NO329705B1 - Belagt slipemiddelprodukt og fremgangsmate for fremstilling av dette. - Google Patents

Abstract

Belagt slipemiddelprodukt innbefattende et substrat og et slipelag på substratet. Slipelaget innbefatter slipekorn og et bindemiddel som er dannet av en bindemiddelformulering som inneholder en første og en andre bindemiddelkomponent blandet sammen med slipekornene til en blanding, hvor den første bindemiddelkomponent er strålingsherdbar og den andre bindemiddelkomponent omfatter et pulver og er vannherdbar.

Description

BAKGRUNN

Område for oppfinnelsen

Den foreliggende oppfinnelse er generelt rettet på belagte slipeprodukter, og spesielt belagte slipeprodukter og fremgangsmåter for forming av disse ved å benytte en bindemiddelformulering som herder via flere reaksjonsveier.

Beskrivelse avbeslektet teknikk

Belagte slipeprodukter innbefatter fundamentalt et substrat eller ryggmateriale som tjener som en dimensjonsstabil komponent, hvorpå det er avsatt et lag med slipemateriale. I tradisjonelle, belagte slipemidler er slipekornene i slipelaget klebet til ryggmaterialet ved å anvende et bindemiddellag, som er et limmateriale, for å forankre slipekornene slik de er påført. Mest typisk fortsetter fremstillingen med å påføre et lim-belegg som gir slipelaget strukturmessig integritet. Når det gjelder tradisjonelt belagte slipematerialer, blir generelt slipekornene orientert tilfeldig og danner et forholdsvis jevnt lag.

Det er blitt utviklet konstruerte eller strukturerte slipematerialer for å oppnå forbedrede egenskaper sammenlignet med tradisjonelle, belagte slipeprodukter. I strukturerte slipematerialer anvendes generelt også et ryggmateriale, men slipelaget er avsatt slik at det dannes et forhåndsbestemt mønster. Generelt viser slike strukturerte slipematerialer forbedrede egenskaper sammenlignet med konvensjonelle slipeprodukter, som opprettholdelse av slipehastighet, konsistent overflatefinish og lengre levetid.

Med hensyn til både tradisjonelle, belagte slipemidler og strukturerte slipemidler, har varmherdbare bindemidler vært anvendt til å klebe slipelaget til ryggmaterialet eller substratet, samt til å stabilisere slipekornene. Varmherding har imidlertid mange ulemper, ofte innbefattende lengre herdetider som resulterer i en uønsket forskyvning av slipekornenes posisjoner. Spesielt når det gjelder strukturerte slipemidler kan kornmønstert bli ødelagt på grunn av reologiske endringer i bindemiddelformuleringen under oppvarming og/eller under håndtering av det strukturerte slipemiddel før eller under varmebehandlingen.

I et forsøk på å unngå disse ulempene er det blitt utviklet såkalte strålingsherdbare bindemiddelsystemer som har fordelaktige korte herdesykluser. Slike strålingsherdbare bindemidler innbefatter UV-herdbare bindemidler samt bindemidler som herdes med elektronstråling. Imidlertid er strålingsherdbare bindemidler heller ikke uten ulemper. Spesielt i tilfellet silisiumkarbid-baserte slipemidler vil for eksempel strålingens inntrengningsdybde være begrenset. Videre kan fargestoffer som er til stede i bindemiddelformuleringen også forårsake problemer med strålingens inn-trengning, og dette resulterer i ufullstendig herding.

Som tiltak for å løse problemene med fremstilling og bruk når det gjelder kjente belagte slipemidler, beskrives i patentskriftene US 5863306 og US 5833724 forskjellige belagte slipemidler som er dannet ved å benytte en bindemiddelformulering hvor strålingsherdbare og varmherdbare komponenter kombineres. Under fremstillingen modifiseres viskositeten ved å anvende et funksjonelt pulver som tilsettes til et belagt mellomprodukt før herding. Det funksjonelle pulver er ment å justere viskositeten hos mellomproduktet for å opprettholde strukturmessig integritet under fremstillingen slik at den konstruerte utforming opprettholdes før og under herding.

På tross av utviklinger i faget, som eksemplifisert for eksempel med US 5863306 og US 5833724, er det fortsatt behov for forbedrede, belagte slipemidler og fremgangsmåter for fremstilling av disse, og som videre er forenlige med produksjons-operasjoner i stor skala.

Sammenfatning

I henhold til en første utførelsesform innbefatter et belagt slipeprodukt et substrat og et slipelag som er påført på substratet. Slipelaget innbefatter slipekorn og et bindemiddel, hvor bindemidlet er dannet av en bindemiddelformulering som innbefatter en første og andre bindemiddelforbindelse som er blandet med slipekornene til en jevn blanding. Generelt er den første bindemiddelforbindelse strålingsherdbar, og fortrinnsvis er den andre bindemiddelforbindelse i pulverform og varmherdbar.

I henhold til en andre utførelsesform vil en fremgangsmåte for forming av et belagt slipemiddelprodukt innbefatte å blande en bindemiddelformulering med slipe-kort slik at det dannes en slipemiddeldispersjon, hvor bindemiddelformuleringen innbefatter en blanding av en første og en andre bindemiddelforbindelse. Den første bindemiddelforbindelse er strålingsherdbar og den andre bindemiddelforbindelse er generelt i pulverform og varmherdbar. Fremstillingen fortsetter med å belegge et substrat med slipemiddeldispersjonen slik at det dannes et belagt mellomprodukt, og så utføre herdeoperasjoner. Herdingen utføres ved bestråling av det belagte mellomprodukt for å herde den første bindemiddelforbindelse, og varmbehandle det belagte mellomprodukt for å herde den andre bindemiddelforbindelse.

Kort beskrivelse av tegninger

Den foreliggende oppfinnelse kan bli forstått bedre av fagfolk på området, og de tallrike utførelsesformer, trekk og fordeler gjort mer åpenbare, gjennom henvisning til de vedføyde tegninger.

Figur 1 viser en grunnleggende skjematisk utforming og prosessflyt for fremstilling av et strukturert belagt slipemiddelprodukt ifølge en utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse. Figur 2 viser et tverrsnitt av en utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse. Figurer 3-5 viser perspektivskisser av flere utførelsesformer ifølge den foreliggende oppfinnelse.

Samme henvisningssymboler brukt på forskjellige tegninger, angir lignende eller identiske deler.

Beskrivelse av utførelsesformer

Ifølge et aspekt ved den foreliggende oppfinnelse tilveiebringes et belagt slipemiddelprodukt som generelt innbefatter et substrat og et slipelag som ligger på substratet. Slipelaget innbefatter slipekorn og et bindemiddel, hvor bindemidlet er dannet av en bindemiddelformulering. I en bestemt utførelsesform innbefatter bindemiddelformuleringen en første og andre bindemiddelforbindelse som er blandet med slipekornene til en jevn blanding. Typisk er det første bindemiddel strålingsherdbart og det andre bindemiddel er dannet av et pulver og er varmherdbart. Hvert enkelt av det første og det andre bindemiddel kan ha bare en enkelt reaksjonsvei for herding. Det vil si at hvert bindemiddel vil være mono-herdbart, slik at bare en enkelt herdemetodologi kan anvendes for å herde en bestemt bindemiddelforbindelse. Som nevnt over er for eksempel det første bindemiddel mono-herdbart slik at det bare herder ved bestråling, mens det andre bindemiddel er mono-herdbart og herder bare ved varmebehandling.

Ved nå å se på enkelthetene ved bindemiddelformuleringen så er, som nevnt over, generelt en av bindemiddelforbindelsene strålingsherdbar, så som UV-herdbar, elektronstråle-herdbar eller mikrobølge-herdbar. En spesielt anvendelig UV-binde-middelblanding inneholder bestanddeler valgt blant akrylat- og metakrylat-oligomerer og -monomerer. Anvendelige oligomerer innbefatter epoksymetakrylater, alifatisk uretan-akrylater, aromatisk uretan-akrylater, polyesterakrylater, aromatisk syre-akrylater, epoksymetakrylater og aromatisk syre-metakrylater. Monomerer innbefatter mono-, di-, tri-, tetra- og pentafunksjonelle akrylater og metakrylater, så som trimetylolpropan-triakrylat, trimetylolpropan-triakrylat, tris(2-hydroksyetyl)isocyanurat-triakrylat, tripropylenglykol-diakrylat, heksandiol-diakrylat, oktylakrylat og decyl-akrylat. Bindemiddelformuleringen kan innbefatte vesentlige mengder med akrylat-monomerer som inneholder 3 eller flere akrylatgrupper pr. molekyl. Typiske kommersielle produkter innbefatter trimetylolpropan-triakrylat (TMPTA) som nevnt over, samt pentaerytritoltriakrylat (PETA). De relative mengder av di- og tri-funksjonelle akrylater samt høymolekylære akrylatoligomerer, kan bli justert i forhold til de andre komponenter for å oppnå egnede reologiske egenskaper for bearbeiding og hensiktsmessig seighet og kutteegenskaper hos sluttproduktet etter herding.

Videre kan det anvendes koplingsagenser for å forbedre bindingen mellom limet og slipekornene. Typiske koplingsagenser innbefatter organosilaner, for eksempel A-174 og A-I 100 fra Osi Specialities, Inc., og organotitanater og zirkoniumaluminater. En bestemt gruppe koplingsagenser innbefatter aminosilaner og metakryloksysilaner.

Fyllstoffer kan bli innlemmet i dispersjonen for å modifisere dispersjonens reologi og de herdede bindemidlenes hardhet og seighet. Eksempler på anvendelige fyllstoffer innbefatter: metallkarbonater som kalsiumkarbonat og natriumkarbonat, silikaer som kvarts, glassperler og glasskuler, silikater som talkum, leirer og kalsium-metasilikat, metallsulfat som bariumsulfat, kalsiumsulfat og aluminiumsulfat, metall-oksider som kalsiumoksid og aluminiumoksid (som i form av boemitt og/eller pseudo-boemitt) og aluminiumtrihydrat.

Dispersjonen kan omfatte et slipehjelpemiddel for å øke slipeeffektiviteten og kuttehastigheten. Anvendelige slipehjelpemidler kan være uorganisk baserte, så som halogenidsalter, for eksempel natriumkryolitt, kaliumtetrafluorborat, etc. eller være organisk baserte, så som klorerte vokser, for eksempel polyvinylklorid. En bestemt ut-førelsesform innbefatter kryolitt og kaliumtetrafluorborat med partikkelstørrelse i området fra 1 til 80 um, og mest foretrukket fra 5 til 30 um. Andelen slipehjelpemiddel er i området fra 0 til 50 vekt%, og mest foretrukket fra 10 til 30 vekt%, av hele formuleringen (innbefattende slipekomponentene).

I tillegg til bestanddelene over, kan andre komponenter også bli tilsatt: typisk en fotoinitiator så som benzoineter, benzilketal, a-alkoksy-acetofenon, a-hydroksy-alkylfenon, a-aminoalkylfenon, acylfosfinoksid, benzofenon/amin, tioxanton/amin, eller en annen friradikaldanner, antistatiske midler som grafitt, sot og lignende, suspensjonsmidler som røyket silika, antifyllingsmidler som sinkstearat, smøremidler som voks, fuktemidler, fargestoffer, fyllstoffer, viskositetsmodifiserere, dispergerings-midler og skumhindrende midler.

Med hensyn til den andre bindemiddelforbindelse, kan det benyttes forskjellige varmherdbare polymerer. Selv om både termoplastpolymerer og herdepolymerer kan bli anvendt, er ofte herdepolymerer foretrukket på grunn av sin stabile natur, spesielt i sammenheng med kutte- eller ferdiggjøringsoperasjoner som genererer overskudds-varme. I henhold til en bestemt utvikling, utgjøres den andre bindemiddelforbindelse av et pulver, typisk prinsipielt bestående av pulver, eller endog hovedsakelig bare av pulver. Pulverformige varmherdbare bindemidler er særlig fordelaktige fordi slike temmelig enkelt kan bli innlemmet i en prosesstrøm for fremstilling av belagte slipemidler. Egentlig er anvendelse av et pulverformet varmherdbart bindemiddel særlig fordelaktig for dannelse av slipemiddeldispersjoner anvendt til fremstilling av strukturerte slipemidler. Videre er det funnet at anvendelse av varmherdbare komponenter i pulverform medfører forbedrede slipeegenskaper hos sluttproduktet, samt at de gir slipemiddeldispersjoner som har forbedret bearbeidbarhet i det minste på grunn av gunstige endringer i dispersjonenes viskositet. Eksempler på varmherdbare polymerer innbefatter epoksyharpikser, uretanharpikser, fenolharpikser, urea/formaldehyd, melamin/formaldehyd, akrylharpikser, polyesterharpikser, vinyl og blandinger av disse, forutsatt at slike harpikser anvendes i pulverform snarere enn i flytende form. Det er underforstått at slike harpikser er tilgjengelig i begge former, og at pulverform eller partikkelform fortrinnsvis anvendes her.

Slipekornene kan være hvilke som helst, eller en kombinasjon av kjente slipekorn, innbefattende alumina (smeltet eller sintret), zirkonia, zirkonia/aluminium-oksider, silisiumkarbid, granat, diamant, kubisk bornitrid og kombinasjoner av disse. Bestemte utførelsesformer er blitt tilvirket ved å anvende tette slipekorn bestående prinsipielt av a-alumina. Slipepartiklene har generelt en midlere partikkelstørrelse fra 1 til 150 um, og mer typisk fra 1 til 80 um. Generelt utgjør imidlertid mengden tilstede-værende slipekorn fra ca. 10 til ca. 90 vekt%, så som fra ca. 30 til ca. 80 vekt% av formuleringen.

Ryggmaterialet kan være dannet av fleksible, men mekanisk stabile materialer, innbefattende forskjellige polymerfilmer, papir og andre cellulosematerialer, og tekstiler innbefattende bomull og polyester med forskjellige polymere impregnerings-midler. En bestemt type ryggmateriale eller substrat er polyetylentereftalat-film. Andre polymerfilmer innbefatter polykarbonatfilmer. Ryggmaterialene kan være påført grunning eller forbehandlet for å øke adhesjonen mellom slipelaget og ryggmaterialet. Detaljer vedrørende den strålingsherdbare bindemiddelkomponent, additiver med hensyn til denne, ryggmaterialet og slipekornene, kan finnes i US 5014468 som tilhører søker i denne søknad og som innlemmes her gjennom henvisning.

Med hensyn til et bestemt aspekt ved den foreliggende oppfinnelse, fokuserer den følgende beskrivelse på strukturerte slipemidler som generelt har et uthevet mønster med slipemateriale, samt fremgangsmåter for fremstilling av dette.

På figur 1 illustreres en grunnleggende prosessflyt for kontinuerlig tilvirkning av et belagt slipeprodukt 10, og spesielt et strukturert eller konstruert belagt slipeprodukt. Her blir et ryggmateriale 12 trukket av fra en rull 42, anordnet på et av-rullingsstativ. Avrullingsstativet er utstyrt med en brems, i henhold til vanlig praksis, for å oppnå en ønsket motstand mot avrulling av ryggmaterialet. Ryggmaterialet 12 går fra avrullingsområdet rundt en eller flere egnede valser angitt med henvisningstallene 44,46,48 og 50, og til beleggingsområdet angitt generelt med henvisningstall 52, hvor det passerer gjennom klemåpningen dannet av valse 54 og mønstervalse 56, som roterer i retningene vist med piler. Mønstervalsen er en type verktøy som gir 3-dimen-sjonale strukturer som kan anvendes i henhold til utførelsesformer av den foreliggende oppfinnelse. Ryggmaterialet 12 med slipebelegg 14 påført på dette, passerer rundt en eller flere valser 58, 60 til en herdestasjon 62 som har en strålingskilde, så som en kilde med elektronstråling eller aktinisk lys, dvs. ultrafiolett (UV) lys for å herde en del av bindemiddelformuleringen. Herdestasjonen 62 kan videre innbefatte en varmekilde etter kilden med UV-lys for å komplettere herdingen av produktet. Alternativt kan varmekilden være anordnet utenfor produksjonslinjen. Etter en delvis herding hvor det benyttes kun bestråling, kan for eksempel det således delvis herdede produkt bli rullet opp og herdet i opprullet form i en ovn for varmherding (bulk-herding), eller det kan ledes gjennom en annen valse-til-valse-prosess som inneholder en stasjon for varmherding (lineær, eller herding i linjen). I henhold til et aspekt kan det anvendes en første bindemiddelforbindelse som tillater hurtig herding i linjen, og et senere herde-trinn kan finne sted utenfor linjen i en bulkherdeoperasjon, samtidig som det fortsatt kan opprettholdes de ønskede strukturtrekk i limelaget.

Valser 64, 66 besørger at det belagte slipemateriale 10 føres horisontalt gjennom herdesonen. Fra herdesonen kan det belagte slipemateriale 10 føres over valse 68 til en konvensjonell avtakingsinnretning angitt generelt med henvisningstall 70 og som innbefatter valse 72, en gummibelagt valse 74 og en trykkluftdrevet avtrekksvalse

76 for å oppnå en oppviklet rull med belagt slipemateriale.

Stålingskilden for aktinisk lys kan være enhver konvensjonell UV-kilde. Ved praktiseringen av oppfinnelsen kan for eksempel beleggene bli eksponert for UV-lys generert med pærer av type V, D, H eller H+, eller en kombinasjon av dette, som avgir en energi i området fra 100 watt pr. 2,5 cm bredde til 600 watt pr. 2,5 cm bredde.

Mønsteret dannet på ryggmaterialet gjennom kontakt med mønstervalsen kan omfatte isolerte øyer med formulering, eller et mønster med ribber skilt fra hverandre med furer. Generelt er mønstrene utformet for å oppnå et slipeprodukt med mange slipeflater i samme avstand fra ryggmaterialet, hvor slipeflatens areal øker med erosjonen av laget. Mellom slipeflatene er det ofte anordnet kanaler for å tillate sirkula-sjon av slipevæsker og fjerning av slipestøv dannet under slipingen.

I tillegg kan verktøyet anvendt til å danne mønster og avsette slipeblandingen, bli oppvarmet eller avkjølt for å bidra til å heve viskositeten og gjøre formuleringens overflate plastisk, men ikke-flytende. Oppvarmingen må imidlertid ikke nå et slikt nivå at bindemidlet herder mens det er i kontakt med verktøyet. Ved å justere harpiks-formuleringens eller overflatelagets viskositet, blir mønsteret hovedsakelig bibeholdt og tillater herding og håndtering, så som i minst 30 sekunder og fortrinnsvis i minst 60 sekunder.

Selv om den foregående utførelsesform er blitt beskrevet spesifikt i sammenheng med mønstervalse, kan andre teknikker for påføring av mønster bli anvendt. I en forholdsvis enkel form kan et passende substrat bli belagt med en slipemiddelformulering og deretter påført mønster ved kontakt med et pregeverktøy, så som et mønstret stempel eller en riflet stålvalse.

I henhold til en bestemt utvikling anvendes i en slipemiddeldispersjon eller -blanding en varmherdende polymer i pulverform, kombinert med den strålingsherdbare polymer samt en slipekomponent, og ytterligere komponenter som angitt over. Typisk kan den varmherdbare polymer ha en partikkelstørrelse i området fra sub-mikrometer til 500 um. Endring av partikkelstørrelsen kan utnyttes til å modifisere beleggets reologiske egenskaper, samt de mekaniske egenskaper til slutt. Innlemmelse av en bindemiddelharpiks i form av et pulver tillater også bearbeiding av oppslem-minger med et innhold av slipekomponent, fyllstoff og slipehjelpemiddel som er så lavt at det ikke ville la seg bearbeide dersom bindemidlet bare var i flytende form.

Med hensyn til figur 2, så vises et tverrsnitt av en utførelsesform av et strukturert slipemiddel. Nærmere bestemt innbefatter et strukturert slipeprodukt 200 et substrat eller ryggmateriale 205 hvorpå det er anordnet et slipelag 208. Slipelaget 208 innbefatter, i tverrsnitt, hevede trekk 210. Profilen på de hevede trekk 210 kan variere betraktelig basert på tiltenkt sluttbruk. I den viste utførelsesform har trekkene 210 en generell skrånet og et trekantet tverrsnitt som slutter i en forholdsvis skarp topp 210 som danner en kutteflate, og/eller en plan kutteflate 216. De forskjellige trekk kan være bundet sammen gjennom en underliggende matriks 212, eller de kan være i en avstand fra hverandre med tomrom i slipematerialet, som illustrert med del 225, som generelt eksponerer en del av ryggmaterialet 205. Som det kan ses av perspektivskissen, har det strukturerte slipemiddel generelt et repeterende polygonalt sammenhengende mønster. Det skal bemerkes at deler av mønsteret kan være brutt og danne kun lokale mønstre med sammenhengende hevede trekk.

Med hensyn til figurer 3-5, så er det vist forskjellige utførelsesformer av strukturerte slipemidler. Disse figurer representerer grafiske gjengivelser av faktiske SEM-fotografier, og viser på eksemplifisert måte mange forskjellige geometriske mønstre. På figur 3 vises heksagonalt formede overflatetrekk arrangert i en ordnet oppstilling. På figur 4 vises generelt lineære overflatetrekk med et forholdsvis stort aspektforhold, definert som forholdet mellom lengden på overflatetrekket og den nest største dimensjon som her er bredden. Aspektforhold på 10, 100 eller enda større er typiske. På figur 5 vises en oppstilling med kvadratiske overflatetrekk (i horisontalt tverrsnitt). Som vist danner hvert overflatetrekk en pyramide som har fire hovedsider som slutter i en topp. Furene mellom overflatetrekkene kan være fullstendig fri for slipemateriale, men i de viste utførelsesformer inneholder furene generelt en forholdsvis tynnere del med slipelag.

EKSEMPLER

Eksempel 1: Våtsliping av rustfritt stål med Centerless-slipemaskin

Testede produkter: Novolak varmherdende pulver "Varcum 29-345" fra OxyChem ble tilsatt til en tilberedt kontrollprøve med slipemiddelformulering for å evaluere hvilken virkning varmherdingspulveret som gir bindemiddelformuleringen varmherdende funksjonalitet, har på slipeegenskapene ved våtsliping med en Centerless-slipemaskin. De modifiserte formuleringer og kontroUformuleringer ble belagt på et substrat av polyesterduk og bearbeidet under like betingelser for å fremstille et tilberedt slipeprodukt, som innbefattet eksponering for UV-bestråling i en "Fusion UV"-enhet. Det novolak-holdige produkt ble videre varmherdet ved 121 °C i 3,5 timer. Formuleringene er opplistet i tabell 1.

Prosessflyten ved fremstillingen av utførelsesformene her, er beskrevet i detalj i US 5863306 som innlemmes her gjennom henvisning.

Forklaringer: "Ebecryl 3700": epoksyakrylat fra UCB Chemicals. TMPTA: trimetyloltriakrylat fra UCB Chemicals. "Irgacure 819": fosfinoksid-fotoinitiator fra Ciba-Geigy. "Varcum 29-345": novolak-pulver fra OxyChem. ATH: aluminiumtri-hydroksid fra ALCOA, overflatebehandlet med Al 100 silan. Al 100: aminosilan "A1100"fraOsi.

Testmaskin-verktøy: En "ACME Model 47" med konstant tilførsel, Centerless-belteslipemaskin ble anvendt for hele testprosedyren. Maskinen besto av 4 hoved-komponenter innbefattende reguleringshjul, anleggsblad for arbeidsstykke, kontakthjul og slipebelte.

Arbeidsstykke: Det ble anvendt et sett med 20 syllindriske arbeidsstykker av 304 rustfritt stål, som hvert målte 3,8 cm x 25,4 cm ved starten av testen.

Utførelse av testen: Produktene ble bøyd og konvertert til 10 x 137 cm belter for testing på Centerless-slipemaskinen. Før noe arbeidsstykke ble slipt ble følgende parametere for maskinverktøyet verifisert: Reguleringshjulets vinkel ble satt til 5°. Det ble kontrollert at regulerings- og kontakthjulspindlene var parallelle med hverandre. Reguleringshjul og kontakthjul ble avrettet. Nylonstøtten for arbeidsstykket ble pusset ren. Styreinnretningen ble justert til passende klaring for delen.

Utførelsen av testen fulgte sekvensen med trinn skissert nedenfor: Arbeidsstykkene ble forhåndsslipt for å fjerne overflatedefekter. Vekten på hvert arbeidsstykke ble notert. Maskinen ble justert til en ønsket fremoverbevegelse på 0,152 mm, og reguleringshjulets hastighet ble satt til 53 rpm. To bolter ble ført gjennom maskinen, dette ble regnet som én passering. Under slipingen ble et vann-kjølemiddel som inneholdt en rustinhibitor dusjet på slipebeltet. Vekten på hvert arbeidsstykke ble notert for å beregne mengden fjernet metall. Beltetykkelsen og belte-strekkingen ble målt. Fremoverbevegelsen ble deretter økt med ytterligere 0,152 mm, ytterligere to bolter ble sendt gjennom maskinen og vekt, tykkelse og strekking ble igjen målt. Disse trinn ble gjentatt inntil produktet var slipt ned til ryggmaterialet.

Testresultater: Formuleringen med tilsetningen av novolak-pulver viste forbedret slitasjemotstand sammenlignet med kontrollformuleringen. Produktet holdt for 5 passeringer, sammenlignet med 4 for kontrollformuleringen. Selv med et lavere innhold av slipekorn enn hos kontrollprøvén, ble det med produktet med novolak-pulver (eller tilsvarende fenol-formaldehyd-baserte pulvere) oppnådd større fjerning av metall enn med kontrollformuleringen. Videre var forholdet mellom avsliping og slitasje signifikant bedre for produktet med novolak-pulver enn med kontrollproduktet.

Eksempel 2: Komposittslipeskiver

Testprodukter: Det ble testet produkter med to kornstørrelser: 9 um og 30 um. For hver kornstørrelse ble det fremstilt en kontrollformulering med et bindemiddel bestående kun av UV-herdbar harpiks, og det ble fremstilt en modifisert formulering som inneholdt et varmherdbart akrylbasert pulver i tillegg til den UV-herdbare harpiks. De modifiserte formuleringer og kontrollformuleringene ble belagt på et substrat av polyetylentereftalatfilm og bearbeidet under like betingelser for å fremstille et konstruert slipeprodukt, hvilket innbefattet eksponering for UV-stråling i en "Fusion UV"-enhet. Produktene med varmherdbart pulver ble i tillegg underkastet varmherding ved 121 °C i 4 timer.

Forklaringer: "Ebecryl 3720": epoksyakrylat fra UCB Chemicals. TMPTA: trimetyloltriakrylat fra UCB Chemicals. "Irgacure 819": fosfinoksid-fotoinitiator fra Ciba-Geigy. "BYK A501": skumhindrer fra BYK Chemie. "Al 100": aminosilan Al 100 fra Osi. Varmherdende akrylpulver: "158C121" fra VEDOC pulverbelegginger, Ferro.

Arbeidsmaterialer: For testingen ble det anvendt 15x61x1,3 cm kompositt-paneler.

Utstyr: Produkter ble testet i en automatisk slipemaskin utstyrt for å teste skiver for slipemaskin med tilfeldig slipebane. Maskinen besto av en sliper med tilfeldig bane fra Dynabrade, montert på en arm som gikk frem og tilbake med innstilt. slaglengde. Maskinen arbeidet ved å starte skiven, senke armen og anbringe slipeskiven mot arbeidsstykket, bevege slipeskiven frem og tilbake på arbeidsstykket med et innstilt trykk og i en innstilt tidsperiode, og deretter heve slipeskiven bort fra arbeidsstykket. Målinger ble så utført på arbeidsstykket. En vekt ble anvendt til å bestemme vekten, en overflateanalysator ble anvendt til å måle overflatefinishen, og et glansmeter ble anvendt til å måle glansen.

Utførelse av testen: Et komposittpanel ble rengjort og tørket tørt, og vekten ble notert. Maskinens slaglengde ble innstilt på 50,8 cm og slipeskivens kraft nedover ble innstilt på 44,5 N. Panelet ble anbrakt i slipemaskinen og maskinen ble kjørt i 1 minutt. Sliperen beveget seg med en hastighet på ca. 6,1 m/min over arbeidsstykket. Under slipetesten ble vann dusjet på overflaten på panelets faste overflate ved å anvende en dusjflaske. Etter 1 minutts sliping i maskinen ble panelet fjernet fra maskinen, rengjort med vann og tørket tørt. Panelet ble veid og vekttapet notert. En overflateanalysator ble anvendt for å bestemme Ra, Ry og Rmax. Et glansmeter ble anvendt til å bestemme glansavlesninger ved 20, 60 og 85 grader. Panelet ble igjen anbrakt i slipemaskinen, slipt i 1 minutt, rengjort og målt. Denne fremgangsmåte ble gjentatt inntil det var utført inntil 12 minutter med sliping på panelet.

Testresultater:

Sliperesultatene er oppsummert i tabell 7. Formuleringene med varmherdbart pulver hadde signifikant bedre slipebestandighet enn kontrollformuleringene. Både 9 um- og 30 um-fonmileringene med varmherdbart pulver hadde et vekttap etter 12 minutter med våt sliping på bare 0,1 gram, sammenlignet med henholdsvis 7,4 gram og 10, 6 gram for de motsvarende kontrollformuleringer. G-forholdet, definert som forholdet mellom fjernet mengde fra arbeidsstykket og vekttap av produktet, var også vesentlig forbedret for formuleringene med varmherdbart pulver (125 og 43 versus 0,54 og 0,77). I tillegg medførte produktene med varmherdbart pulver at de polerte faste overflater fikk mye høyere glansverdier, hvilket er et kritisk egenskapskriterium for denne anvendelse, sammenlignet med det som ble oppnådd med kontrollformuleringene. Alt i alt medførte tilsetning av plastpulver forbedret slipebestandighet, større G-forhold og høyere glansverdier til slutt for de polerte overflater, i over-raskende høy grad.

Ifølge utførelsesformene over er det beskrevet belagte slipemidler, og spesielt strukturerte eller konstruerte belagte slipemidler med en bestemt bindemiddelformulering som ikke bare forbedrer bearbeidbarhet, men også innebærer betydelige egen-skapskarakteristika som oppsummert over. I tillegg vil anvendelse av en første og en andre distinkt bindemiddelforbindelse, som beskrevet i sammenheng med de forskjellige utførelsesformer beskrevet over, tillate en høy grad av fleksibilitet ved valg av bindemiddel. I motsetning til dette lider tidligere anvendte bifunksjonelle forbindelser med forskjellige funksjonelle grupper bearbeidet til en enkelt bindemiddelforbindelse, av redusert prosessfleksibilitet, og de er signifikant vanskeligere å tilvirke og imple-mentere.

Gjenstanden beskrevet over må betraktes som illustrerende, og ikke begren-sende, og de vedføyde krav er ment å dekke alle slike modifikasjoner, forbedringer og andre utførelsesformer som faller innen rammen for den foreliggende oppfinnelse. I den grad loven tillater skal således rammen for den foreliggende oppfinnelse bestem-mes av den bredest mulige tolkning av de følgende krav og ekvivalenter til disse, og skal ikke være avgrenset eller begrenset av den foregående detaljerte beskrivelse.

Selv om det i det foregående for eksempel er spesifikt henvist til bestemte bindemiddelforbindelser som er henholdsvis strålingsherdbare og varmherdbare, kan de relativt hurtigherdende strålingsherdbare bindemidler bli erstattet med alternative bindemidler. For eksempel kan det anvendes en hurtigherdende epoksy-avsluttet katalysator som herder hurtig ved varmebehandling. Alternativt kan det anvendes en hurtigherdende uretan/blokk-katalysator som herder hurtig ved varmebehandling. I denne sammenheng vil den første bindemiddelforbindelse generelt opprettholde sine ønskede hurtige herdeegenskaper, kombinert med den mer robuste og forholdsvis lavere herdehastighet hos den andre bindemiddelforbindelse.

Claims (27)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av et belagt slipemiddelprodukt, karakterisert ved at en bindemiddelformulering blandes med slipekorn slik at det dannes en slipemiddeloppslemming, hvor bindemiddelformuleringen omfatter en blanding av en første og en andre bindemiddelkomponent, hvor den første bindemiddelkomponent er strålingsherdbar og den andre bindemiddelkomponent er varmherdbar og omfatter et pulver som modifiserer slipemiddeloppslemmingens reologiske egenskaper, et substrat belegges med slipemiddeloppslemmingen slik at det dannes et belagt mellomprodukt som har et slipelag, det belagte mellomprodukt bestråles for å herde den første bindemiddelforbindelse og det belagte mellomprodukt varmbehandles for å herde den andre bindemiddelforbindelse.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor den første bindemiddelkomponent er herdbar med minst én av UV-, mikrobølge- og elektron-stråling.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor den første bindemiddelkomponent omfatter en blanding av UV-herdbare bindemiddelforbindelser.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor slipekornene omfatter minst ett materiale valgt blant alumina, zirkonia, silisiumkarbid, granat, diamant, kubisk bornitrid og kombinasjoner av disse.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, hvor slipekornene omfatter a-alumina.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor bindemiddelformuleringen også omfatter en koplingsagens.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, hvor slipekornene er behandlet med koplingsagensen før blanding med en avstemt bindemiddelformulering.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 6, hvor koplingsagensen omfatter et organosilan eller et organotitanat.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 8, hvor koplingsagensen omfatter et aminosilan eller metakryloksysilan.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor substratet omfatter en komponent valgt blant polymerfilmer, cellulosematerialer og tekstiler.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 10, hvor cellulosematerialene innbefatter papir og hvor tekstilene innbefatter bomull og polyestersubstrater som har polymer-impregneringer.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor det første bindemiddel er mono-herdbart og det andre bindemiddel er mono-herdbart.

13. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor den andre bindemiddelforbindelse består hovedsakelig av pulver.

14. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor belegging og bestråling utføres i en kontinuerlig prosess.

15. Fremgangsmåte ifølge krav 14, hvor vannbehandlingen utføres i den kontinuerlige prosess.

16. Fremgangsmåte ifølge krav 14, hvor den kontinuerlige prosess er en spole-til-spole-prosess hvor substratet omdannes under minst beleggings- og bestrålings-trinnene.

17. Fremgangsmåte ifølge krav 14, hvor beleggingen utføres ved anvendelse av et verktøy som mønstrer slipedispersjonen på substratet.

18. Fremgangsmåte ifølge krav 17, hvor verktøyet har et repeterende polygonalt mønster som etterlater et polygonalt mønster med overflatetrekk på substratet.

19. Fremgangsmåte ifølge krav 14, hvor varmebehandlingen utføres utenfor linjen, det belagte mellomprodukt er i oppviklet form og blir bulk-oppvarmet slik at det oppnås herding av den andre bindemiddelkomponent.

20. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor beleggingen utføres slik at slipemiddellaget har et mønster, og det belagte slipemiddelprodukt blir et strukturert slipemiddelprodukt.

21. Fremgangsmåte ifølge krav 20, hvor mønsteret omfatter hevede overflatetrekk.

22. Fremgangsmåte ifølge krav 21, hvor overflatetrekkene danner et sammenhengende mønster.

23. Fremgangsmåte ifølge krav 21, hvor overflatetrekkene er diskrete fremspring.

24. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor den første bindemiddelkomponent er en UV-herdbar bindemiddelkomponent.

25. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor den UV-herdbare bindemiddelkomponent velges blant blant akrylat- og metakrylat-oligomerer og -monomerer, innbefattende epoksyakrylater, alifatisk uretan-akrylater, aromatisk uretan-akrylater, polyesterakrylater, aromatisk syre-akrylater, epoksymetakrylater, aromatisk syre-metakrylater, og mono-, di-, tri-, tetra- og pentafunksjonelle akrylater og metakrylater.

26. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor den andre bindemiddelkomponent omfatter en varmherdbar polymer.

27. Fremgangsmåte ifølge krav 26, hvor den varmherdbare polymer omfatter epoksyharpiks, uretanharpiks, fenolharpiks, urea/formaldehyd, melamin/formaldehyd, akryl, polyester eller en blanding av disse.