BRPI0614000A2 - produto abrasivo, resina reticulada, composição curável, processo de preparação do produto abrasivo e processo de abrasão - Google Patents

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Abstract

Patente de Invenção: PRODUTO ABRASIVO, RESINA RETICULADA, COMPOSIçãO CURáVEL, PROCESSO DE PREPARAçãO DO PRODUTO ABRASIVO E PROCESSO DE ABRASãO. A presente invenção refere-se a um produto abrasivo que inclui uma pluralidade de partículas abrasivas e uma resina curada com um grupo politiol. Um processo de preparação de produto abrasivo inclui contato de pluralidade de partículas abrasivas com uma composição curável que inclui uma resina e um grupo politiol, e cura de composição curável para produzir o produto abrasivo. Um processo de abrasão de uma superfície de trabalho inclui aplicação de um produto abrasivo a uma superfície de trabalho em um movimento de abrasão para remoção de uma porção da superfície de trabalho. Uma composição curável inclui uma resina de formaldeido e um grupo politiol. Uma resina de formaldeido é reticulada por um grupo politiol. Um processo de reticulação de resina de formaldeido inclui reação de grupo politiol com a resina de formaldeido.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "RESINA COM ALTO DESEMPENHO PARA PRODUTOS ABRASIVOS".
Pedido Relacionado
Este pedido reivindica o benefício do Pedido Provisório US60/695.233, depositado em 29 de junho de 2005, cujos ensinamentos intei-ros são aqui incorporados a título de referência.
Antecedentes da Invenção
Muitos produtos abrasivos incluem partículas abrasivas em umligante, por exemplo, partículas abrasivas ligadas a papel em papel de lixa,ou um artigo abrasivo ligado, tal como uma roda de esmeril, formado de par-tículas abrasivas e um ligante.
Características desejáveis para tais Iigantes incluem resistênciaà ligação, enrijecimento, flexibilidade, facilidade de cura, facilidade de incor-poração de aditivos, tais como corantes, custo mínimo e similar. Ligantesabrasivos tendo uma ou mais de tais características podem exibir vida útil deabrasão mais longa, melhor desempenho abrasivo, formação reduzida dearranhões sobre uma peça de trabalho devido ao movimento das partículas,e simulares.
Numerosos Iigantes têm sido empregados ou tentados em pro-dutos abrasivos, por exemplo, resinas fenólicas, resinas de aminoplasto ten-do grupos carbonila a, β-insaturados pendentes, resinas de uretano, resinasepóxi, resinas de uréia-formaldeído, resinas de isocianurato, resinas de me-lamina-formaldeído, resinas de acrilato, resinas de isocianurato acrilado, re-sinas de uretano acrilado, resinas de bismaleimida, cola de couro, produtoscelulósicos, látice, caseína, proteínas de soja, alginato de sódio, poli(álcoolvinílico), poli(acetato de vinila), poli(éster acrílico) e poli(etileno-acetato devinila), poli(estireno-butadieno), misturas destes, e similares.
Contudo, há ainda a necessidade, na técnica, por Iigantes abra-sivos com propriedades aperfeiçoadas.
Sumário de invenção
Foi agora constatado que aditivos de politiol proporcionam pro-priedades aperfeiçoadas para Iigantes de resinas abrasivas.Um produto abrasivo inclui uma pluralidade de partículas abrasi-vas e uma resina curada com um grupo politiol.
Um método para preparar o produto abrasivo inclui contatar apluralidade de partículas abrasivas com uma composição curável que incluiuma resina e um grupo politiol, e curar a composição curável para produzir oproduto abrasivo.
Um método fazer abrasão em uma superfície de trabalho incluiaplicar um produto abrasivo a uma superfície de trabalho em um movimentode abrasão para remover uma porção de superfície de trabalho. O produtoabrasivo inclui um material abrasivo em uma resina reticulada, em que a re-sina reticulada inclui reticulações por um grupo de reticulação de poliol.
Uma resina de formaldeído é reticulada pelo grupo politiol.
Uma composição curável inclui a resina de formaldeído e o reti-culador de politiol.
Um método de reticular a resina de formaldeído inclui reagir oreticulador de politiol com a resina de formaldeído.
Em modalidades particulares, uma resina reticulada é seleciona-da de fenol-formaldeído, melamina-formaldeído, e uréia-formaldeído, a resi-na reticulada por um grupo politiol tendo pelo menos três metades tiol, ogrupo politiol sendo pelo menos 1% da resina reticulada em peso, em queem comparação com a mesma resina sem o grupo politiol, a resina reticula-da satisfaz pelo menos um critério selecionado do grupo que consiste naresina reticulada tendo transparência aumentada, a resina reticulada tem ummódulo de armazenagem aumentado, a resina reticulada tem uma módulode perda aumentado, e a resina reticulada tem uma tangente δ aumentada.
Em modalidades particulares, um produto abrasivo compreende partículasabrasivas embutidas nessa resina.
As resinas curadas descritas, tais como resinas reticuladas, sãode cor estável em comparação com outras resinas. Por exemplo, o escure-cimento típico observado nas resinas fenólicas pode ser diminuído com reti-culação de politiol, sem o uso de melamina, fornecendo resinas transparen-tes capazes de serem usadas em aplicações que se beneficiam de transpa-rência, por exemplo, uso com corantes, ou similares.
As resinas descritas têm propriedades mecânicas aperfeiçoadas,por exemplo, módulo de armazenagem médio aumentado, módulo de perdamédio aumentado, tangente δ média diminuída, e similar. As propriedadesmecânicas aperfeiçoadas podem levar às aplicações aperfeiçoadas tais co-mo em produtos abrasivos. Por exemplo, em abrasivos revestidos, tal comolixa, as resinas descritas em um produto que melhor retém grãos abrasivoslevando à formação de arranhões aleatórios diminuída, é mais flexível le-vando a menos ruptura/fragilidade podendo aperfeiçoar a vida útil e desem-penho do produto, ou podendo manter força de corte normal maior para amesma vida útil, e similar.
Além disso, o uso das resinas curadas descritas, tais como resi-nas reticuladas, pode aperfeiçoar de forma significante a flexibilidade do a-brasivo revestido, enquanto, ao mesmo tempo, aperfeiçoa a adesão interfa-ciai, por exemplo, entre a estrutura e a camada de forro.
Sem desejar estar ligado a qualquer teoria, acredita-se que opolitiol possa aperfeiçoar as propriedades das resinas curadas, tais comoresinas reticuladas, de várias maneiras. Acredita-se que o poliol age comoum agente de transferência de cadeia, que pode diminuir as altas taxas depolimerização de resinas, quando reagido com o politiol. Acredita-se que acura de algumas resinas sem o politiol prossiga imediatamente, ou perto dis-so, para peso molecular alto, polímeros "vitrificados" que podem ter pobrestaxas de conversão e propriedades mecânicas fracas. Acredita-se que o poli-tiol resulte em conversão em percentagem mais alta de alguns dos monôme-ros de resina, resultando na extensão de cadeia intermolecular, evitandoalguns dos efeitos de vitrificação e levando às melhores propriedades. Acre-dita-se que a liberdade rotacional em torno da metade -S- possa aliviar atensão em torno dos grãos abrasivos, que pode aperfeiçoar as propriedadesmecânicas.
Breve Descrição dos Desenhos
A figura 1 é um diagrama de um produto abrasivo revestido 100que inclui um substrato de suporte 102, tal como lixa, lixa fina, ou similar.A figura 2 mostra um efeito de "sombra de grão" que se acreditaocorra durante a cura, com ultravioleta, do abrasivo revestido 100.
A figura 3 é um gráfico da absorbância no ultravioleta de um fo-toiniciador de comprimento de onda longo da invenção 500, um iniciador decomprimento de onda curto 502, três grãos abrasivos diferentes 504, 506, e 508.
As figuras 4A, 4b, e 4C, respectivamente, mostram as proprie-dades mecânicas aperfeiçoadas de módulo de armazenagem médio aumen-tado, módulo de perda médio aumentado, e tangente δ média diminuída,medidos em uma faixa de temperatura de -150°C a 250°C, para uma resinade triacrilato de trimetilolpropano/tris(2-hidróxi etil) isocianurato triacrilato re-ticulada com o politiol pentaeritritol tetra-(3-mercaptopropionato) em compa-ração com a mesma resina de triacrilato de trimetilolpropano/tris(2-hidróxietil) isocianurato triacrilato sem politiol.
A figura 5 é uma fotografia que mostra um arranhão aleatórioindesejável no acabamento de uma peça de trabalho.
As figuras 6A e 6B são fotografias que mostram a diferença noacabamento da superfície de uma peça de trabalho entre um abrasivo reves-tido com triacrilato de trimetilpropano/tris (2-hidróxi etil)isocianurato triacrilato(resina TMPTA/ICTA) em uma razão 70/30, reticulado com o politiol pentae-ritritol tetra-(3-mercaptopropionato) (6A) em comparação com a mesma resi-na sem politiol (6B).
As figuras 7A e 7B são fotografias de abrasivos revestidos de-pois de condições idênticas de uso. A figura 7A é uma fotografia de umabrasivo revestido com (resina TMPTA/ICTA) reticulada com o politiol penta-eritritol tetra-(3-mercaptopropionato); A figura 7B é uma fotografia de um a-brasivo tendo a mesma resina sem o poliol.
Descrição Detalhada da Invenção
Os objetos acima e outros, e características e vantagens da in-venção tornar-se-ão aparentes a partir da seguinte descrição mais particulardas modalidades preferidas da invenção, conforme ilustração nos desenhosanexos, nos quais caracteres de referência similares referem-se às mesmaspartes em todas as diferentes vistas. Os desenhos não estão necessaria-mente em escala, pois ênfase é colocada na ilustração dos princípios da in-venção.
As modalidades descritas são, em geral, relacionadas a grupospolitiol em combinação com polímeros e resinas, em particular empregadoscomo Iigantes incorporados aos produtos abrasivos.
Em um aspecto, a presente invenção é direcionada a um produ-to abrasivo que inclui uma resina curada com um grupo politiol. Em algumasmodalidades, a resina curada inclui uma resina reticulada com o grupo politiol.
Como usado aqui, "resina" não curada ou não reticulada é umacomposição para curar ou reticular, que compreende um ou mais componen-tes selecionados de monômeros, oligômeros, e polímeros, e podem conter,opcionalmente, outros aditivos, tais como corantes, estabilizantes, plastifi-cantes, cargas, solventes, agentes anticarga, ou similares. Geralmente, umaresina inclui uma mistura de componentes parcialmente polimerizados queendurecem mediante cura, que é tipicamente o resultado de uma reação dereticulação. A resina curada ou não reticulada pode ser curada por iniciaçãocom luz, radiação de feixe de elétrons, ácido, base, calor, combinações des-tes ou similares, para formar a resina reticulada. Tipicamente na invenção,as resinas não curadas ou não reticuladas, tais como resinas de aldeído, sãocuradas ou reticuladas com um grupo politiol.
Como usado aqui, um "reticulador de politiol" ou "grupo politiol" éuma metade orgânica que inclui pelo menos dois grupos tiol (-SH); quandoreticulados, os tióis ficam na forma de grupo éter de enxofre (-S-). Politióispodem ser oligômeros ou polímeros tendo 2, 5, 10, 20, 50, 100 ou mais gru-pos tiol. Geralmente, um grupo politiol compreende de 2 a 6 grupos tiol. Emuma modalidade, o grupo politiol é um composto orgânico não polimérico.Como usado aqui, o composto orgânico "não polimérico" significa que ocomposto orgânico não inclui unidade de repetição, ou não mais que 10 re-petições (preferivelmente não mais que 5 repetições) de uma unidade derepetição que um polímero tipicamente inclui. Em uma modalidade específi-ca, o grupo politiol é um tritiol ou tetratiol. Em uma modalidade específica, otritiol ou tetratiol é não polimérico. Em uma modalidade preferida, o grupopolitiol pode ser selecionado de tri(3-mercaptopropionato) de trimetilolpropa-no, tri(2-mercaptoacetato) de trimetilolpropano, tetra(3-mercaptopropionato)de pentaeritritol, tetra(2-mercaptoacetato) de pentaeritritol, poliol-3-mercapto-propionatos, poliol-2-mercaptoacetatos, poliéster-3-mercaptopropionatos,poliéster-2-mercaptoacetatos, tri(3-mercaptopropionato) de trimetilolpropanoetoxilado, também conhecido como o nome comercial ETTMP 1300 (Chemi-cal Abstract Service Registry N0 345352-19-4), outros poliolestertióis, outrospolioltióis, ou similares. Em uma modalidade preferida, o politiol inclui tetra(3-mercaptopropionato) de pentaeritritol (C(Ch2OOCCH2CH2-SH)4). Numerosospolitióis estão comercialmente disponíveis da BRUNO BOCK ChemischeFabrik GmbH & Co. KG, Marschacht, Alemanha.
Em uma modalidade específica, a resina a ser curada ou reticu-lada inclui uma resina de aldeído, preferivelmente uma resina de formaldeí-do, reticulada com um grupo politiol. Como usada aqui, a "resina de aldeído"não curada ou não reticulada inclui composições poliméricas ou parcialmen-te polimerizadas que são formadas por reações de condensação de um al-deído com nucleófilos, tais como compostos amino ou compostos fenólicos,onde água é gerada como subproduto. Como usado aqui, o "composto ami-no" significa um composto monomérico tendo pelo menos um grupo amino (-NH2). Exemplos dos compostos amino, que podem ser empregados na in-venção, incluem uréia; aminotriazinas tal como melamina; e misturas destas.Como usado aqui, o "composto fenólico" significa um composto monoméricotendo pelo menos uma unidade fenólica. Exemplos dos compostos fenólicosque podem ser empregados na invenção incluem fenol; alquil fenóis, taiscomo cresóis (por exemplo, o-cresol, m-cresol e p-cresol), xilenóis (por e-xemplo, 2,4-xilenol), cardinóis, etil fenóis, propil fenóis, hexil fenóis, nonil fe-nóis ou líquido da castanha de caju; alquenil fenóis, tal como isopropenil fe-nol; fenóis poliídricos, tal como resorcina; aril fenóis, tal como fenilfenol; umdiol fenólico, tal como CH2(C6H4OH2) ou C(CH3)2(C6H4OH)2; e misturas des-tes. Como usado aqui, "aldeído" significa um composto orgânico tendo pelomenos um grupo aldeído ou um grupo funcional que pode ser convertido emum grupo aldeído, que é capaz de reagir com um composto fenólico comodescrito acima. Exemplos de tais aldeídos incluem formaldeído; materiaisprodutores de formaldeído tal como paraformaldeído; acetaldeído; furfural;butiraldeído; e misturas destes.
Em uma modalidade mais específica, a resina a ser curada oureticulada inclui uma resina de fenol-aldeído, de melamina-aldeído, de uréia-aldeído, ou uma mistura destas. Em uma modalidade ainda mais específica,a resina a ser curada ou reticulada inclui uma resina de fenol-formaldeído,de melamina-formaldeído, de uréia-formaldeído, ou uma mistura destas. Emalgumas modalidades preferidas, a resina a ser Curada ou reticulada incluiuma resina de fenol-formaldeído. Exemplos específicos de tal fenol-formaldeído que podem ser empregados na invenção podem ser encontra-dos na técnica, por exemplo, Patente US 4.130.550; Patente US 4.289.814;e Patente US 4.578.425, cujos ensinamentos inteiros são aqui incorporadosa título de referência.
Em uma outra modalidade específica, a resina a ser curada oureticulada inclui um polímero de tiol-eno, em que o polímero de tiol-eno écurado ou reticulado com o grupo politiol, ou, em outras palavras, as meta-des tiol do polímero tiol-eno incluem os grupos tiol do grupo politiol. Em mo-dalidades particulares, a resina a ser curada ou reticulada inclui triacrilato detrimetilolpropnao ou tris(2-hidróxi etil)isocianurato triacrilato.
Em ainda uma outra modalidade, a resina a ser curada ou reticu-lada inclui ou é ainda combinada com um componente opcionalmente reticu-lado ou reticulável selecionado de resinas fenólicas, resinas de aminoplastotendo grupos carbonila a, β-insaturados pendentes, resinas de uretano, resi-nas epóxi, resinas de uréia-formaldeído, resinas de isocianurato, resinas demelamina-formaldeído, resinas de acrilato, resinas de isocianurato acrilado,resinas de uretano acrilado, resinas epóxi acrilado, resinas de bismaleimida,cola de couro, produtos celulósicos, látice, caseína, produtos de soja, algina-to de sódio, poli(álcool vinílico), poli(acetato de vinila), poli(éster acrílico) epoli(etileno-acetato de vinila), poli(estireno-butadieno), e misturas destes.
Geralmente, o grupo politiol pode formar de pelo menos cerca de1% a cerca de 99% da resina curada ou reticulada em peso, tipicamente pe-lo menos cerca de 5%, mais tipicamente de cerca de 5% a cerca de 50%,particularmente de cerca de 5% a cerca de 40%, ou, especificamente, decerca de 10% a cerca de 40%.
Os artigos abrasivos da invenção incluem artigos abrasivos re-vestidos, artigos de polimento ou abrasivos estruturados, artigos abrasivosligados, e artigos abrasivos não tecidos.
Em uma modalidade, os artigos abrasivos da invenção são arti-gos abrasivos revestidos. Tipicamente, os artigos abrasivos revestidos dainvenção incluem um substrato de suporte tendo uma primeira superfícieprincipal e uma segunda superfície principal; um material abrasivo, tal comouma pluralidade de partículas abrasivas; um Iigante de resina, que adere apluralidade de partículas abrasivas à primeira superfície principal do substra-to, e, opcionalmente, um revestimento periférico que compreende um com-ponente anticarga. O material abrasivo tais como grãos abrasivos, partículasou aglomerados destes, pode estar presente um uma camada (por exemplo,camada de resina-abrasivos) ou em duas camadas (por exemplo, camadade adesivo interna ("make coat") e camada de adesivo externa ("size coat")das partículas abrasivas revestidas. Os artigos abrasivos revestidos da in-venção incluem um Iigante de resina curado ou reticulado com um politiol,conforme descrito acima, em pelo menos uma camada selecionada do grupoque consiste em camada de ligante-abrasivo, revestimento posterior adesi-vo, revestimento frontal adesivo, camada de adesivo interna, camada de a-desivo externa e revestimento superadesivo. Tal Iigante de resina pode sergeralmente formado por cura de uma composição de Iigante de resina queinclui uma resina não reticulada ou uma resina parcialmente reticulada, e umgrupo politiol, conforme descrito acima.
Em algumas modalidades específicas, os artigos abrasivos re-vestidos da invenção incluem um substrato de suporte tendo uma primeirasuperfície principal e uma segunda superfície principal; uma pluralidade departículas abrasivas; um Iigante de resina que adere a pluralidade de partí-culas abrasivas à primeira superfície principal do substrato, que pode serdesignada como um camada de adesivo interna. Em um exemplo, tal cama-da de adesivo interna pode ser formado por impregnação do substrato desuporte com um Iigante de resina sem grãos abrasivos. Opcionalmente, de-pendendo de suas aplicações específicas, os produtos abrasivos revestidospodem incluir ainda outros revestimentos, por exemplo, uma camada de a-desivo externa, uma camada superadesiva externa ("supersize coat"), ousimilar. Nessas modalidades, materiais abrasivos podem ser aplicados sepa-radamente por gravidade, deposição eletrostática ou em corrente de ar, oucomo lama juntamente com as composições adesivas de poliuretano.
Em outras modalidades específicas, o substrato de suporte podeser impregnado com uma lama de resina-abrasivos que inclui um materialabrasivo, tais como partículas abrasivas, e um Iigante de resina, para formaruma camada de ligante-abrasivos, dependendo da agressividade requeridadas ferramentas abrasivas revestidas acabadas, conforme descrição acima.
Os substratos de suporte adequados para os artigos abrasivosrevestidos da invenção incluem quaisquer de vários materiais convencional-mente usados como substratos na fabricação de abrasivos revestidos, taiscomo papel, pano, filme, espuma polimérica, fibra, fibra vulcanizada, materi-ais tecidos e não tecidos, metal, madeira, plástico, cerâmica, ou similar, ouuma combinação de dois ou mais destes materiais ou versões tratadas des-tes. O substrato pode ser também um laminado de papel/filme, pano/papel,filme/pano, ou similar. Os substratos podem ter graus variados de flexibilida-de, a partir de papel delgado, filme, pano ou similar relativamente flexível atémetal cerâmica, madeira ou similar relativamente rígido. A escolha do mate-rial de substrato dependerá da aplicação pretendida do artigo abrasivo. Aresistência do substrato deve ser suficiente para resistir ao rasgamento ououtro qualquer dano quando em uso, e a espessura e maciez do substratodeve permitir a obtenção do produto com espessura e maciez desejadaspara a aplicação pretendida.
O substrato em um artigo abrasivo revestido pode ter um reves-timento saturante/adesivo, um revestimento frontal adesivo e/ou um revesti-mento posterior adesivo. Tais revestimentos podem ser empregados paravedar o substrato e/ou para proteger o fio ou fibras no substrato. Se tal subs-trato for um material de pano, pelo menos um desses revestimentos podeser requerido. A adição de revestimento frontal adesivo ou posterior adesivopode resultar, adicionalmente, em uma superfície "mais macia" no lado fron-tal e/ou no lado posterior do substrato.
Adicionalmente, um material antiestático pode ser incluído emqualquer um desses revestimentos de tratamento de pano. A adição de ummaterial antiestático pode reduzir a tendência do artigo abrasivo revestido deacumular eletricidade estática quando se está jateando com areia a madeiraou materiais similares à madeira. Detalhes adicionais sobre substratos anti-estáticos e revestimentos de substrato (tratamentos) podem ser encontra-dos, por exemplo, nas patentes norte-americanas US NeS 5.108.463 (Bu-chanan et al.); US 5.328.716 (Buchanan); e US 5.560.753 (Buchanan et al.)
O substrato pode ser também um termoplástico reforçado fibro-so, por exemplo, como mostrado na Patente US 5.417.726 (Stout et al.), ouuma correia sem fim e sem junção, por exemplo, como descrita, na PatenteUS N5 5.573.619 (Benedict et al.). Igualmente, o substrato pode ser umsubstrato polimérico tendo hastes de engate que se projetam dele, por e-xemplo, tal como descrito na Patente US N9 5.505.747 (Chesley et al.). Simi-larmente, o substrato pode ser um pano de laço, por exemplo, conformedescrito na Patente US N9 5.565.011 (Follett et al.)
Em alguns casos, pode ser preferido incorporar um adesivo sen-sível à pressão no lado posterior do abrasivo revestido de modo que o abra-sivo revestido resultante possa ser fixado a um bloco de suporte. Exemplosrepresentativos de adesivos sensíveis à pressão, adequados para a inven-ção, incluem crepe de látex, colofônia, polímeros e copolímeros acrílicos,incluindo poii(éster de acrilato, por exemplo, poli(acrilato de butila), éteresvinílicos, por exemplo, poli(éter vinil n-butílico), adesivos de alquid, adesivosde borracha, por exemplo, borracha natural, borracha sintética, borracha clo-rada, e misturas destes. Um adesivo sensível à pressão preferido é um co-polímero de acrilato de isooctila-ácido acrílico.
O abrasivo revestido pode estar na forma de um rolo de discosabrasivos, conforme descrição na Patente US 3.849.949 (Steinhauser et al.).O abrasivo revestido pode ser convertido em uma variedade de configura-ções e conformações diferentes, tais como, correias, discos, folhas, fitas,cordões e similares. As correias podem conter uma união ou junção, alterna-tivamente as correias podem ser sem juntas, como ensina a Patente US5.573.619 (Benedict et al.).
Alternativamente, o abrasivo revestido pode conter um sistemade ligação do tipo gancho ou laço para fixar o abrasivo revestido ao bloco desuporte. O pano de laço pode estar sobre o lado posterior do abrasivo reves-tido com ganchos sobre o bloco de suporte. Alternativamente, os ganchospodem estar no lado posterior do abrasivo revestido com os laços no blocode suporte.
Um sistema de fixação do tipo gancho ou laço é ainda descritonas Patentes US NQs 4.609.581 (Ott), US 5.254.194 (Ott et al.) e US5.505.747 (Chesley et al.). Alternativamente, o precursor de revestimento defabricação pode ser revestido diretamente sobre o pano de laço, por exem-plo, como descrito na Patente US 5.565.011 (Follett, et al.).
É também exeqüível aderir as partículas abrasivas tanto a umasuperfície principal ou de trabalho e à superfície oposta de um substrato. Aspartículas abrasivas podem ser iguais ou diferentes umas das outras. Nesseaspecto, a partícula abrasiva tem essencialmente dois lados; um lado podeconter uma pluralidade de partículas abrasivas, que são diferentes de umapluralidade de partículas abrasivas no outro lado. Alternativamente, um ladopode conter uma pluralidade de partículas abrasivas tendo tamanho de par-tícula diferente daquelas no outro lado. Em alguns casos, esse artigo abrasi-vo de dois lados pode ser usado de um modo, no qual ambos os lados doartigo abrasivo efetuem abrasão ao mesmo tempo. Por exemplo, em umaárea pequena tal como um canto, um lado do artigo abrasivo pode efetuarabrasão na superfície de topo de peça de trabalho, enquanto o outro ladopode efetuar abrasão na superfície de fundo da peça de trabalho.
Abrasivos não tecidos são incluídos no escopo de invenção. A-brasivos não tecidos são descritos geralmente na Patentes US N9S2.958.593 (Hoover et al.) e Patente US 4.991.362 (Heyer et al.).
Artigos abrasivos ligados estão também dentro do escopo dainvenção. Um artigo abrasivo ligado inclui tipicamente um Iigante de resinaque adere as partículas abrasivas, umas às outras, na forma de um produtomoldado, por exemplo, roda de esmeril, uma pedra de afiação, ou similares.
O artigo abrasivo ligado pode consistir no abrasivo e na resina curada des-critos acima, ou pode, opcionalmente, ser ligado ou moldado a um suporte,tal como um cabo, um eixo, uma roda, ou similar. Artigos abrasivos ligadosestão geralmente descritos na Patente US N- 4.800.685 (Haynes). De acor-do com a presente invenção, um componente anticarga está presente emum revestimento periférico sobre pelo menos uma porção do Iigante de resi-na ou na matriz dos artigos abrasivos ligados.
A Figura 1 é um diagrama de um produto abrasivo revestido 100que inclui um substrato de suporte 102, tal como papel. A resina curada comum grupo politiol, como descrito acima, pode estar presente em um ou maisrevestimentos, tais como um camada de adesivo interna 104, uma camadade adesivo externa 106, uma camada superadesiva externa 108 no substra-to de suporte 102, ou similar. Tipicamente, a resina curada pode ligar as par-tículas abrasivas 110 no substrato de suporte para formar um revestimentoabrasivo no substrato de suporte. O abrasivo revestido pode incluir, opcio-nalmente, uma carga opcional 112.
O substrato 102 pode ser rígido ou flexível, poroso ou não poro-so, e similar. Por exemplo, em várias modalidades, o substrato de suportepor ser uma tela não tecida, alta; um substrato rígido; um substrato flexíveltendo uma superfície principal; ou similares. Em modalidades particulares, osubstrato de suporte é flexível, e a resina curada se conforma substancial-mente ao dobramento do substrato.
Em alguns casos, a camada superadesiva externa 108, pode serdepositado com ou sem um ligante. Geralmente, a função do revestimento desuperadesão 108 é colocar sobre uma superfície de materiais abrasivos re-vestidos um aditivo que proporciona características especiais, tal como capa-cidade de esmeril aperfeiçoada, lubrificação de superfície, propriedades anti-estáticas ou propriedades anticarga. Exemplos de auxiliares de esmeril ade-quados são aqueles que incluem KBF4. Exemplos de lubrificantes adequadospara revestimento superadesivo 108 incluem estearato de lítio e Iauril sulfatode sódio. Exemplos de agente antiestático adequado incluem sulfonato demetal alcalino, aminas terciárias e similares. Exemplos de agentes anticargaadequados incluem sais de metal de ácidos graxos, por exemplo, estearato dezinco, estearato de cálcio e estearato de lítio e similar. Tensoativos aniônicosorgânicos podem ser também usados como agentes anticarga eficazes. Umavariedade de tais tensoativos aniônicos e composições anticarga incluindo taltensoativo aniônico estão descritos no Pedido de Patente US 2005/0085167A1, cujos ensinamentos inteiros são incorporados por referência. Outros e-xemplos de apropriados agentes anticarga incluem agentes anticarga inorgâ-nicos, tais como silicatos de metais, sílicas, carbonatos de metais e sulfatosde metais. Exemplos de tais agentes anticarga inorgânicos podem ser encon-trados em WO 02/062531 e patente US 6 835 220, os inteiros ensinamentosdas quais são aqui incorporados por referência.
Em modalidades particulares, o produto abrasivo pode incluiruma camada de dispersão de energia aquiescente 114, que pode estar entreo substrato suporte 102 e o revestimento abrasivo 104 (como mostrado) ou osubstrato suporte 102 pode estar entre o revestimento abrasivo 104 e cama-da de dispersão de energia aquiescente 114. Em algumas modalidades, osubstrato suporte pode ser fabricado de um material que provê a função desubstrato suporte e a função de dispersão de energia aquiescente em umaúnica camada, por exemplo, um filme de polímero elastomérico, ou similar. Acamada de dispersão de energia aquiescente é acreditada pelo menos emparte mitigar os efeitos de força de ação abrasiva que é acreditada tender afazer com que as partículas abrasivas sejam liberadas do Iigante resina reti-culada ou curada. Assim, um produto com uma camada de dispersão de e-nergia aquiescente comparado a um produto de outro modo idêntico semuma tal camada pode ter performance de abrasão aperfeiçoada, tempo devida de abrasão aperfeiçoado, ou similares.
O produto abrasivo pode incluir um corante, por exemplo, coran-tes ou pigmentos. Geralmente, uma porção do corante pode ser visível atra-vés de resina curada,tal como a resina reticulada, por exemplo, em algumasmodalidades, uma porção do corante é incluída na resina curada, em umsubstrato suporte opcional, e/ou em um revestimento entre o substrato su-porte opcional e a resina curada. Em modalidades particulares, o corantepode incluir corantes policíclicos orgânicos, corantes monoazo orgânicos,corantes diazo orgânicos, complexos organometal, pigmentos inorgânicoscomo óxidos de metais ou complexos. Corante pode cair em Perinona, an-traquinona, complexos corantes azo e tioindigóide.
Um corante fluorescente é um corante ou pigmento contendouma molécula orgânica fluorescente. Descrições detalhadas de corantesfluorescentes podem ser encontradas em Zollinger, H., "Color Chemistry:Synthesis, Properties, and Applications of Organic Dyes and Pigments", 2-Ed., VCH, New York, 1991, os inteiros ensinamentos do qual são aqui incor-porados por referência. Como aqui usado, um corante fluorescente pode ser,por exemplo, um xanteno, tioxanteno, fluoreno (por exemplo, fluoresceínas,rodaminas, eosinas, floxinas, uraninas, succineínas, sacareínas, rosaminas,e rodóis), naftilamina, naftilimida, naftolactam, azalactona, metina, oxazina,tiazina, benzopirano, cumarina, aminocetona, antraquinona, isoviolantrona,antrapiridona, piranina, pirazolona, benzotiazeno, perileno, ou tioindigóide.
Mais preferivelmente, um corante fluorescente é selecionado do grupo con-sistindo em xantenos, tioxantenos, benzopiranos, cumarinas, aminocetonas,antraquinonas, isoviolantronas, antrapiridonas, piraninas, pirazolonas, ben-zotiazenos, tioindigóides e fluorenos. Mais preferivelmente, o corante fluo-rescente é um tioxanteno ou tioxanteno.
Aqueles versados na técnica conhecem muitos corantes comer-cialmente disponíveis, a específica estrutura química de derivados individu-ais dentro de uma classe, por exemplo, derivados tioxanteno, pode não serpublicamente disponível. Assim, específicos corantes fluorescentes são tipi-camente referidos por nome de índice de Cor (C.I.), como definido em "Co-Iour Index International", A- Ed. American Association of Textile Chemistsand Colorists, Research Triangle Park, NC, 2002. O índice de Cor também édisponível em www.colour-index.org. Os inteiros ensinamentos do índice deCor são aqui incorporados por referência.
Exemplos de corantes fluorescentes preferidos incluem C.l. Sol-vent Orange 63 (Hostasol Red GG1 Hoechst AG, Frankfurt, Germany), C.l.Solvent Yellow 98 (Hostasol Yellow 3G, Hoechst AG, Frankfurt, Germany), eC.l. Solvent Orange 118 (FL Orange SFR1 Keystone Aniline Corporation,Chicago, Illinois).
A quantidade de corante que pode ser empregada depende dosparticulares do uso pretendido, as características do corante, os outros com-ponentes na composição, e similares. Aqueles versados na técnica saberãocomo julgar estes detalhes para determinar a quantidade de corante para umuso particular. Tipicamente, a quantidade de corante será uma fração empeso da composição corante total de entre cerca de 0,01 e cerca de 2%,mais preferivelmente entre cerca de 0,05 e cerca de 0,5%, e mais preferi-velmente, cerca de 0,2%.
Em modalidades específicas, o corante é vermelho, laranja, a-marelo, verde, azul, índigo ou violeta. Em modalidades específicas, o coran-te é fluorescente, por exemplo, vermelho fluorescente, laranja fluorescente("blaze orange"), amarelo fluorescente, verde fluorescente, ou similares. Emalgumas modalidades preferidas, o corante é laranja fluorescente ("blazeorange").
Em várias modalidades, particularmente em algumas modalida-des incluindo a presença de um corante, a resina curada ou reticulada nãoinclui melamina.
Em várias modalidades, o corante pode ser empregado para i-dentificar o produto abrasivo, por exemplo, para marca comercial, para indi-cação de utilização tal como úmida, seca, madeira, metal, ou similares, oupara identificação de tamanho de grão, ou similares.
Em várias modalidades, o corante pode ser formado como umpadrão impresso, por exemplo, para mostrar um logo, uma descrição de i-dentificação, um número de parte, uma instrução de utilização, um aviso desegurança, um indicador de uso, um indicador de carga de Iimalha de ferro,ou similares. Por exemplo, um abrasivo carregado com Iimalha de ferro ouum abrasivo que é gasto pode ser menos efetivo, assim fazendo um indica-dor de desgaste ou indicador de carga de Iimalha de ferro útil para indicaçãoa um usuário que uma mudança em abrasivo para aperfeiçoar eficácia. Co-mo aqui usado, "limalha de ferro" refere-se a material de peça de trabalhoabrasivada que pode "carregar" ou permanece em contato com o abrasivo,tendendo a reduzir a eficácia do abrasivo.
Em algumas modalidades, a resina curada pode ser curada, porexemplo, reticulada, por um fotoiniciador tendo, em um comprimento de on-da de 350 nm ou maior, um valor de absorção maior que 0,1, geralmentemaior que 0,15, tipicamente maior que 0,2, mais tipicamente maior que 0,25,ou particularmente maior que 0,3.
Tipicamente, o valor de absorção em um comprimento de ondade 350 nm ou maior está acima de uma faixa de comprimentos de onda depelo menos cerca de 10 nm, mais tipicamente pelo menos cerca de 25 nm,particularmente pelo menos cerca de 40 nm, ou em modalidades específicascerca de 50 nm. A faixa de comprimento de onda pode ser localizada partin-do de 350 nm ou maior, tipicamente localizada entre 350 nm e 800 nm, maistipicamente entre 350 nm e 500 nm, ou em algumas modalidades entre 350nm e 450 nm. Em modalidades particulares, a faixa de comprimento de ondapode estar localizada entre 350 nm e 400 nm, tipicamente começando em350 nm.
Em algumas modalidades, a resina curada pode ser curada, porexemplo, reticulada, por um fotoiniciador selecionado de óxido de bis-acilfosfina e a-hidroxicetona.
Em algumas modalidades, o produto abrasivo inclui grãos abra-sivos que podem ser, pelo menos em parte, transparentes para luz ultravio-leta, por exemplo, tendo, em um comprimento de onda de 350 nm ou maior,um valor de absorção de menos que 0,9, geralmente menos que 0,8, tipica-mente menos que 0,7, mais tipicamente menos que 0,6, ou particularmentemenos que 0,5. Tipicamente, o valor de absorção em um comprimento deonda de 350 nm ou maior está sobre uma faixa de comprimento de onda depelo menos cerca de 10 nm, mais tipicamente pelo menos cerca de 25 nm,particularmente pelo menos cerca de 40 nm, ou em modalidades específicascerca de 50 nm.
Da mesma maneira, em algumas modalidades, o produto abra-sivo inclui um substrato suporte que pode ser transparente para luz ultravio-leta.
Também, em várias modalidades, a resina curada ou reticuladae/ou o produto abrasivo podem incluir um material de enchimento transpa-rente a ultravioleta, por exemplo, um material de enchimento que transmitemais luz ultravioleta que materiais de enchimento opacos padrões como car-bonato de cálcio e sílica. Em modalidades particulares, o material de enchi-mento transparente a ultravioleta é triidrato de alumínio.
Em várias modalidades, os produtos abrasivos da invenção po-dem ter propriedades aperfeiçoadas, particularmente em comparação a umproduto que é de outro modo idêntico.
Em algumas modalidades, as resinas curadas da invenção, co-mo as resinas reticuladas, transmitem mais luz visível comparadas a umaresina que é de outro modo idêntica mas não é curada com um grupo politi-ol. Como aqui usado, "luz visível" é a faixa de comprimentos de onda de cer-ca de 400 nm a cerca de 800 nm. A transparência da resina curada pode sermedida usando um espectrômetro visível padrão sobre uma amostra padrãopreparada apropriadamente. Por exemplo, duas amostras formadas comofilmes finos dimensionados identicamente podem ser comparadas e os res-pectivos valores de porcentagem de transmitância medidos.
Em algumas modalidades, as resinas curadas da invenção, taiscomo as resinas reticuladas, podem ter uma tangente δ média diminuída emuma faixa de temperatura de cerca de -150°C a 250°C comparadas a umaresina que é de outro modo idêntica mas não é curada com um grupo politiol.
Em algumas modalidades, os produtos abrasivos da invençãopodem exibir diminuída formação de arranhão randômica comparados a umproduto abrasivo que é de outro modo idêntico exceto a resina curada, istoé, o produto inclui uma resina de outro modo idêntica mas não curada comum grupo politiol.
Em algumas modalidades, um produto abrasivo da invenção,incluindo a resina curada com o grupo politiol, tem aumentada flexibilidade,por exemplo, por pelo menos cerca de 5% ou por pelo menos cerca de 10%,comparado a um produto abrasivo que é de outro modo idêntico exceto aresina curada, isto é, o produto inclui uma resina de outro modo idêntica masnão curada com um politiol. Flexibilidade pode ser medida através de pro-cessos apropriados conhecidos na técnica, por exemplo, através de uso deum medidor de rigidez Frank disponível de Karl Frank na Alemanha ou Gur-Iey Precision Instruments em U.S.A. Tipicamente, teste de flexibilidade comum tal medidor de rigidez Frank mede a quantidade de força requerida paradobrar uma amostra sobre um raio fixo para um ângulo padrão, tal como en-tre 10 graus a 60 graus em incrementos de 5 graus. Isto pode ser feito emambas direções enrolando e tecido da amostra. A inclinação de um gráficode % de força (eixo-y) versus ângulo (eixo-x) para cada amostra rende o queé conhecido como a "Inclinação de Flexão". A maior a inclinação de flexãogeralmente indica um produto mais rijo.
Ainda em algumas modalidades, em um produto abrasivo dainvenção que inclui a resina curada com um grupo politiol, tal como a resinareticulada com um grupo politiol, a resina cura provê aumentada resistênciade adesão interfacial, por exemplo, por pelo menos 5% ou por pelo menoscerca de 10%, comparado a uma resina de outro modo idêntica mas nãocurada com um politiol. Resistência de adesão interfacial (ou força de des-cascamento) pode ser determinada através de processos apropriados co-nhecidos na técnica, por exemplo, através do uso de um testador InstronTensile. Por exemplo, em um tal teste usando um testador Instron Tensile, omaterial de forro de um produto abrasivo revestido que inclui um revestimen-to feito incluindo a resina reticulada é ligado a um outro membro de rigidezessencialmente igual. A força requerida para separar adesivamente a cama-da de revestimento fabricado do material de forro é medida. A razão da forçade descascamento para inclinação de flexão é geralmente uma medida daresistência adesiva do revestimento feito para o material de forro, onde mai-ores valores representaram maior adesão.
Os produtos abrasivos revestidos da invenção podem ser usa-dos para lixamento, trituração ou polimento de várias superfícies de, por e-xemplo, aço e outros metais, madeira, laminados semelhantes a madeira,plásticos, fibra de vidro, couro ou cerâmicas.
Em um outro aspecto, a presente invenção inclui uma composi-ção curável que inclui uma resina formaldeído e um grupo politiol. Caracte-rísticas e exemplos, incluindo exemplos preferidos, da resina formaldeído e ogrupo politiol são como descritos acima. Em algumas modalidades, a com-posição curável ainda inclui o polímero tiol-eno descrito acima, onde o polí-mero tiol-eno pode ser curado, tal como reticulado, com o grupo politiol. Emoutras modalidades, a composição curável ainda inclui ou é ainda combina-da com um componente opcionalmente reticulado ou reticulável selecionadode resinas fenólicas, resinas aminoplasto tendo grupos carbonila alfa, betainsaturados pendentes, resinas uretano, resinas epóxi, resinas uréia - for-maldeído, resinas isocianurato, resinas melamina - formaldeído, resinas a-crilato, resinas isocianurato acriladas, resinas uretano acriladas, resinas β-ρόχι acriladas, resinas bis-maleimida, cola oculta, celulósicos, látex, caseína,proteínas de soja, alginato de sódio, álcool polivinílico, acetato de polivinila,poli acril éster, e vinil acetato de polietileno, poliestireno - butadieno, e suasmisturas. Opcionalmente, as composições curáveis da invenção ainda po-dem incluir corantes, materiais de enchimento e aditivos, dependendo desuas específicas aplicações. Exemplos de corantes, materiais de enchimen-to e aditivos são como descritos acima.
A presente invenção também inclui uma resina formaldeído reti-culada por um grupo politiol. Características e exemplos, incluindo exemplospreferidos, da resina formaldeído e o grupo politiol são como descritos acima.
Exemplificação
Exemplo 1: Preparação de Resinas Fenol Reticuladas
Resinas reticuladas para os exemplos que se seguem forampreparadas pela combinação de uma resina resol formaldeído fenol comer-cialmente disponível padrão (por exemplo, Oxychem1 Borden, Bakelite-Hexion-, Durez, e Dynea) com o politiol tetra-(3-mercapto propionato) depentaeritritol como uma porcentagem de peso total variando entre 0%, 5%,10%, e 20% em peso. A mistura foi primeiro secada por 2 horas a 93,3°C eentão curada a 121,1°C por 5 horas para curar, por exemplo reticular, a resina.
Abrasivos revestidos para os exemplos que se seguem forampreparados por combinação de uma das resinas não-reticuladas acima comresina epóxi acrilato revestida em 23,7gsm (1,6 Ibs ream) de grãos abrasivos(oxido de alumínio P180 grit BFRPL) e aplicando a um filme tratado na su-perfície com tereftalato de polietileno de 5 mil em um processo de revesti-mento contínuo. A mistura revestida foi curada como acima para reticular aresina, assim fixando o revestimento abrasivo ao substrato. Outros aditivosopcionais foram adicionados como notado em exemplos particulares.
Exemplo 2: As resinas fenol reticuladas mostradas aperfeiçoam transparência
Transparência de amostras de resina fenólica com 0%, 5%,10%, e 20% em peso do politiol tetra-(3-mercapto propionato) de pentaeritri-tol aumentaram com o aumento da porcentagem de politiol. Por exemplo, aamostra com 0% em peso do politiol tetra-(3-mercapto propionato) de penta-eritritol foi quase negra, enquanto a amostra com 20% em peso do politioltetra-(3-mercapto propionato) de pentaeritritol foi laranja-amarelo muito bri-lhante, indicando que a transparência da amostra com 20% em peso do poli-tiol foi significantemente maior que a amostra com 0% do politiol.
Também, quando dois abrasivos revestidos de outro modo idên-ticos contendo um corante laranja fluorescente foram comparados, isto é, umcom um Iigante resina fenólica curada sem o grupo politiol, e um com umligante resina fenólica curada com 10% em peso do politiol tetra-(3-mercaptopropionato) de pentaeritritol, o abrasivo revestido com o Iigante resina fenóli-ca curada sem o grupo politiol foi muito mais escuro e por isso muito menostransparente que o abrasivo revestido com o Iigante resina fenólica curadacom o grupo politiol.
Exemplo 3: Efeito de "sombreamento de grão" é superado pelos abrasivosmostrados
Certas resinas podem ser curadas com irradiação de luz ultravio-leta quando fotoiniciadores são empregados. A Figura 2 mostra um efeito de"sombreamento de grão" que é acreditado ocorrer durante cura com ultravio-leta de abrasivo revestido 100. Este efeito é acreditado prejudicar a cura eassim a performance de abrasivos ligados com tais resinas. A luz ultravioletade curto comprimento de onda 402 pode ser obscurecida por grãos abrasi-vos 110, que podem sombrear porções da resina em revestimento fabricado104 e revestimento de cola 106 em região 404 sombreada pelo grão, evitan-do que o mesmo cure adequadamente e ligando grãos 104 a substrato 102.Sem desejar estar preso a teoria, em várias modalidades, é acreditado que oefeito de "sombreamento de grão" pode ser mitigado através de emprego deum fotoiniciador que tenha uma absorção em uma região de comprimento deonda onde os grãos abrasivos são pelo menos parcialmente transparentes,empregando materiais de enchimento transparentes a ultravioleta como trii-drato de alumínio que pode aumentar dispersão e/ou difusão de luz parareduzir sombreamento, empregando um fotoiniciador que tem uma absor-bância em maior comprimento de onda onde a luz de maior comprimento deonda difunde mais facilmente ao redor de partículas abrasivas para reduzirsombreamento, empregando substrato transparente a ultravioleta em abrasi-vos revestidos pelo que a resina pode ser curada por luz ultravioleta direcio-nada ao outro lado do substrato a partir do revestimento sendo curado, ousimilar.
Exemplo 4: Os fotoiniciadores empregados nos abrasivos mostrados absor-vem luz transmitida pelos grãos abrasivos, aperfeiçoando cura
A Figura 3 é um gráfico da absorbância de ultravioleta de umfotoiniciador de comprimento de onda longo da invenção 500, um iniciadorde comprimento de onda curto 502, e três diferentes grãos abrasivos 504,506, e 508. Como pode ser visto, se o iniciador de comprimento de ondacurto 502 é empregado, pode haver significante sombreamento pelos grãosabrasivos, particularmente grão 504. Através de emprego de fotoiniciador decomprimento de onda longo 500, o sistema pode ser irradiado com luz emuma região de comprimento de onda acima da maior absorbância do grão,por exemplo, 350 nanômetros para grão 504, onde fotoiniciador 500 temmaior absorbância que iniciador de comprimento de onda curto 502. Tam-bém, os grãos abrasivos podem ter absorção comparativamente menor quena banda de absorção de iniciador de comprimento de onda curto 502, parti-cularmente grão 504.
Exemplo 5: Resinas reticuladas com tiol têm propriedades mecânicas aper-feiçoadas
Amostras de polímero curado para análises mecânicas forampreparadas através de mistura em uma razão de 70/30 de triacrilato de tri-metilol propano / triacrilato de isocianurato de tris-(2-hidróxi etila) ou resinaTMPTA/ICTA (Sartomer 368D, Srtomer, Exton, PA) com fotoiniciador, mate-rial de enchimento triidrato de alumínio, tetra-(3-mercapto propionato) depentaeritritol, e então fundindo filmes sobre Mylar não-tratado seguido porcura com ultravioleta em uma unidade de laboratório Fusion (Fusion UV Sys-tems, Inc., Gaithesburg, MD) contendo um fornecimento de energia de236,22 w/centímetro (600 w/polegada) e 118,11 w/centímetro (300w/polegada) utilizando um bulbo "V" e "D", respectivamente, para curar asamostras @ 30 FPM. As amostras foram removidas do filme Mylar e corta-das e limpas para provimento de amostras apropriadas para testes de análi-ses mecânicas dinâmicos (DMA) (-1/16" de espessura χ 6,35 mm (W) delargura χ 25,40 mm (1") de comprimento).
Uma força senoidal foi aplicada às amostras acima e a resultan-te deformação senoidal foi monitorada. A razão da tensão dinâmica para adeformação dinâmica rende o módulo complexo, E*, que ainda pode ser par-tido para render o módulo de estocagem, E', e o módulo de perda, Ε". Omódulo de estocagem refere-se à habilidade de um material estocar energiae pode ser relacionado à rigidez do material. O módulo de perda pode repre-sentar o calor dissipado pela amostra como um resultado dos movimentosmoleculares dados do material e pode refletir as características de amorte-cimento do polímero. A razão do módulo de perda e estocagem é o valortangente δ. Devido à natureza viscoelástica de polímeros, estas proprieda-des viscoelásticas (E', E" e tangente δ) podem ser uma função de temperatu-ra assim como tempo.
As Figuras 4A, 4B, e 4C, respectivamente, mostram aperfeiçoa-das propriedades mecânicas de aumentado módulo de estocagem médio,aumento módulo de perda médio, e diminuída tangente δ média sobre umafaixa de temperatura de -150°C a 250°C para uma resina de triacrilato deisocianurato de tris-(2-hidróxi etila) / triacrilato de trimetilol propano reticuladacom o politiol tetra-(3-mercapto propionato) de pentaeritritol comparada àmesma resina de triacrilato de isocianurato de tris-(2-hidróxi etila) / triacrilatode trimetiol propano sem politiol.
Exemplo 6: Os produtos abrasivos mostrados têm aperfeiçoadas proprieda-des de acabamento
A figura 5 é uma fotografia mostrando um indesejável arranhãorandômico em um acabamento de peça de trabalho. Sem desejar estar pre-so por teoria, é acreditado que tais arranhões randômicos ocorrem devido apobre adesão de partículas abrasivas resultantes de pobres propriedadesmecânicas do Iigante resina.
As figuras 6A e 6B são fotografias que mostram a diferença emacabamento de superfície de uma peça de trabalho entre um abrasivo reves-tido com resina TMPTA/ICTA reticulada com o politiol tetra-(3-mercapto pro-pionato) de pentaeritritol (6A)comparado a um abrasivo tendo a mesma resi-na sem politiol (6B). Como pode ser visto, o abrasivo politiol parece ter umacabamento mais uniforme com menos arranhões randômicos profundos.
Esta diferença aparente pode ser quantificada. Em particular, oabrasivo politiol tem valores aperfeiçoados (reduzidos) para parâmetros deaspereza de superfície Ra, Rz, e Rt, como mostrado na Tabela 1.
Tabela 1
<table>table see original document page 24</column></row><table>Os parâmetros de aspereza de superfície são medidos sobre umcomprimento de avaliação compreendendo um caminho estreito tomado poruma sonda (por exemplo, uma sonda mecânica ou ótica) que mede variaçãona superfície. Ra é o valor de aspereza médio sobre o comprimento de ava-liação sobre a superfície, que descreve a altura média de pico e profundida-de de vale ou amplitude média de uma superfície. Rz é um parâmetro dealtura ponto 10 ISSO, que descreve a diferença de altura entre os 5 picosmais altos e 5 vales mais baixos no comprimento de avaliação. Rt é umamedida de máxima aspereza ou "aspereza maior" relacionando a diferençaentre o pico mais alto e o vale mais baixo sobre o inteiro comprimento deavaliação.
Exemplo 7: Os produtos abrasivos mostrados têm durabilidade aperfeiçoada
As figuras 7 A e 7B são fotografias de abrasivos revestidos apósidênticas condições de uso. A Figura 7A é uma fotografia de um abrasivorevestido com resina TMPTA / ICTA reticulada com o politiol tetra-(3-mercapto propionato) de pentaeritritol; Figura 7B é uma fotografia de um a-brasivo tendo a mesma resina sem politiol. Como pode ser visto, a resinasem politiol é comparativamente mais áspera e mais degrada, com muitosgrãos abrasivos aparentemente soltos ou perdidos comparada com o abrasi-vo revestido com politiol.
Embora esta invenção tenha sido particularmente mostrada edescrita com referências a suas modalidades preferidas, será entendido poraqueles versados na técnica que várias mudanças em forma e detalhes po-dem ser feitas ali sem se fugir do escopo da invenção abrangido pelas rei-vindicações apostas. Ainda, cada patente US previamente identificada acimatem seus ensinamentos aqui incorporados.
Exemplo 8: O produtos abrasivos mostrados têm aperfeiçoada flexibilidade eadesão
As estruturas abrasivas revestidas modificadas com modificadorpolitiol (PTM) foram avaliadas para flexibilidade, resistência de descasca-mento e adesão neste exemplo. Amostras testes foram preparadas sob asmesmas condições de processo, mantendo pesos de revestimento constan-tes, enquanto variando a quantidade de PTM em camada fabricada ou decola a partir de 0 a 10%, como detalhado abaixo.Composição Abrasiva Revestida com PTM e Processo
Estruturas abrasivas revestidas para os testes de flexibilidade eadesão foram produzidas através de revestimento de uma trama contínua depano acabado com 24 libras por resma (30,658 m2 (330 ft2)) de uma formu-lação fabricada de formaldeído fenol que contém 5,70% de PTM. Todos oscomponentes e correspondentes níveis são detalhados na Tabela 2. A tramacom o revestimento feito foi então seguida por um processo de deposiçãoeletrostática aplicando 14,51 kilogramas (32 libras) por resma de um grão deoxido de alumínio BFRPL. Esta estrutura parcial de trama revestida feita egrão foi então secada em um forno por duas horas a 80°C para proporcionarsecagem e então estágio-B do pré-polímero de formaldeído fenol.
Tabela 2: Formulação feita modificada com PTM
<table>table see original document page 26</column></row><table>
As estruturas abrasivas revestidas foram então revestidas com5,90 kilogramas (13 libras) por ream de um revestimento cola folmaldeídofenol. A composição detalhada do revestimento cola é apresentada na Tabe-la 3. A trama foi novamente transportada através de um secador que teveuma temperatura de bulbo de secagem fixada em 120°C por um período deduas horas.
Tabela 3: Formulação de cola modificada com PTM
<table>table see original document page 26</column></row><table><table>table see original document page 27</column></row><table>
O material foi então enrolado sobre um centro que forma um ro-lo. O rolo de produto abrasivo revestido foi então colocado em um forno deconvexão grande para sofrer uma etapa de pós-cura na qual a temperaturade forno foi de 125°C por 12 horas.
Testes de Flexibilidade. Adesão e Descascamento
Flexibilidade foi determinada usando um medidor de rigidezFrank disponível de Karl Frank na Alemanha. Este teste mediu a quantidadede força requerida para dobrar a amostra entre 10 graus a 60 graus em in-crementos de 5 graus. A inclinação de um gráfico de % de força (eixo-y) ver-sus ângulo (eixo-x) para cada amostra rende o que é conhecido como a "In-clinação de Flexão". A maior inclinação de flexão indica geralmente um pro-duto mais rijo. Três (3) peças de amostra testes, cada uma das quais foi 2,54cm (1") de largura χ 7,62 cm (3") de comprimento, foram usadas.
Força de descascamento foi determinada através do uso de umtestador Instron Tensile. Para esta propriedade mecânica, a trama abrasivarevestida foi ligada a um outro membro de igual rigidez através de uso de umadesivo epóxi de duas partes, de alta resistência. A força requerida para se-parar adesivamente a camada de adesivo interna fabricada do material deforro foi medida através de um descascamento-T retido em um testador Ins-tron Tensile com uma velocidade de cabeçote de 2,54 centímetros por minu-to. A razão da força de descascamento para inclinação de flexão foi umamedida da resistência adesiva de revestimento feito para substrato de reves-timento de pano acabado, onde maiores valores representaram maior adesão.
Dados gerados dos Testes de Descascamento Instron e RigidezFrank são apresentados na Tabela 4. A partir desta tabela, a inclinação deflexão para amostra de 0% PTM foi 1,26 com uma razão média de descas-camento para flexão de 21,1. Com 5% de adição de PTM ao revestimentofeito, a inclinação de flexão diminuiu 11% com um correspondente aumentona razão de descascamento para flexão para 23,0 ou 10%. Por isso o au-mento em flexibilidade de produto foi observado com um correspondenteaumento em adesão de descascamento. Isto foi inesperado, porque tipica-mente o produto mais flexível possui menores valores de adesão de descas-camento. Adição incrementai de PTM à camada de cola não afeta significan-temente as propriedades de flexibilidade ou de adesão da estrutura. Estesresultados indicam que a presença de PTM na camada feita pode aperfeiço-ar significantemente a flexibilidade de abrasivo revestido, enquanto simulta-neamente aperfeiçoando a adesão interfacial entre a camada feita e de forro.
Tabela 4: Efeito de PTM sobre valores de inclinação de flexão e resistênciade descascamento
<table>table see original document page 28</column></row><table><table>table see original document page 29</column></row><table>
Equivalentes
Embora esta invenção tenha sido particularmente mostrada edescrita com referências a suas modalidades preferidas, será entendido poraqueles versados na técnica que várias mudanças em forma e detalhes po-dem ser ali feitas sem se fugir do escopo da invenção abrangido pelas rei-vindicações apensas.

Claims (68)

1. Produto abrasivo, caracterizado pelo fato de que compreende:a) uma pluralidade de partículas abrasivas; eb) uma resina curada com um grupo politiol selecionado de tri(3-mercaptopropionato) de trimetilolpropano, tri(2-mercaptoacetato) de trimeti-lolpropano, tetra(3-mercaptopropionato) de pentaeritritol, tetra(2-mercapto-acetato) de pentaeritritol, poliol-3-mercaptopropionatos, poliol-2-mercapto-acetatos, poliéster-3-mercaptopropionatos, poliéster-2-mercaptoacetatos etri(3- mercaptopropionato) de trimetilolpropano etoxilado.
2. Produto abrasivo de acordo com a reivindicação 1, caracteri-zado pelo fato de que a resina a ser curada compreende uma resina de aldeído.
3. Produto abrasivo de acordo com a reivindicação 2, caracteri-zado pelo fato de que a resina de aldeído é uma resina de formaldeído.
4. Produto abrasivo de acordo com a reivindicação 3, caracteri-zado pelo fato de que a resina a ser curada compreende pelo menos ummembro selecionado do grupo consistindo em uma resina de fenol - formal-deído, melamina - formaldeído, e uréia - formaldeído.
5. Produto abrasivo de acordo com a reivindicação 1, caracteri-zado pelo fato de que a resina a ser curada compreende um polímero tioleno.
6. Produto abrasivo de acordo com a reivindicação 5, caracteri-zado pelo fato de que a resina a ser curada compreende triacrilato de trimeti-Iol propano ou triacrilato de isocianurato de tris-(2-hidróxi etila).
7. Produto abrasivo de acordo com a reivindicação 1, caracteri-zado pelo fato de que a resina a ser curada compreende um componente deresina opcionalmente reticulado ou reticulável selecionado de resinas fenóli-cas, resinas de aminoplasto tendo grupos carbonila a, β-insaturados, resinasde uretano, resinas de epóxi, resinas de uréia - formaldeído, resinas de iso-cianurato, resinas de melamina - formaldeído, resinas de acrilato, resinas deisocianurato acriladas, resinas de uretano acriladas, resinas de epóxi acrila-das, resinas de bismaleimida, cola oculta, celulósicos, látex, caseína, proteí-nas de soja, alginato de sódio, álcool polivinílico, acetato de polivinila, ésterpoliacrílico, e vinil acetato de polietileno, poliestireno - butadieno, e misturasdos mesmos.
8. Produto abrasivo de acordo com a reivindicação 1, caracteri-zado pelo fato de que o grupo politiol é tetra-(3-mercaptopropionato) de pen-taeritritol.
9. Produto abrasivo de acordo com a reivindicação 1, caracteri-zado pelo fato de que o grupo politiol forma pelo menos cerca de 1% em pe-so da resina curada.
10. Produto abrasivo de acordo com a reivindicação 9, caracteri-zado pelo fato de que o grupo politiol forma pelo menos cerca de 5% em pe-so da resina curada.
11. Produto abrasivo de acordo com a reivindicação 10, caracte-rizado pelo fato de que o grupo politiol forma entre cerca de 5% e cerca de 50% em peso da resina curada.
12. Produto abrasivo de acordo com a reivindicação 11, caracte-rizado pelo fato de que o grupo politiol forma entre cerca de 5% e cerca de 40% em peso da resina curada.
13. Produto abrasivo de acordo com a reivindicação 1, caracteri-zado pelo fato de que ainda compreende um corante.
14. Produto abrasivo de acordo com a reivindicação 13, caracte-rizado pelo fato de que a resina curada não compreende melamina.
15. Produto abrasivo de acordo com a reivindicação 13, caracte-rizado pelo fato de que uma porção do corante é visível através da resinacurada.
16. Produto abrasivo de acordo com a reivindicação 15, caracte-rizado pelo fato de que uma porção do corante é incluída na resina curada,um substrato suporte opcional, e/ou um revestimento entre o substrato su-porte opcional e a resina curada.
17. Produto abrasivo de acordo com a reivindicação 16, caracte-rizado pelo fato de que o corante é um corante ou um pigmento.
18. Produto abrasivo de acordo com a reivindicação 16, caracte-rizado pelo fato de que o corante forma um padrão impresso.
19. Produto abrasivo de acordo com a reivindicação 16, caracte-rizado pelo fato de que a aparência do corante muda em resposta ao uso doproduto abrasivo.
20. Produto abrasivo de acordo com a reivindicação 16, caracte-rizado pelo fato de que o corante é vermelho, laranja, amarelo, verde, azul,índigo, ou violeta.
21. Produto abrasivo de acordo com a reivindicação 20, caracte-rizado pelo fato de que o corante é fluorescente.
22. Produto abrasivo de acordo com a reivindicação 1, caracteri-zado pelo fato de que a resina curada é curada por iniciação com luz, radia-ção de feixe de elétrons, ácido, base, calor, ou uma combinação dos mesmos.
23. Produto abrasivo de acordo com a reivindicação 22, caracte-rizado pelo fato de que a resina curada é curada por um fotoiniciador tendouma absorção maior que 0,1 em um comprimento de onda de 350 nm oumaior.
24. Produto abrasivo de acordo com a reivindicação 22, caracte-rizado pelo fato de que a resina curada é curada por um fotoiniciador sele-cionado de óxido de bisacilfosfina e a-hidroxicetona.
25. Produto abrasivo de acordo com a reivindicação 22, caracte-rizado pelo fato de que ainda compreende um material de enchimento trans-parente ultravioleta.
26. Produto abrasivo de acordo com a reivindicação 22, caracte-rizado pelo fato de que ainda compreende um substrato suporte transparen-te ultravioleta.
27. Produto abrasivo de acordo com a reivindicação 1, caracteri-zado pelo fato de que a resina curada liga as partículas abrasivas para for-mação de um artigo abrasivo ligado.
28. Produto abrasivo de acordo com a reivindicação 1, caracteri-zado pelo fato de que ainda compreende um substrato suporte, caracteriza-do pelo fato de que a resina curada está presente em um revestimento feito,um revestimento de tamanho ou um revestimento de supertamanho no subs-trato suporte.
29. Produto abrasivo de acordo com a reivindicação 28, caracte-rizado pelo fato de que o substrato suporte é papel, pano, filme, espuma po-limérica, fibra, fibra vulcanizada, materiais tecidos, materiais não-tecidos,metal, madeira, plástico, cerâmica, laminado de papel / filme, laminado depano / papel, ou laminado de filme / pano.
30. Produto abrasivo de acordo com a reivindicação 29, caracte-rizado pelo fato de que a resina curada conforma substancialmente à flexãodo substrato.
31. Produto abrasivo de acordo com a reivindicação 28, caracte-rizado pelo fato de que a resina curada liga as partículas abrasivas no subs-trato suporte para formar um revestimento abrasivo no substrato suporte.
32. Produto abrasivo de acordo com a reivindicação 31, caracte-rizado pelo fato de que ainda compreende uma camada de dispersão de e-nergia condescendente entre o substrato suporte e o revestimento abrasivo.
33. Produto abrasivo de acordo com a reivindicação 1, caracteri-zado pelo fato de que a resina curada transmite mais luz visível comparadaà mesma resina curada sem o grupo politiol.
34. Produto abrasivo de acordo com a reivindicação 1, caracteri-zado pelo fato de que a resina curada tem um módulo de estocagem médioaumentado em uma faixa de temperatura de cerca de -150°C a 250°C com-parado à mesma resina curada sem o grupo politiol.
35. Produto abrasivo de acordo com a reivindicação 1, caracteri-zado pelo fato de que a resina curada tem um módulo de perda médio au-mentado em uma faixa de temperatura de cerca de -150°C a 250°C compa-rado à mesma resina curada sem o grupo politiol.
36. Produto abrasivo de acordo com a reivindicação 1, caracteri-zado pelo fato de que a resina curada tem uma tangente δ média diminuídaem uma faixa de temperatura de cerca de -150°C a 250°C comparada àmesma resina curada sem o grupo politiol.
37. Produto abrasivo de acordo com a reivindicação 1, caracteri-zado pelo fato de que o produto abrasivo exibe diminuída formação de arra-nhão randômico comparado ao mesmo produto abrasivo compreendendo amesma resina curada sem o grupo politiol.
38. Resina de formaldeído, caracterizada pelo fato de que é reti-culada por um grupo politiol selecionado do grupo consistindo em tri-(3-mercaptopropionato) de trimetilol propano, tri-(2-mercaptoacetato) de trimeti-Iol propano, tetra-(3-mercaptopropionato) de pentaeritritol, tetra-(2-mercapto-acetato) de pentaeritritol, 3-mercaptopropionatos de poliol, 2-mercaptoace-tatos de poliol, 3-mercaptopropionatos de poliéster, 2-mercaptoacetatos depoliéster e tri-3-mercaptopropionato de trimetilol propano etoxilado.
39. Resina reticulada de acordo com a reivindicação 38, caracte-rizada pelo fato de que a resina de formaldeído é selecionada do grupo con-sistindo em fenol - formaldeído, melamina - formaldeído, e uréia - formaldeído.
40. Resina reticulada de acordo com a reivindicação 38, caracte-rizada pelo fato de que ainda compreende um polímero tiol-eno reticulado.
41. Resina reticulada de acordo com a reivindicação 40, caracte-rizada pelo fato de que ainda compreende triacrilato de trimetilol propano outriacrilato de isocianurato de tris-(2-hidróxi etila) reticulado pelo grupo politiol.
42. Resina reticulada de acordo com a reivindicação 38, caracte-rizada pelo fato de que o grupo politiol é tetra-(3-mercaptopropionato) depentaeritritol.
43. Resina reticulada de acordo com a reivindicação 38, caracte-rizada pelo fato de que o grupo politiol forma pelo menos cerca de 1% empeso da resina reticulada.
44. Resina reticulada de acordo com a reivindicação 43, caracte-rizada pelo fato de que o grupo politiol forma pelo menos cerca de 5% empeso da resina reticulada.
45. Resina reticulada de acordo com a reivindicação 44, caracte-rizada pelo fato de que o grupo politiol forma entre cerca de 5% e cerca de-50% em peso da resina reticulada.
46. Resina reticulada de acordo com a reivindicação 45, caracte-rizada pelo fato de que o grupo politiol forma entre cerca de 5% e cerca de 40% em peso da resina reticulada.
47. Resina reticulada de acordo com a reivindicação 38, caracte-rizada pelo fato de que ainda compreende um corante.
48. Resina reticulada de acordo com a reivindicação 47, caracte-rizada pelo fato de que a resina reticulada não compreende melamina.
49. Resina reticulada de acordo com a reivindicação 47, caracte-rizada pelo fato de que uma porção do corante é visível através de resinareticulada.
50. Resina reticulada de acordo com a reivindicação 47, caracte-rizada pelo fato de que o corante é um corante ou um pigmento.
51. Resina reticulada de acordo com a reivindicação 47, caracte-rizada pelo fato de que o corante é vermelho, laranja, amarelo, verde, azul,índigo, ou violeta.
52. Resina reticulada de acordo com a reivindicação 47, caracte-rizada pelo fato de que o corante é fluorescente.
53. Resina reticulada de acordo com a reivindicação 38, caracte-rizada pelo fato de que a resina é reticulada por iniciação com luz, radiaçãode feixe de elétrons ou calor.
54. Resina reticulada de acordo com a reivindicação 53, caracte-rizada pelo fato de que a resina é reticulada por um fotoiniciador tendo umaabsorção maior que 0,1 em um comprimento de onda de 350 nm ou maior.
55. Resina reticulada de acordo com a reivindicação 53, caracte-rizada pelo fato de que a resina é reticulada por um fotoiniciador selecionadode óxido de bisacilfosfina e α-hidróxi cetona.
56. Resina reticulada de acordo com a reivindicação 38, caracte-rizada pelo fato de que a resina reticulada transmite mais luz visível compa-rada à mesma resina sem o grupo politiol.
57. Resina reticulada de acordo com a reivindicação 38, caracte-rizada pelo fato de que a resina reticulada tem um módulo de estocagemmédio aumentado em uma faixa de temperatura de cerca de -150°C a 250°Ccomparada à mesma resina sem o grupo politiol.
58. Resina reticulada de acordo com a reivindicação 38, caracte-rizada pelo fato de que a resina tem um módulo de perda médio aumentadoem uma faixa de temperatura de cerca de -150°C a 250°C comparada com amesma resina sem o grupo politiol.
59. Resina reticulada de acordo com a reivindicação 38, caracte-rizada pelo fato de que a resina reticulada tem uma tangente δ média dimi-nuída em uma faixa de temperatura de cerca de -150°C a 250°C comparadacom a mesma resina sem o grupo politiol.
60. Composição curável, caracterizada pelo fato de que compreende:a) uma resina de formaldeído; eb) um grupo politiol, selecionado do grupo consistindo em tri-(3-mercaptopropionato) de trimetilolpropano, tri-(2-mercaptoacetato) de trimeti-lolpropano, tetra-(3-mercaptopropionato) de pentaeritritol, tetra-(2-mercapto-acetato) de pentaeritritol, 3-mercaptopropionatos de poliol, 2-mercaptoace-tatos de poliol, 3-mercaptopropionatos de poliéster, 2-mercaptoacetatos depoliéster e tri-3-mercaptopropionato de trimetilolpropano etoxilado.
61. Processo de reticulação de uma resina de formaldeído, ca-racterizado pelo fato de que compreende a reação de um reticulador politiolcom uma resina de formaldeído, em que o reticulador politiol é selecionadodo grupo consistindo em tri-(3-mercaptopropionato) de trimetilolpropano, tri-(2-mercaptoacetato) de trimetilolpropano, tetra-(3-mercaptopropionato) depentaeritritol, tetra-(2-mercaptoacetato) de pentaeritritol, 3-mercaptopropio-natos de poliol, 2-mercaptoacetatos de poliol, 3-mercaptopropionatos de po-liéster, 2-mercaptoacetatos de poliéster e tri-3-mercaptopropionato de trime-tilolpropano etoxilado.
62. Processo de preparação de um produto abrasivo, caracteri-zado pelo fato de que compreende:a) contato de uma pluralidade de partículas abrasivas com acomposição curável como definida na reivindicação 60; eb) cura de composição curável para produzir o produto abrasivo.
63. Processo de abrasão de uma superfície de trabalho, caracte-rizado pelo fato de que compreende o produto abrasivo como definido nareivindicação 1 a uma superfície de trabalho em um movimento de abrasãopara remoção de uma porção da superfície de trabalho.
64. Resina reticulada selecionada de fenol - formaldeído, mela-mina - formaldeído, e uréia - formaldeído, a resina reticulada por um grupopolitiol tendo pelo menos três porções tiol, o grupo politiol sendo pelo menos 1 % em peso da resina reticulada, em que comparada à mesma resina sem ogrupo politiol, caracterizada pelo fato que satisfaz pelo menos um critérioselecionado do grupo consistindo em: a resina reticulada tem transparênciaaumentada; a resina reticulada tem um módulo de estocagem aumentado, aresina reticulada tem um módulo de perda aumentado, e a resina reticuladatem uma tangente δ diminuída, em que o grupo politiol é selecionado do gru-po consistindo em tri-(3-mercaptopropionato) de trimetilolpropano, tri-(2-mer-captoacetato) de trimetilolpropano, tetra-(3-mercaptopropionato) de pentaerl·tritol, tetra-(2-mercaptoacetato) de pentaeritritol, 3-mercaptopropionatos depoliol, 2-mercaptoacetatos de poliol, 3-mercaptopropionatos de poliéster, 2-mercaptoacetatos de poliéster e tri-3-mercaptopropionato de trimetilolpropa-no etoxilado.
65. Resina reticulada de acordo com a reivindicação 64, caracte-rizada pelo fato de que ainda compreende um corante.
66. Resina reticulada de acordo com a reivindicação 64, caracte-rizada pelo fato de que ainda compreende partículas abrasivas embutidas naresina.
67. Resina reticulada de acordo com a reivindicação 64, caracte-rizada pelo fato de que o grupo politiol forma pelo menos cerca de 5% empeso da resina reticulada.
68. Resina reticulada de acordo com a reivindicação 64, caracte-rizada pelo fato de que o grupo politiol forma entre cerca de 5% e cerca de 50% em peso da resina reticulada.
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