende desde el exterior del recipiente de almacenamiento hacia el interior y que se proporciona con una porción inferior del recipiente de almacenamiento, en una porción del mismo, en el que las partículas se almacenan, adaptado para alimentar al interior del recipiente de almacenamiento con un gas de expulsión que va a ser expulsado hacia el exterior del recipiente de almacenamiento; un tubo de descarga colocado generalmente coaxial a la boquilla de gas de expulsión en la porción inferior del recipiente de almacenamiento y que se extiende desde el interior del recipiente de almacenamiento hacia el exterior del recipiente de almacenamiento, y que está adaptada para enviar el gas de expulsión y las partículas desde el interior hacia el exterior del recipiente de almacenamiento; y una entrada de gas de agitación en el recipiente exterior, la cual está en comunicación fluida con la superficie exterior del recipiente de almacenamiento poroso adaptado para alimentar un gas de agitación desde el exterior del recipiente de almacenamiento a través del recipiente de almacenamiento poroso al interior del recipiente de almacenamiento para realizar agitación para impartir un estado fluidizado a las partículas presentes en por lo menos la porción inferior del interior del recipiente de almacenamiento en el que se encuentran la boquilla de gas de expulsión y el tubo de descarga.

2. El eyector de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el recipiente exterior forma una porción amortiguadora de presión de gas definida por un espacio entre el recipiente exterior y la superficie exterior de por lo menos la porción inferior del recipiente de almacenamiento en el que se encuentran la boquilla de gas de expulsión y el tubo de descarga, en el que la entrada de gas de agitación está en comunicación fluida con la porción amortiguadora.

3. El eyector de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque la porción amortiguadora de presión de gas se forma de manera que circunda al recipiente de almacenamiento.

4. Un aparato que incluye un eyector de conformidad con la reivindicación 1, para fabricar un sustrato revestido con partículas, el aparato está caracterizado porque comprende: un eyector, dé conformidad con la reivindicación 1; un alimentador de partículas para proporcionar partículas al interior del recipiente de almacenamiento eyector; y un dispositivo de revestimiento en comunicación fluida con el tubo de descarga del eyector para aplicar como revestimiento un sustrato con las partículas que son enviadas fuera del eyector por medio del gas de expulsión.

5. Un método para fabricar un sustrato revestido con partículas, caracterizado porque comprende las etapas de: (a) alimentar partículas a un recipiente de almacenamiento de un eyector, el eyector comprende: un recipiente de almacenamiento fabricado completamente de un material poroso, el recipiente comprende un interior adaptado para almacenar partículas en el recipiente de almacenamiento y una superficie exterior y que está circundada por un recipiente exterior; (b) agitar las partículas con un gas de agitación proporcionado a través de una entrada de gas de agitación en el recipiente exterior, el cual está en comunicación fluida con la superficie exterior del recipiente de almacenamiento poroso, a través del recipiente de almacenamiento poroso al interior del recipiente de almacenamiento para llevar a cabo la agitación para impartir un estado fluidizado a las partículas presentes en por lo menos la porción inferior del recipiente de almacenamiento; (c) expulsar las partículas fluidizadas desde el interior del recipiente de almacenamiento al proporcionar un gas de expulsión a través de una boquilla de gas de expulsión que se extiende desde el exterior del recipiente de almacenamiento hacia el interior, y que se proporciona con una porción inferior del recipiente de almacenamiento en el que las partículas son fluidizadas, el gas de expulsión y las partículas salen del recipiente de almacenamiento a través de un tubo de descarga colocado generalmente coaxial a la boquilla de gas de expulsión; y (d) aplicar como revestimiento un sustrato con un dispositivo de revestimiento con las partículas que son enviadas fuera del tubo de descarga por medio del gas de expulsión.

6. Un sustrato revestido caracterizado porque se fabrica por el método de conformidad con la reivindicación 5.

7. El sustrato revestido de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el sustrato es un material de lámina y las partículas aplicadas como revestimiento sobre el material de hoja comprenden partículas abrasivas con un tamaño de partícula de las partículas abrasivas en un intervalo desde 0.1 hasta 5 µm.