BRPI0614000B1 - Abrasive product, reticulated resin, curable composition, abrasive product preparation process and abrasion process - Google Patents

Abrasive product, reticulated resin, curable composition, abrasive product preparation process and abrasion process Download PDF

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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 "PRODUTO A-BRASIVO, RESINA RETICULADA, COMPOSIÇÃO CURÁVEL, PROCESSO DE PREPARAÇÃO DO PRODUTO ABRASIVO E PROCESSO DE ABRASÃO".
Pedido Relacionado Este pedido reivindica o benefício do Pedido Provisório US 60/695.233, depositado em 29 de junho de 2005, cujos ensinamentos inteiros são aqui incorporados a título de referência.
Antecedentes da Invenção Muitos produtos abrasivos incluem partículas abrasivas em um ligante, por exemplo, partículas abrasivas ligadas a papel em papel de lixa, ou um artigo abrasivo ligado, tal como uma roda de esmeril, formado de partículas abrasivas e um ligante.
Características desejáveis para tais ligantes incluem resistência à ligação, enrijecimento, flexibilidade, facilidade de cura, facilidade de incorporação de aditivos, tais como corantes, custo mínimo e similar. Ligantes abrasivos, tendo uma ou mais de tais características, podem exibir vida útil de abrasão mais longa, melhor desempenho abrasivo, formação reduzida de arranhões sobre uma peça de trabalho devido ao movimento das partículas, e similares.
Numerosos ligantes têm sido empregados ou tentados em produtos abrasivos, por exemplo, resinas fenólicas, resinas de aminoplasto tendo grupos carbonila a, β-insaturados pendentes, resinas de uretano, resinas epóxi, resinas de uréia-formaldeído, resinas de isocianurato, resinas de me-lamina-formaldeído, resinas de acrilato, resinas de isocianurato acrilado, resinas de uretano acrilado, resinas de bismaleimida, cola de couro, produtos celulósicos, látice, caseína, proteínas de soja, alginato de sódio, poli(álcoo! vinílico), poli(acetato de vinila), poli(éster acrílico) e poli(etileno-acetato de viniia), poli(estireno-butadieno), misturas destes, e similares.
Contudo, há ainda a necessidade, na técnica, por ligantes abrasivos com propriedades aperfeiçoadas.
Sumário de Invenção Foi agora constatado que aditivos de politiol proporcionam propriedades aperfeiçoadas para ligantes de resinas abrasivas.
Um produto abrasivo inclui uma pluralidade de partículas abrasivas e uma resina curada com um grupo politiol.
Um método para preparar o produto abrasivo inclui contatar a pluralidade de partículas abrasivas com uma composição curável que inclui uma resina e um grupo politiol, e curar a composição curável para produzir o produto abrasivo.
Um método fazer abrasão em uma superfície de trabalho inclui aplicar um produto abrasivo a uma superfície de trabalho em um movimento de abrasão para remover uma porção de superfície de trabalho. O produto abrasivo inclui um material abrasivo em uma resina reticulada, em que a resina 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 o reticulador de politiol com a resina de formaldeído.
Em modalidades particulares, uma resina reticulada é selecionada de fenol-formaldeído, melamina-formaldeído, e uréia-formaldeído, a resina reticulada por um grupo politiol tendo pelo menos três metades tiol, o grupo politiol sendo pelo menos 1 % da resina reticulada em peso, em que em comparação com a mesma resina sem o grupo politiol, a resina reticulada satisfaz pelo menos um critério selecionado do grupo que consiste na resina reticulada tendo transparência aumentada, a resina reticulada tem um módulo de armazenagem aumentado, a resina reticulada tem uma módulo de perda aumentado, e a resina reticulada tem uma tangente δ aumentada. Em modalidades particulares, um produto abrasivo compreende partículas abrasivas embutidas nessa resina.
As resinas curadas descritas, tais como resinas reticuladas, são de cor estável em comparação com outras resinas. Por exemplo, o escure-cimento típico observado nas resinas fenólicas pode ser diminuído com reticulação de politiol, sem o uso de melamina, fornecendo resinas transparentes capazes de serem usadas em aplicações que se beneficiam de transpa- réncia, por exemplo, uso com corantes, ou similares.
As resinas descritas têm propriedades mecânicas aperfeiçoadas, por exemplo, módulo de armazenagem médio aumentado, módulo de perda médio aumentado, tangente δ média diminuída, e similar. As propriedades mecânicas aperfeiçoadas podem levar às aplicações aperfeiçoadas tais como em produtos abrasivos. Por exemplo, em abrasivos revestidos, tal como lixa, as resinas descritas em um produto que melhor retém grãos abrasivos levando à formação de arranhões aleatórios diminuída, é mais flexível levando a menos ruptura/fragilidade podendo aperfeiçoar a vida útil e desempenho do produto, ou podendo manter força de corte normal maior para a mesma vida útil, e similar.
Além disso, o uso das resinas curadas descritas, tais como resinas reticuladas, pode aperfeiçoar de forma significante a flexibilidade do a-brasivo revestido, enquanto, ao mesmo tempo, aperfeiçoa a adesão interfa-cial, por exemplo, entre a estrutura e a camada de forro.
Sem desejar estar ligado a qualquer teoria, acredita-se que o politiol possa aperfeiçoar as propriedades das resinas curadas, tais como resinas reticuladas, de várias maneiras. Acredita-se que o poliol age como um agente de transferência de cadeia, que pode diminuir as altas taxas de polimerização de resinas, quando reagido com o politiol. Acredita-se que a cura de algumas resinas sem o politiol prossiga imediatamente, ou perto disso, para peso molecular alto, polímeros "vitrificados” que podem ter pobres taxas de conversão e propriedades mecânicas fracas. Acredita-se que o poli-tioi resulte em conversão em percentagem mais alta de alguns dos monôme-ros de resina, resultando na extensão de cadeia intermolecular, evitando alguns dos efeitos de vitrificação e levando às melhores propriedades. Acredita-se que a liberdade rotacional em tomo da metade -S- possa aliviar a tensão em torno dos grãos abrasivos, que pode aperfeiçoar as propriedades mecânicas.
Breve Descrição dos Desenhos A figura 1 é um diagrama de um produto abrasivo revestido 100 que 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 acredita ocorra 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 de comprimento de onda curto 502, três grãos abrasivos diferentes 504, 506, e 508.
As figuras 4A, 4b, e 4C, respectivamente, mostram as propriedades mecânicas aperfeiçoadas de módulo de armazenagem médio aumentado, módulo de perda médio aumentado, e tangente δ média diminuída, medidos em uma faixa de temperatura de -150°C a 250°C, para uma resina de triacrilato de trimetilolpropano/tris(2-hidróxi etil) isocianurato triacrilato re-ticulada com o politiol pentaeritritol tetra-(3-mercaptopropionato) em comparação com a mesma resina de triacrilato de trimetilolpropano/tris(2-hidróxi etil) isocianurato triacrilato sem politiol. A figura 5 é uma fotografia que mostra um arranhão aleatório indesejável no acabamento de uma peça de trabalho.
As figuras 6A e 6B são fotografias que mostram a diferença no acabamento da superfície de uma peça de trabalho entre um abrasivo revestido com triacrilato de trimetilpropano/tris (2-hidróxi etil)isocianurato triacrilato {resina TMPTA/ICTA) em uma razão 70/30, reticulado com o politiol pentaeritritol tetra-(3-mercaptopropionato) (6A) em comparação com a mesma resina sem politiol (6B), As figuras 7A e 7B são fotografias de abrasivos revestidos depois de condições idênticas de uso. A figura 7A é uma fotografia de um abrasivo revestido com (resina TMPTA/ICTA) reticulada com o politiol pentaeritritol 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 invenção tornar-se-ão aparentes a partir da seguinte descrição mais particular das modalidades preferidas da invenção, conforme ilustração nos desenhos anexos, nos quais caracteres de referência similares referem-se às mesmas partes em todas as diferentes vistas. Os desenhos não estão necessariamente em escala, pois ênfase é colocada na ilustração dos princípios da invenção.
As modalidades descritas são, em geral, relacionadas a grupos politiol em combinação com polímeros e resinas, em particular empregados como ligantes incorporados aos produtos abrasivos.
Em um aspecto, a presente invenção é direcionada a um produto abrasivo que inclui uma resina curada com um grupo politiol. Em algumas modalidades, a resina curada inclui uma resina reticulada com o grupo politiol.
Como usado aqui, “resina" não curada ou não reticulada é uma composição para curar ou reticular, que compreende um ou mais componentes 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, uma resina inclui uma mistura de componentes parcialmente polimerizados que endurecem mediante cura, que é tipicamente o resultado de uma reação de reticulação. A resina curada ou não reticulada pode ser curada por iniciação com luz, radiação de feixe de elétrons, ácido, base, calor, combinações destes ou similares, para formar a resina reticulada. Tipicamente na invenção, as resinas não curadas ou não reticuladas, tais como resinas de aldeído, são curadas ou reticuladas com um grupo politiol.
Como usado aqui, um “reticulador de politiol" ou “grupo politiol” é uma metade orgânica que inclui pelo menos dois grupos tiol (-SH); quando reticulados, os tióis ficam na forma de grupo éter de enxofre (-S-). Politióis podem ser oligômeros ou polímeros tendo 2, 5, 10, 20, 50, 100 ou mais grupos tiol. Geralmente, um grupo politiol compreende de 2 a 6 grupos tiol. Em uma modalidade, o grupo politiol é um composto orgânico não polimérico. Como usado aqui, o composto orgânico “não polimérico” significa que o composto orgânico não inclui unidade de repetição, ou não mais que 10 repetições (preferivelmente não mais que 5 repetições) de uma unidade de repetição que um polímero tipicamente incluí. Em uma modalidade específi- ca, o grupo politiol é um tritiol ou tetratiol. Em uma modalidade específica, o tritiol ou tetratiol é não polimérico. Em uma modalidade preferida, o grupo politiol 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 trimetilolpropano etoxilado, também conhecido como o nome comercial ETTMP 1300 (Chemical Abstract Service Registry N° 345352-19-4), outros poíiolestertióis, outros polioltióis, ou similares. Em uma modalidade preferida, o politiol inclui tetra(3-mercaptopropionato) de pentaeritritol (C(CH200CCH2CH2-SH)4). Numerosos politióis estão comercialmente disponíveis da BRUNO BOCK Chemische Fabrik 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 parcialmente polimerizadas que são formadas por reações de condensação de um aldeído com nucleófilos, tais como compostos amino ou compostos fenólicos, onde água é gerada como subproduto. Como usado aqui, o “composto amino” significa um composto monomérico tendo pelo menos um grupo amino (-NH2). Exemplos dos compostos amino, que podem ser empregados na invenção, incluem uréia; aminotriazinas tal como melamina; e misturas destas. Como usado aqui, o “composto fenólico” significa um composto monomérico tendo pelo menos uma unidade fenólica. Exemplos dos compostos fenólicos que podem ser empregados na invenção incluem fenol; alquil fenóis, tais como 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 fenóis ou líquido da castanha de caju; alquenil fenóis, tal como isopropenil fenol; fenóis poliídricos, tal como resorcina; aril fenóis, tal como fenilfenol; um diol fenólico, tal como CH2(C6H4OH2) ou C(CH3)2(C6H4OH)2; e misturas destes. Como usado aqui, "aldeído” significa um composto orgânico tendo pelo menos um grupo aldeído ou um grupo funcional que pode ser convertido em um grupo aldeído, que é capaz de reagir com um composto fenólico como descrito acima. Exemplos de tais aldeídos incluem formaldeído; materiais produtores de formaldeído tal como paraformaldeído; acetaldeído; furfural; butiraldeído; e misturas destes.
Em uma modalidade mais específica, a resina a ser curada ou reticuíada 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 reticuíada inclui uma resina de fenol-formaldeído, de melamina-formaldeído, de uréia-formaldeído, ou uma mistura destas. Em algumas modalidades preferidas, a resina a ser curada ou reticuíada inclui uma resina de fenol-formaldeído. Exemplos específicos de tal fenol-formaldeído que podem ser empregados na invenção podem ser encontrados 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 incorporados a título de referência.
Em uma outra modalidade específica, a resina a ser curada ou reticuíada inclui um polímero de tiol-eno, em que o polímero de tiot-eno é curado ou reticulado com o grupo politiol, ou, em outras palavras, as metades tiol do polímero tiol-eno incluem os grupos tiol do grupo politiol. Em modalidades particulares, a resina a ser curada ou reticuíada inclui triacrilato de trimetilolpropnao ou tris(2-hidróxi etil)isocianurato triacrilato.
Em ainda uma outra modalidade, a resina a ser curada ou reticu-lada incluí ou é ainda combinada com um componente opcionalmente reticulado ou reticulável selecionado de resinas fenólícas, resinas de aminoplasto tendo grupos carbonila a, β-insaturados pendentes, resinas de uretano, resinas epóxi, resinas de uréia-formaldeído, resinas de isocianurato, resinas de melamina-formaldeído, resinas de acrilato, resinas de isocianurato acrilado, resinas de uretano acrilado, resinas epóxi acrilado, resinas de bismaleimida, cola de couro, produtos celulósicos, látice, caserna, produtos de soja, algina-to de sódio, poli(álcool vinílico), poli(acetato de vinila), poli(éster acrílico) e poli(etileno-acetato de vinila), poli(estireno-butadieno), e misturas destes.
Geralmente, o grupo politiol pode formar de pelo menos cerca de 1% a cerca de 99% da resina curada ou reticulada em peso, tipicamente pelo 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, de cerca de 10% a cerca de 40%.
Os artigos abrasivos da invenção incluem artigos abrasivos revestidos, artigos de polimento ou abrasivos estruturados, artigos abrasivos ligados, e artigos abrasivos não tecidos.
Em uma modalidade, os artigos abrasivos da invenção são artigos abrasivos revestidos. Tipicamente, os artigos abrasivos revestidos da invenção incluem um substrato de suporte tendo uma primeira superfície principal e uma segunda superfície principal; um material abrasivo, tal como uma pluralidade de partículas abrasivas; um ligante de resina, que adere a pluralidade de partículas abrasivas à primeira superfície principal do substrato, e, opcionalmente, um revestimento periférico que compreende um componente anticarga. O material abrasivo tais como grãos abrasivos, partículas ou aglomerados destes, pode estar presente um uma camada (por exemplo, camada de resina-abrasivos) ou em duas camadas (por exemplo, camada de adesivo interna ("make coat11) e camada de adesivo externa ("size coat”) das partículas abrasivas revestidas. Os artigos abrasivos revestidos da invenção incluem um ligante de resina curado ou reticulado com um politiol, conforme descrito acima, em pelo menos uma camada selecionada do grupo que consiste em camada de ligante-abrasivo, revestimento posterior adesivo, revestimento frontal adesivo, camada de adesivo interna, camada de a-desivo externa e revestimento superadesivo. Tal ligante de resina pode ser geralmente formado por cura de uma composição de ligante de resina que inclui uma resina não reticulada ou uma resina parcialmente reticulada, e um grupo politiol, conforme descrito acima.
Em algumas modalidades específicas, os artigos abrasivos revestidos da invenção incluem um substrato de suporte tendo uma primeira superfície principal e uma segunda superfície principal; uma pluralidade de partículas abrasivas; um ligante de resina que adere a pluralidade de partículas abrasivas à primeira superfície principal do substrato, que pode ser designada como um camada de adesivo interna. Em um exemplo, tal camada de adesivo interna pode ser formado por impregnação do substrato de suporte com um ligante de resina sem grãos abrasivos. Opcionalmente, dependendo de suas aplicações específicas, os produtos abrasivos revestidos podem incluir ainda outros revestimentos, por exemplo, uma camada de a-desivo externa, uma camada superadesiva externa {"supersize coat"), ou similar. Nessas modalidades, materiais abrasivos podem ser aplicados separadamente por gravidade, deposição eletrostática ou em corrente de ar, ou como lama juntamente com as composições adesivas de poliuretano.
Em outras modalidades específicas, o substrato de suporte pode ser impregnado com uma lama de resina-abrasivos que inclui um material abrasivo, tais como partículas abrasivas, e um ligante de resina, para formar uma camada de ligante-abrasivos, dependendo da agressividade requerida das ferramentas abrasivas revestidas acabadas, conforme descrição acima.
Os substratos de suporte adequados para os artigos abrasivos revestidos da invenção incluem quaisquer de vários materiais convencionalmente usados como substratos na fabricação de abrasivos revestidos, tais como papel, pano, filme, espuma polimérica, fibra, fibra vulcanizada, materiais tecidos e não tecidos, metal, madeira, plástico, cerâmica, ou similar, ou uma combinação de dois ou mais destes materiais ou versões tratadas destes. O substrato pode ser também um laminado de papel/filme, pano/papel, filme/pano, ou similar. Os substratos podem ter graus variados de flexibilidade, a partir de papel delgado, filme, pano ou similar relativamente flexível até metal cerâmica, madeira ou similar relativamente rígido. A escolha do material de substrato dependerá da aplicação pretendida do artigo abrasivo. A resistência do substrato deve ser suficiente para resistir ao rasgamento ou outro qualquer dano quando em uso, e a espessura e maciez do substrato deve permitir a obtenção do produto com espessura e maciez desejadas para a aplicação pretendida. O substrato em um artigo abrasivo revestido pode ter um revestimento saturante/adesivo, um revestimento frontal adesivo e/ou um revestimento posterior adesivo. Tais revestimentos podem ser empregados para vedar o substrato e/ou para proteger o fio ou fibras no substrato. Se tal substrato for um material de pano, pelo menos um desses revestimentos pode ser requerido. A adição de revestimento frontal adesivo ou posterior adesivo pode resultar, adicionalmente, em uma superfície “mais macia" no lado frontal e/ou no lado posterior do substrato.
Adicionalmente, um material antiestático pode ser incluído em qualquer um desses revestimentos de tratamento de pano. A adição de um material antiestático pode reduzir a tendência do artigo abrasivo revestido de acumular eletricidade estática quando se está jateando com areia a madeira ou materiais similares à madeira. Detalhes adicionais sobre substratos anti-estáticos e revestimentos de substrato (tratamentos) podem ser encontrados, por exemplo, nas patentes norte-americanas US N-s 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 fibroso, por exemplo, como mostrado na Patente US 5.417.726 (Stout et al.), ou uma correia sem fim e sem junção, por exemplo, como descrita, na Patente US Ne 5.573.619 (Benedict et al.). Igualmente, o substrato pode ser um substrato 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.). Similarmente, o substrato pode ser um pano de laço, por exemplo, conforme descrito na Patente US N9 5.565.011 (Follett et al.) Em alguns casos, pode ser preferido incorporar um adesivo sensível à pressão no lado posterior do abrasivo revestido de modo que o abrasivo revestido resultante possa ser fixado a um bloco de suporte. Exemplos representativos de adesivos sensíveis à pressão, adequados para a invenção, incluem crepe de látex, colofônia, polímeros e copolímeros acrílicos, incluindo poli(éster de acrilato, por exemplo, poli(acrilato de butila), éteres vinííicos, por exemplo, poli(éter vinil n-butílico), adesivos de alquid, adesivos de 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 discos abrasivos, conforme descrição na Patente US 3.849.949 (Steinhauser et al.). O abrasivo revestido pode ser convertido em uma variedade de configurações 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 US 5.573.619 (Benedict et al.).
Alternativamente, o abrasivo revestido pode conter um sistema de ligação do tipo gancho ou laço para fixar o abrasivo revestido ao bloco de suporte. O pano de laço pode estar sobre o lado posterior do abrasivo revestido com ganchos sobre o bloco de suporte. Alternativamente, os ganchos podem estar no lado posterior do abrasivo revestido com os laços no bloco de suporte.
Um sistema de fixação do tipo gancho ou laço é ainda descrito nas Patentes US N9s 4.609.581 (Ott), US 5.254.194 (Ott et al.) e US 5.505.747 (Chesley et al.). Alternativamente, o precursor de revestimento de fabricação pode ser revestido diretamente sobre o pano de laço, por exemplo, como descrito na Patente US 5.565.011 (Follett, et al.). É também exeqüível aderir as partículas abrasivas tanto a uma superfície principal ou de trabalho e à superfície oposta de um substrato. As partículas abrasivas podem ser iguais ou diferentes umas das outras. Nesse aspecto, a partícula abrasiva tem essencialmente dois lados; um lado pode conter uma pluralidade de partículas abrasivas, que são diferentes de uma pluralidade de partículas abrasivas no outro lado. Alternativamente, um lado pode conter uma pluralidade de partículas abrasivas tendo tamanho de partícula diferente daquelas no outro lado. Em alguns casos, esse artigo abrasivo de dois lados pode ser usado de um modo, no qual ambos os lados do artigo abrasivo efetuem abrasão ao mesmo tempo. Por exemplo, em uma área pequena tal como um canto, um lado do artigo abrasivo pode efetuar abrasão na superfície de topo de peça de trabalho, enquanto o outro lado pode 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 N9s 2.958.593 (Hoover et al.) e Patente US 4.991.362 (Heyer et al.).
Artigos abrasivos ligados estão também dentro do escopo da invenção. Um artigo abrasivo ligado inclui tipicamente um ligante de resina que adere as partículas abrasivas, umas às outras, na forma de um produto moldado, por exemplo, roda de esmeril, uma pedra de afiação, ou similares. O artigo abrasivo ligado pode consistir no abrasivo e na resina curada descritos acima, ou pode, opcionalmente, ser ligado ou moldado a um suporte, tal como um cabo, um eixo, uma roda, ou similar. Artigos abrasivos ligados estão geralmente descritos na Patente US N9 4.800.685 (Haynes). De acordo com a presente invenção, um componente anticarga está presente em um revestimento periférico sobre pelo menos uma porção do ligante de resina ou na matriz dos artigos abrasivos ligados. A Figura 1 é um diagrama de um produto abrasivo revestido 100 que inclui um substrato de suporte 102, tal como papel. A resina curada com um grupo politioi, como descrito acima, pode estar presente em um ou mais revestimentos, tais como um camada de adesivo interna 104, uma camada de adesivo externa 106, uma camada superadesiva externa 108 no substrato de suporte 102, ou similar. Tipicamente, a resina curada pode ligar as partículas abrasivas 110 no substrato de suporte para formar um revestimento abrasivo no substrato de suporte. O abrasivo revestido pode incluir, opcionalmente, uma carga opcional 112. O substrato 102 pode ser rígido ou flexível, poroso ou não poroso, e similar. Por exemplo, em várias modalidades, o substrato de suporte por ser uma tela não tecida, alta; um substrato rígido; um substrato flexível tendo uma superfície principal; ou similares. Em modalidades particulares, o substrato de suporte é flexível, e a resina curada se conforma substancialmente ao dobramento do substrato.
Em alguns casos, a camada superadesiva externa 108, pode ser depositado com ou sem um ligante. Geralmente, a função do revestimento de superadesão 108 é colocar sobre uma superfície de materiais abrasivos revestidos um aditivo que proporciona características especiais, tal como capacidade de esmeril aperfeiçoada, lubrificação de superfície, propriedades anti- estáticas ou propriedades anticarga. Exemplos de auxiliares de esmeril adequados são aqueles que incluem KBF4. Exemplos de lubrificantes adequados para revestimento superadesivo 108 incluem estearato de lítio e lauril sulfato de sódio. Exemplos de agente antiestático adequado incluem sulfonato de metal alcalino, aminas terciárias e similares. Exemplos de agentes anticarga adequados incluem sais de metal de ácidos graxos, por exemplo, estearato de zinco, estearato de cálcio e estearato de lítio e similar. Tensoativos aniônicos orgânicos podem ser também usados como agentes anticarga eficazes. Uma variedade de tais tensoativos aniônicos e composições anticarga incluindo tal tensoativo aniônico estão descritos no Pedido de Patente US 2005/0085167 A1, cujos ensinamentos inteiros são incorporados por referência. Outros e-xemplos de apropriados agentes anticarga incluem agentes anticarga inorgânicos, tais como silicatos de metais, sílicas, carbonatos de metais e sulfatos de metais. Exemplos de tais agentes anticarga inorgânicos podem ser encontrados em WO 02/062531 e patente US 6 835 220, os inteiros ensinamentos das quais são aqui incorporados por referência.
Em modalidades particulares, o produto abrasivo pode incluir uma camada de dispersão de energia aquiescente 114, que pode estar entre o substrato suporte 102 e o revestimento abrasivo 104 (como mostrado) ou o substrato suporte 102 pode estar entre o revestimento abrasivo 104 e camada de dispersão de energia aquiescente 114. Em algumas modalidades, o substrato suporte pode ser fabricado de um material que provê a função de substrato suporte e a função de dispersão de energia aquiescente em uma única camada, por exemplo, um filme de polímero elastomérico, ou similar. A camada de dispersão de energia aquiescente é acreditada pelo menos em parte mitigar os efeitos de força de ação abrasiva que é acreditada tender a fazer com que as partículas abrasivas sejam liberadas do ligante 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 sem uma tal camada pode ter performance de abrasão aperfeiçoada, tempo de vida 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 através de resina curada,tal como a resina reticulada, por exemplo, em algumas modalidades, uma porção do corante é incluída na resina curada, em um substrato suporte opcional, e/ou em um revestimento entre o substrato suporte opcional e a resina curada. Em modalidades particulares, o corante pode incluir corantes policíclicos orgânicos, corantes monoazo orgânicos, corantes diazo orgânicos, complexos de organometal, pigmentos inorgânicos como 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 contendo uma molécula orgânica fluorescente. Descrições detalhadas de corantes fluorescentes podem ser encontradas em Zollinger, H., “Color Chemistry: Synthesis, Propertíes, and Applications of Organic Dyes and Pigments”, 2-Ed., VCH, New York, 1991, cujos ensinamentos completos são aqui incorporados 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 rodóís), naftílamina, naftilimida, naftolactama, 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 consistindo em xantenos, tioxantenos, benzopiranos, cumarinas, aminocetonas, antraquinonas, isoviolantronas, antrapíridonas, piraninas, pirazolonas, ben-zotiazenos, tioindigóides e fluorenos. Mais preferivelmente, o corante fluorescente é um tioxanteno.
Aqueles versados na técnica sabem que para muitos corantes comercialmente disponíveis, a específica estrutura química de derivados individuais dentro de uma classe, por exemplo, derivados tioxanteno, pode não ser publicamente disponível. Assim, específicos corantes fluorescentes são tipicamente referidos por nome de índice de Cor (C.I.), como definido em “Colour Index International”, 4- Ed. American Association of Textile Chemists and Colorists, Research Triangle Park, NC, 2002. O índice de Cor também é disponível em www.colour-index.org. Os inteiros ensinamentos do índice de Cor são aqui incorporados por referência.
Exemplos de corantes fluorescentes preferidos incluem C.l. Sol-vent Orange 63 (Hostasol Red GG, Hoechst AG, Frankfurt, Germany), C.l. Solvent Yellow 98 (Hostasol Yellow 3G, Hoechst AG, Frankfurt, Germany), e C.l. Solvent Orange 118 (FL Orange SFR, Keystone Aniline Corporation, Chicago, Illinois). A quantidade de corante que pode ser empregada depende dos particulares do uso pretendido, as características do corante, os outros componentes na composição, e similares. Aqueles versados na técnica saberão como julgar estes detalhes para determinar a quantidade de corante para um uso particular. Tipicamente, a quantidade de corante será uma fração em peso 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 preferivelmente, cerca de 0,2%.
Em modalidades específicas, o corante é vermelho, laranja, a-marelo, verde, azul, índigo ou violeta. Em modalidades específicas, o corante é fluorescente, por exemplo, vermelho fluorescente, laranja fluorescente {‘'blaze orange”), amarelo fluorescente, verde fluorescente, ou similares. Em algumas modalidades preferidas, o corante é laranja fluorescente ("blaze orange").
Em várias modalidades, particularmente em algumas modalidades incluindo a presença de um corante, a resina curada ou reticulada não inclui melamina.
Em várias modalidades, o corante pode ser empregado para i-dentificar o produto abrasivo, por exemplo, para marca comercial, para indicação de utilização tal como úmida, seca, madeira, metal, ou similares, ou para identificação de tamanho de grão, ou similares.
Em várias modalidades, o corante pode ser formado como um padrão impresso, por exemplo, para mostrar um logo, uma descrição de i-dentificação, um número de parte, uma instrução de utilização, um aviso de segurança, um indicador de uso, um indicador de carga de limalha de ferro, ou similares. Por exemplo, um abrasivo carregado com limalha de ferro ou um abrasivo que é gasto pode ser menos efetivo, assim fazendo um indicador de desgaste ou indicador de carga de iimalha de ferro útil para indicação a um usuário que uma mudança em abrasivo para aperfeiçoar eficácia. Como aqui usado, limalha de ferro” refere-se a material de peça de trabalho abrasivada 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, por exemplo, reticulada, por um fotoiniciador tendo, em um comprimento de onda de 350 nm ou maior, um valor de absorção maior que 0,1, geralmente maior 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 onda de 350 nm ou maior está acima de uma faixa de comprimentos de onda de pelo menos cerca de 10 nm, mais tipicamente pelo menos cerca de 25 nm, particularmente pelo menos cerca de 40 nm, ou em modalidades específicas cerca de 50 nm. A faixa de comprimento de onda pode ser localizada partindo de 350 nm ou maior, tipicamente localizada entre 350 nm e 800 nm, mais tipicamente entre 350 nm e 500 nm, ou em algumas modalidades entre 350 nm e 450 nm. Em modalidades particulares, a faixa de comprimento de onda pode estar localizada entre 350 nm e 400 nm, tipicamente começando em 350 nm.
Em algumas modalidades, a resina curada pode ser curada, por exemplo, reticulada, por um fotoiniciador selecionado de óxido de bis-acil fosfina e a-hidroxicetona.
Em algumas modalidades, o produto abrasivo inclui grãos abrasivos que podem ser, pelo menos em parte, transparentes para luz ultravioleta, 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, tipicamente menos que 0,7, mais tipicamente menos que 0,6, ou particularmente menos que 0,5. Tipicamente, o valor de absorção em um comprimento de onda de 350 nm ou maior está sobre uma faixa de comprimento de onda de pelo menos cerca de 10 nm, mais tipicamente pelo menos cerca de 25 nm, particularmente pelo menos cerca de 40 nm, ou em modalidades específicas cerca de 50 nm.
Da mesma maneira, em algumas modalidades, o produto abrasivo inclui um substrato suporte que pode ser transparente para luz ultravioleta.
Também, em várias modalidades, a resina curada ou reticulada e/ou o produto abrasivo podem incluir um material de enchimento transparente a ultravioleta, por exemplo, um material de enchimento que transmite mais luz ultravioleta que materiais de enchimento opacos padrões como carbonato de cálcio e sílica. Em modalidades particulares, o material de enchimento transparente a ultravioleta é triidrato de alumínio.
Em várias modalidades, os produtos abrasivos da invenção podem ter propriedades aperfeiçoadas, particularmente em comparação a um produto que é de outro modo idêntico.
Em algumas modalidades, as resinas curadas da invenção, como as resinas reticuladas, transmitem mais luz visível comparadas a uma resina 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 cerca de 400 nm a cerca de 800 nm. A transparência da resina curada pode ser medida usando um espectrômetro visível padrão sobre uma amostra padrão preparada apropriadamente. Por exemplo, duas amostras formadas como filmes finos dimensionados identicamente podem ser comparadas e os respectivos valores de porcentagem de transmitância medidos.
Em algumas modalidades, as resinas curadas da invenção, tais como as resinas reticuladas, podem ter uma tangente δ média diminuída em uma faixa de temperatura de cerca de -150°C a 250°C comparadas a uma resina que é de outro modo idêntica mas não é curada com um grupo politi-ol.
Em algumas modalidades, os produtos abrasivos da invenção podem exibir diminuída formação de arranhão randômica comparados a um produto abrasivo que é de outro modo idêntico exceto a resina curada, isto é, o produto inclui uma resina de outro modo idêntica mas não curada com um 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 a resina curada, isto é, o produto inclui uma resina de outro modo idêntica mas não curada com um politiol. Flexibilidade pode ser medida através de processos apropriados conhecidos na técnica, por exemplo, através de uso de um medidor de rigidez Frank disponível de Karl Frank na Alemanha ou Gur-ley Precision Instruments em U.S.A. Tipicamente, teste de flexibilidade com um tal medidor de rigidez Frank mede a quantidade de força requerida para dobrar uma amostra sobre um raio fixo para um ângulo padrão, tal como entre 10 graus a 60 graus em incrementos de 5 graus. Isto pode ser feito em ambas direções enrolando e tecido da amostra. A inclinação de um gráfico de % de força (eixo-y) versus ângulo (eixo-x) para cada amostra rende o que é conhecido como a ‘Inclinação de Flexão”. A maior a inclinação de flexão geralmente indica um produto mais rijo.
Ainda em algumas modalidades, em um produto abrasivo da invenção que inclui a resina curada com um grupo politiol, tal como a resina reticulada com um grupo politiol, a resina cura provê aumentada resistência de adesão interfacial, por exemplo, por pelo menos 5% ou por pelo menos cerca de 10%, comparado a uma resina de outro modo idêntica mas não curada com um politiol. Resistência de adesão interfacial (ou força de des-cascamento) pode ser determinada através de processos apropriados conhecidos na técnica, por exemplo, através do uso de um testador Instron Tensile. Por exemplo, em um tal teste usando um testador Instron Tensile, o material de forro de um produto abrasivo revestido que inclui um revestimento feito incluindo a resina reticulada é ligado a um outro membro de rigidez essencialmente igual. A força requerida para separar adesivamente a camada de revestimento fabricado do material de forro é medida. A razão da força de descascamento para inclinação de flexão é geralmente uma medida da resistência adesiva do revestimento feito para o material de forro, onde maiores valores representaram maior adesão.
Os produtos abrasivos revestidos da invenção podem ser usados 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 composição curável que inclui uma resina formaldeído e um grupo politiol. Características e exemplos, incluindo exemplos preferidos, da resina formaldeído e o grupo politiol são como descritos acima. Em algumas modalidades, a composição curável ainda inclui o polímero tiol-eno descrito acima, onde o polímero tíol-eno pode ser curado, tal como reticulado, com o grupo politiol. Em outras modalidades, a composição curável ainda inclui ou é ainda combinada com um componente opcionalmente reticulado ou reticulável selecionado de resinas fenólicas, resinas aminoplasto tendo grupos carbonila alfa, beta insaturados pendentes, resinas uretano, resinas epóxi, resinas uréia - formaldeído, resinas isocianurato, resinas melamina - formaldeído, resinas a-crilato, resinas isocianurato acriladas, resinas uretano acrifadas, resinas e-póxi 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 suas misturas. Opcionalmente, as composições curáveis da invenção ainda podem incluir corantes, materiais de enchimento e aditivos, dependendo de suas específicas aplicações. Exemplos de corantes, materiais de enchimento e aditivos são como descritos acima. A presente invenção também inclui uma resina formaldeído reti-culada por um grupo politiol. Características e exemplos, incluindo exemplos preferidos, 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 foram preparadas pela combinação de uma resina resol formaldeído íenof comercialmente disponível padrão (por exemplo, Oxychem, Borden, Bakelite-Hexion-, Durez, e Dynea) com o politiol tetra-(3-mercapto propionato) de pentaeritritol 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 e então curada a 121,1 °C por 5 horas para curar, por exemplo reticular, a resina.
Abrasivos revestidos para os exemplos que se seguem foram preparados por combinação de uma das resinas não-reticuladas acima com resina epóxi acrilato revestida em 23,7gsm (1,6 Ibs ream) de grãos abrasivos (óxido de alumínio P180 grit BFRPL) e aplicando a um filme tratado na superfície com tereftalato de polietileno de 5 mil em um processo de revestimento contínuo. A mistura revestida foi curada como acima para reticular a resina, assim fixando o revestimento abrasivo ao substrato. Outros aditivos opcionais 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, a amostra com 0% em peso do politiol tetra-(3-mercapto propionato) de penta-eritritol foi quase negra, enquanto a amostra com 20% em peso do politiol tetra-(3-mercapto propionato) de pentaeritritol foi laranja-amarelo muito brilhante, indicando que a transparência da amostra com 20% em peso do politiol foi significantemente maior que a amostra com 0% do politiol.
Também, quando dois abrasivos revestidos de outro modo idênticos contendo um corante laranja fluorescente foram comparados, isto é, um com um ligante resina fenólica curada sem o grupo politiol, e um com um ligante resina fenólica curada com 10% em peso do politiol tetra-(3-mercapto propionato) de pentaeritritol, o abrasivo revestido com o ligante resina fenólica curada sem o grupo politiol foi muito mais escuro e por isso muito menos transparente que o abrasivo revestido com o ligante resina fenólica curada com o grupo politiol.
Exemplo 3: Efeito de “sombreamento de grão” é superado pelos abrasivos mostrados Certas resinas podem ser curadas com irradiação de luz ultravioleta quando fotoiniciadores são empregados. A Figura 2 mostra um efeito de “sombreamento de grão” que é acreditado ocorrer durante cura com ultravioleta de abrasivo revestido 100. Este efeito é acreditado prejudicar a cura e assim a performance de abrasivos ligados com tais resinas. A luz ultravioleta de curto comprimento de onda 402 pode ser obscurecida por grãos abrasivos 110, que podem sombrear porções da resina em revestimento fabricado 104 e revestimento de cola 106 em região 404 sombreada pelo grão, evitando que o mesmo cure adequadamente e ligando grãos 104 a substrato 102. Sem desejar estar preso a teoria, em várias modalidades, é acreditado que o efeito de “sombreamento de grão” pode ser mitigado através de emprego de um fotoiníciador que tenha uma absorção em uma região de comprimento de onda 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 para reduzir sombreamento, empregando um fotoiníciador que tem uma absor-bância em maior comprimento de onda onde a luz de maior comprimento de onda difunde mais facilmente ao redor de partículas abrasivas para reduzir sombreamento, empregando substrato transparente a ultravioleta em abrasivos revestidos pelo que a resina pode ser curada por luz ultravioleta direcionada ao outro lado do substrato a partir do revestimento sendo curado, ou similar.
Exemplo 4: Os fotoiniciadores empregados nos abrasivos mostrados absorvem luz transmitida pelos grãos abrasivos, aperfeiçoando cura A Figura 3 é um gráfico da absorbância de ultravioleta de um fotoiníciador de comprimento de onda longo da invenção 500, um iniciador de comprimento de onda curto 502, e três diferentes grãos abrasivos 504, 506, e 508. Como pode ser visto, se o iniciador de comprimento de onda curto 502 é empregado, pode haver significante sombreamento pelos grãos abrasivos, particularmente grão 504. Através de emprego de fotoiniciador de comprimento de onda longo 500, o sistema pode ser irradiado com luz em uma região de comprimento de onda acima da maior absorbância do grão, por exemplo, 350 nanômetros para grão 504, onde fotoiniciador 500 tem maior absorbância que iniciador de comprimento de onda curto 502. Também, os grãos abrasivos podem ter absorção comparativamente menor que na banda de absorção de iniciador de comprimento de onda curto 502, particularmente grão 504.
Exemplo 5: Resinas reticuladas com tiol têm propriedades mecânicas aperfeiçoadas Amostras de polímero curado para análises mecânicas foram preparadas através de mistura em uma razão de 70/30 de triacrilato de tri-metilol propano / triacrilato de isocianurato de tris-(2-hidróxi etila) ou resina TMPTA/ICTA (Sartomer 368D, Srtomer, Exton, PA) com fotoiniciador, material de enchimento triidrato de alumínio, tetra-(3-mercapto propionato) de pentaeritritol, e então fundindo filmes sobre Mylar não-tratado seguido por cura com ultravioleta em uma unidade de laboratório Fusion (Fusion UV Systems, Inc., Gaithesburg, MD) contendo um fornecimento de energia de 236,22 w/centímetro (600 w/polegada) e 118,11 w/centímetro (300 w/polegada) utilizando um bulbo “V" e “D”, respectivamente, para curar as amostras @ 30 FPM, As amostras foram removidas do filme Mytar e cortadas e limpas para provimento de amostras apropriadas para testes de análises mecânicas dinâmicos (DMA) (-1/16” de espessura x 6,35 mm (!4”) de largura x 25,40 mm (1”) de comprimento).
Uma força senoidal foi aplicada às amostras acima e a resultante deformação senoidal foi monitorada, A razão da tensão dinâmica para a deformação dinâmica rende o módulo complexo, E*, que ainda pode ser partido para render o módulo de estocagem, E’, e o módulo de perda, E”. O módulo de estocagem refere-se à habilidade de um material estocar energia e pode ser relacionado à rigidez do material. O módulo de perda pode representar o calor dissipado pela amostra como um resultado dos movimentos moleculares dados do material e pode refletir as características de amorte- cimento do polímero. A razão do módulo de perda e estocagem é o valor tangente δ. Devido à natureza viscoelástica de polímeros, estas propriedades viscoelásticas (E\ E" e tangente δ) podem ser uma tunção de temperatura assim como tempo.
As Figuras 4A, 4B, e 4C, respectivamente, mostram aperfeiçoadas propriedades mecânicas de aumentado módulo de estocagem médio, aumento módulo de perda médio, e diminuída tangente δ média sobre uma faixa de temperatura de -150°C a 250°0 para uma resina de triacrilato de isocianurato de tris-(2-hidróxi etila) / triacrilato de trimetilol propano reticulada com o politiol tetra-(3-mercapto propionato) de pentaeritritol comparada à mesma resina de triacrilato de isocianurato de tris-(2-hidróxi etila) / triacrilato de trimetiol propano sem politiol.
Exemplo 6: Os produtos abrasivos mostrados têm aperfeiçoadas propriedades de acabamento A figura 5 é uma fotografia mostrando um indesejável arranhão randômico em um acabamento de peça de trabalho. Sem desejar estar preso por teoria, é acreditado que tais arranhões randômicos ocorrem devido a pobre adesão de partículas abrasivas resultantes de pobres propriedades mecânicas do ligante resina.
As figuras 6A e 6B são fotografias que mostram a diferença em acabamento de superfície de uma peça de trabalho entre um abrasivo revestido com resina TMPTA/ICTA reticulada com o politiol tetra-(3-mercapto pro-píonato) de pentaeritritol (6A)comparado a um abrasivo tendo a mesma resina sem politiol (6B). Como pode ser visto, o abrasivo politiol parece ter um acabamento mais uniforme com menos arranhões randômicos profundos.
Esta diferença aparente pode ser quantificada. Em particular, o abrasivo politiol tem valores aperfeiçoados (reduzidos) para parâmetros de aspereza de superfície Ra, Rz, e Rt, como mostrado na Tabela 1.
Tabela 1 Os parâmetros de aspereza de superfície são medidos sobre um comprimento de avaliação compreendendo um caminho estreito tomado por uma sonda (por exemplo, uma sonda mecânica ou ótica) que mede variação na superfície. Ra é o valor de aspereza médio sobre o comprimento de avaliação sobre a superfície, que descreve a altura média de pico e profundidade de vale ou amplitude média de uma superfície. Rz é um parâmetro de altura ponto 10 ISSO, que descreve a diferença de altura entre os 5 picos mais altos e 5 vales mais baixos no comprimento de avaliação. Rt é uma medida de máxima aspereza ou “aspereza maior” relacionando a diferença entre o pico mais alto e o vale mais baixo sobre o inteiro comprimento de avaliação.
Exemplo 7: Os produtos abrasivos mostrados têm durabilidade aperfeiçoada As figuras 7A e 7B são fotografias de abrasivos revestidos após idênticas condições de uso. A Figura 7A é uma fotografia de um abrasivo revestido 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 resina sem politiol é comparativamente mais áspera e mais degrada, com muitos grãos abrasivos aparentemente soltos ou perdidos comparada com o abrasivo revestido com politiol.
Embora esta invenção tenha sido particularmente mostrada e descrita com referências a suas modalidades preferidas, será entendido por aqueles versados na técnica que várias mudanças em forma e detalhes podem ser feitas ali sem se fugir do escopo da invenção abrangido pelas reivindicações apostas. Ainda, cada patente US previamente identificada acima tem seus ensinamentos aqui incorporados.
Exemplo 8: O produtos abrasivos mostrados têm aperfeiçoada flexibilidade e adesão As estruturas abrasivas revestidas modificadas com modificador politiol (PTM) foram avaliadas para flexibilidade, resistência de descasca-mento e adesão neste exemplo. Amostras testes foram preparadas sob as mesmas condições de processo, mantendo pesos de revestimento constan- tes» enquanto variando a quantidade de PTM em camada fabricada ou de cola a partir de 0 a 10% como detalhado abaixo.
Composição Abrasiva Revestida com PTM e Processo Estruturas abrasivas revestidas para os testes de flexibilidade e adesão foram produzidas através de revestimento de uma trama continua de pano acabado com 24 libras por resma (30,658015 (330 tf2)) de uma formulação fabricada de formaldeído fenol que contém 5,70% de PTM. Todos os componentes e correspondentes níveis são detalhados na Tabela 2. A trama com o revestimento feito foi então seguida por um processo de deposição eletrostática aplicando 14,51 kilogramas (32 libras) por resma de um grão de óxido de alumínio BFRPL. Esta estrutura parcial de trama revestida feita e grão foi então secada em um forno por duas horas a 80¾ para proporcionar secagem e então estágio-B do pré-polímero de formaldeído fenol Tabela 2: Formação feita modificada com PTM__________________________ As estruturas abrasivas revestidas foram então revestidas com 5,90 kilogramas (13 libras) por resma de um revestimento cola formaldeído fenol, A composição detalhada do revestimento cola é apresentada na Tabela 3. A trama foi novamente transportada através de um secador que teve uma temperatura de bulbo de secagem fixada em 120°C por um período de duas horas Tabela 3: Formulação de cola modificada com PTM______________________ 0 material foi então enrolado sobre um centro que forma um rolo. O rolo de produto abrasivo revestido foi então colocado em um forno de convexão grande para sofrer uma etapa de pós-cura na qual a temperatura do forno foi de 125°C por 12 horas.
Teste de Flexibilidade. Adesão e Descascamento Flexibilidade foi determinada usando um medido de rigidez Frank disponível de Karl Frank na Alemanha. Este teste mediu a quantidade de força requerida para dobrar a amostra entre 10 graus a 60 graus em incrementos de 5 graus. A inclinação de um gráfico de % de força {eixo-y) versus ângulo (eixo-x) para cada amostra rende o que é conhecido com a Inclinação de Flexão'’. A maior inclinação de flexão indica geralmente um produto mais rijo. Três (3} peças de amostra testes, cada uma das quais foi 2,54 cm (Γ) de largura x 7,62 cm (3B) de comprimento, foram usadas.
Força de descascamento foi determinada através do uso de um testador Instron Tensíle. Para esta propriedade mecânica, a trama abrasiva revestida foi ligada a um outro membro de igual rigidez através de uso de um adesivo epóxi de duas partes, de alta resistência. A força requerida para separar adesivamente a camada de adesivo interna fabricada do material de forro foi medida através de um descascamento-T retido em um testador Instron Tensile com uma velocidade de cabeçote de 2,54 centímetros pro minuto. A razão da força de descascamento para inclinação de flexão foi uma medida de resistência adesiva de revestimento feito para substrato de revestimento de pano acabado, onde maiores valores representaram maior adesão.
Dados gerados dos Testes de Descascamento Instron e Rigidez Frank são apresentados na Tabela 4, A partir desta tabela, a inclinação de flexão para amostra de 0% PTM foi 1,26 com uma razão média de desças· camento para flexão de 21,1. Com 5% de adição de PTM ao revestimento feito, a inclinação de flexão diminuiu 11% com um correspondente aumento na razão de descascamento para flexão para 23,0 ou 10%. Por isso o aumento em flexibilidade de produto foi observado com um correspondente aumento em adesão de descascamento. Isto foi inesperado, porque tipicamente o produto mais flexível possui menores valores de adesão de descascamento. Adição incrementai de PTM à camada de cola não afeta significan-temente as propriedades de flexibilidade ou de adesão da estrutura. Estes resultados indicam que a presença de PTM na camada feita pode aperfeiçoar significantemente a flexibilidade de abrasivo revestido, enquanto simultaneamente aperfeiçoando a adesão interfacial entre a camada feita e de forro. Tabela 4: Efeito de PTM sobre valores de inclinação de flexão e resistência de descascamento Equivalentes Embora esta invenção tenha sido particularmente mostrada e descrita com referências a suas modalidades preferidas, será entendido por aqueles versados na técnica que várias mudanças em forma e detalhes podem ser ali feitas sem se fugir do escopo da invenção abrangido pelas reivindicações apensas.
REIVINDICAÇÕES

Claims (69)

1. Produto abrasivo, caracterizado por compreender: um substrato; uma composição de polímero reticulado depositada sobre o substrato; e uma pluralidade de partículas abrasivas dispostas sobre ou na composição de polímero reticulado, em que a composição de polímero retí-culado compreende o produto de reação de uma resina e um grupo polítiol, em que a resina é uma resina fenol-formaldeído do tipo resol, e em que o grupo politiol é selecionado a partir de tri(3-mercaptopropionato) de trimetilolpropano, tri(2-mercaptoaeetato) de trimetilolpropano, tetra (3-mercaptopropionato) de pentaeritritol, tetra (2-mercaptoacetato) de pentaeri-tritol, po11οI-3■ mercaptopropionatos, poliol-2-mercaptoacetatos, poliéster-3-mercaptopropionatos, poiiéster-2-mercaptoacetatos e tri{3-mercaptopropionato) de trimetilolpropano etoxilado.
2. Produto abrasivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado oor resina a ser curada compreender uma resina de aldeído.
3. Produto abrasivo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por a resina de aldeído ser uma resina de formaldeído,
4. Produto abrasivo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por a resina a ser curada compreender pelo menos um membro selecionado do grupo consistindo em uma resina de fenol - formaldeído, mela mina - formaldeído, e uréia - formaldeído.
5. Produto abrasivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado oor a resina a ser curada compreender um polímero tioieno.
6. Produto abrasivo, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado oor a resina a ser curada compreender triacrilato de t ri metí Ιο I propano ou triacrilato de isocianurato de tris-{2-hidróxi etila).
7. Produto abrasivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a resina a ser curada compreender um componente de resina opcionalmente reticulado ou reticulávei selecionado de resinas fenólicas, resinas de a mi no pias to tendo grupos carbonila a, β-in saturados, resinas de ure-tano, resinas de epóxí, resinas de uréia ■ formaldeído, resinas de isocianura- to, resinas de melamina - formaldeído, resinas de acrilato, resinas de isoci-anurato acriladas, resinas de uretano acriladas, resinas de epóxi acriladas, resinas de bismaleimida, cola oculta, celulósicos, látex, caseína, proteínas de soja, algínato de sódio, álcool polivinílico, acetato de polivinila, éster poli-acrílico, e vinil acetato de polietileno, poliestireno - butadieno, e misturas dos mesmos.
8. Produto abrasivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado poro grupo polítiol ser tetra(3-mercaptopropionato) de pentaeritritol.
9. Produto abrasivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o grupo polítiol formar pelo menos 10% em peso da composição de polímero reticulado.
10. Produto abrasivo, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por o grupo polítiol forma pelo menos 5% em peso da resina curada.
11. Produto abrasivo, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por o grupo polítiol formar de 10% a 50% em peso da composição de polímero reticulado.
12. Produto abrasivo, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por o grupo polítiol formar entre 5% e 40% em peso da resina curada.
13. Produto abrasivo, de acordo com a reivindicação 1. caracterizado por compreender adicionalmente um corante.
14. Produto abrasivo, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por a resina curada não compreender melamina.
15. Produto abrasivo, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por uma porção do corante ser visível através da resina curada.
16. Produto abrasivo, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado oor uma porção do corante ser incluída na resina curada, um substrato suporte opcional, e/ou um revestimento entre o substrato suporte opcional e a resina curada.
17. Produto abrasivo, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado por o corante ser um corante ou um pigmento.
18. Produto abrasivo, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado oor o corante formar um padrão impresso.
19. Produto abrasivo, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por a aparência do corante mudar em resposta ao uso do produto abrasivo.
20. Produto abrasivo, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado poro corante ser vermelho, laranja, amarelo ou verde fluorescente.
21. Produto abrasivo, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado por o corante ser fluorescente.
22. Produto abrasivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a resina curada ser curada por iniciação com luz, radiação de feixe de elétrons, ácido, base, calor, ou uma combinação dos mesmos.
23. Produto abrasivo, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado por a resina curada ser curada por um fotoiniciador tendo uma absorção maior que 0,1 em um comprimento de onda de 350 nm ou maior.
24. Produto abrasivo, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado por a resina curada ser curada por um fotoiniciador selecionado de oxido de bisacilfosfina e a-hidroxicetona.
25. Produto abrasivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender adicionalmente tri-hidrato de alumínio, wolastonita, criolíta ou uma combinação dos mesmos dispostos sobre ou na composição de polímero retículado.
26. Produto abrasivo, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado por ainda compreender um substrato suporte transparente ultravioleta.
27. Produto abrasivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a resina curada ligar as partículas abrasivas para formação de um artigo abrasivo ligado,
28. Produto abrasivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado oor ainda compreender um substrato suporte, estando a resina curada presente em um revestimento feito, um revestimento de tamanho ou um revestimento de super tamanho no substrato suporte.
29. Produto abrasivo, de acordo com a reivindicação 28, caracterizado por o substrato suporte ser papel, pano, filme, espuma polimérica, fibra, fibra vulcanízada, materiais tecidos, materiais não-tecidos, metal, ma- deira, plástico, cerâmica, laminado de papel / filme, laminado de pano / papel, ou laminado de filme i pano.
30. Produto abrasivo, de acordo com a reivindicação 29, caracterizado oor a resina curada conformar substancialmente à flexão do substrato.
31. Produto abrasivo, de acordo com a reivindicação 28, caracterizado oor a resina curada ligar as partículas abrasivas no substrato suporte para formar um revestimento abrasivo no substrato suporte.
32. Produto abrasivo, de acordo com a reivindicação 31, caracterizado oor ainda compreender uma camada de dispersão de energia condescendente entre o substrato suporte e o revestimento abrasivo.
33. Produto abrasivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado oor a composição de polímero reticulado transmitir mais luz visível em comparação com a mesma composição de polímero reticulado sem o grupo politiol.
34. Produto abrasivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado oor a composição de polímero reticulado ter um módulo de armazenamento médio aumentado em uma faixa de temperatura de -150°C a 250°C em comparação com a mesma resina curada sem o grupo politiol.
35. Produto abrasivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado oor a composição de polímero reticulado ter um módulo de perda médio aumentado em uma faixa de temperatura de -150°C a 250°C em comparação com a mesma resina curada sem o grupo politiol.
36. Produto abrasivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado oor a resina curada ter uma tangente 6 média diminuída em uma faixa de temperatura de -150°C a 250°C comparada à mesma resina curada sem o grupo politiol.
37. Produto abrasivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o produto abrasivo exibir diminuída formação de arranhão ran-dômico comparado ao mesmo produto abrasivo compreendendo a mesma resina curada sem o grupo politiol.
38. Resina reticulada, caracterizada por ser reticulada por um grupo politiol selecionado do grupo consistindo em tn-{3- mercaptopropionato) de trimetílol propano, tri-(2-mercaptoacetato) de trimeti-lol 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 de poliéster e t ri -3 - mercaptopropi o nat o de trimetílol propano etoxilado.
39. Resina reticulada, de acordo com a reivindicação 38, caracterizada oor a resina de formaldeído ser selecionada do grupo consistindo em fenol - formaldeído, melamina - formaldeído, e uréia - formaldeído.
40. Resina reticulada, de acordo com a reivindicação 38, caracterizada por ainda compreender um polímero tiol-eno reticulado,
41. Resina reticulada, de acordo com a reivindicação 40, caracterizada por ainda compreender triacrílato de trimetílol propano ou triacrilato de isocianurato de tris-{2-hidróxi etila) reticulado pelo grupo politiol.
42. Resina reticulada, de acordo com a reivindicação 38, caracterizada por o grupo politiol ser tetra-(3-mercaptopropionato) de pentaeritritol.
43. Resina reticulada, de acordo com a reivindicação 38, caracterizada oor o grupo politiol formar pelo menos 1% em peso da resina reticulada.
44. Resina reticulada, de acordo com a reivindicação 43, caracterizada oor o grupo politiol formar pelo menos 5% em peso da resina reticulada.
45. Resina reticulada, de acordo com a reivindicação 44, caracterizada oor o grupo politiol forma entre 5% e 50% em peso da resina reticulada.
46. Resina reticulada, de acordo com a reivindicação 45, caracterizada oor o grupo politiol formar entre 5% e 40% em peso da resina reticulada.
47. Resina reticulada, de acordo com a reivindicação 38, caracterizada por ainda compreender um corante,
48. Resina reticulada, de acordo com a reivindicação 47, caracterizada por não compreender melamina.
49. Resina reticulada, de acordo com a reivindicação 47, carac- terizada oor uma porção do corante ser visível através de resina reticulada.
50. Resina reticulada, de acordo com a reivindicação 47, caracterizada poro corante ser um corante ou um pigmento.
51. Resina reticulada, de acordo com a reivindicação 47, caracterizada por o corante ser vermelho, laranja, amarelo, verde, azul, índigo, ou violeta.
52. Resina reticulada, de acordo com a reivindicação 47, caracterizada poro corante ser fluorescente.
53. Resina reticulada, de acordo com a reivindicação 38, caracterizada por a resina ser reticulada por iniciação com luz, radiação de feixe de elétrons ou calor.
54. Resina reticulada, de acordo com a reivindicação 53, caracterizada por a resina ser reticulada por um fotoiniciador tendo uma absorção maior que 0,1 em um comprimento de onda de 350 nm ou maior.
55. Resina reticulada, de acordo com a reivindicação 53, caracterizada por a resina ser reticulada por um fotoiniciador selecionado de oxido de bisacilfosfína e α-hidróxi cetona.
56. Resina reticulada, de acordo com a reivindicação 38, caracterizada por a resina reticulada transmitir mais luz visível comparada à mesma resina sem o grupo politiol.
57. Resina reticulada, de acordo com a reivindicação 38, caracterizada por a resina reticulada ter um módulo de estocagem médio aumentado em uma faixa de temperatura de -150ÔC a 250°G comparada à mesma resina sem o grupo politiol.
58. Resina reticulada, de acordo com a reivindicação 38, caracterizada por a resina ter um módulo de perda médio aumentado em uma faixa de temperatura de -150°C a 250°C comparada com a mesma resina sem o grupo politiol.
59. Resina reticulada, de acordo com a reivindicação 38, caracterizadapor a resina reticulada ter uma tangente 6 média diminuída em uma faixa de temperatura de -150°C a 250*0 comparada com a mesma resina sem o grupo politiol.
60. Composição curável, caracterizada oor compreender: uma resina de formaldeído; e um grupo politiol, selecionado do grupo consistindo em tri-(3-mercaptopropíonato) de trimetilolpropano, tri- (2-m ercapto acetato) de trimetl· lolpropano, tetra- (3- me rcaptopropi on ato) de pentaeritrítol, tetra- (2-m ercapto -acetato) de pentaeritrítol, 3-mercaptopropionatos de poliol, 2-mercaptoace-tatos de poliol, 3-me rcaptopropion atos de poliéster, 2-mercaptoacetatos de poliéster e trí-3-mercaptopropionato de trimetilolpropano etoxilado.
61. Processo de reticulação de uma resina de formaldeído, ca-racterizado por compreender a reação de um reticulador politiol com uma resina de formaldeído, em que o reticulador politiol é selecionado do grupo consistindo em tri-(3-mercaptopropionato) de trimetilolpropano, tri-(2-mercaptoacetato) de trimetilolpropano, tetra-{3-mercaptopropio nato} de pen-taeritritol, tetra- (2-m ercaptoacetato) de pentaeritrítol, 3-mercaptopropio natos de poliol, 2-mercaptoacetatos de poliol, 3-mercaptopropionatos de poliéster, 2-mercaptoacetatos de poliéster e tri - 3-m ercaptopro pion ato de trimetilolpropano etoxilado.
62. Processo de preparação de um produto abrasivo, caracterizado dof compreender: contato de uma pluralidade de partículas abrasivas com a composição curável como definida na reivindicação 60; e cura de composição curável para produzir o produto abrasivo.
63. Processo de abrasão de uma superfície de trabalho, caracterizado oor compreender o produto abrasivo como definido na reivindicação 1 em uma superfície de trabalho em movimento de abrasão para 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 grupo politiol 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 o grupo politiol, caracterizada oor satisfazer pelo menos um critério selecionado do grupo consistindo em: resina reticulada tendo transparência aumentada; resina reticulada tendo um módulo de estocagem aumentado; resina reticulada tendo um módulo de perda aumentado, e a resina reticulada tendo uma tangente 6 diminuída, em que o grupo politiol é selecionado do grupo consistindo em tri-(3-mercaptopropionato) de trimetilolpropano, tri-(2-mer-captoacetato) de trimetilolpropano, tetra-(3-mercaptopropionato) de pentaerí-tritol, tetra-(2-mercaptoacetato) de pentaeritritol, 3-mercaptopropionatos de poliol, 2-mercaptoacetatos de poliol, 3-mercaptopropionatos de poliéster, 2 mercaptoacetatos de poliéster e tri-3-mercaptopropionato de trimetilolpropano etoxilado,
65. Resina reticulada, de acordo com a reivindicação 64, caracterizada por ainda compreender um corante,
66. Resina reticulada, de acordo com a reivindicação 64, caracterizada por ainda compreender partículas abrasivas embutidas na resina.
67. Resina reticulada, de acordo com a reivindicação 64, caracterizada poro grupo politiol formar pelo 5% em peso da resina reticulada,
68. Resina reticulada, de acordo com a reivindicação 64, caracterizada por o grupo politiol formar entre 5% e 50% em peso da resina reticulada.
69. Método para formar um artigo abrasivo, caracterizado oor compreender: dispor uma composição curável sobre um substrato: dispor partículas abrasivas sobre ou na composição curável; e curar a composição curável para formar o artigo abrasivo, a composição curável compreendendo uma resina e um grupo politiol, sendo a resina uma resina fenol-formaldeído, do tipo resol, e sendo o grupo politiol selecionado a partir de tri(3-mercaptopropionato) de trimetilolpropano, tri(2-mercaptoacetato) de trimetilolpropano, tetra(3-mercaptopropionato) de pentaeritritol, tetra{2-mercaptoacetato) de pentaeritritol, poliol-3-mercaptopropionatos, poliol-2-mercaptôacetatos, poliéster-3- m ercaptopropionatos, poliéster-2-mercaptoacetatos e tri{3-mercaptopropionato) de trimetilolpropano etoxilado.
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