HU223453B1 - Rotogravírozó eljárás mintázott csiszolófelületek előállítására - Google Patents

Rotogravírozó eljárás mintázott csiszolófelületek előállítására Download PDF

Info

Publication number
HU223453B1
HU223453B1 HU0000774A HUP0000774A HU223453B1 HU 223453 B1 HU223453 B1 HU 223453B1 HU 0000774 A HU0000774 A HU 0000774A HU P0000774 A HUP0000774 A HU P0000774A HU 223453 B1 HU223453 B1 HU 223453B1
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
abrasive
composition
viscosity
pattern
binder
Prior art date
Application number
HU0000774A
Other languages
English (en)
Inventor
Kevin Bruce Allen
Gwo Shin Swei
Paul Wei
Wenliang Patrick Yang
Original Assignee
Norton Co.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Norton Co. filed Critical Norton Co.
Publication of HUP0000774A2 publication Critical patent/HUP0000774A2/hu
Publication of HUP0000774A3 publication Critical patent/HUP0000774A3/hu
Publication of HU223453B1 publication Critical patent/HU223453B1/hu

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C39/00—Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor
    • B29C39/14—Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor for making articles of indefinite length
    • B29C39/148—Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor for making articles of indefinite length characterised by the shape of the surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D11/00—Constructional features of flexible abrasive materials; Special features in the manufacture of such materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D3/00—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
    • B24D3/02—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D3/00—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
    • B24D3/02—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent
    • B24D3/20—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially organic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D3/00—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
    • B24D3/02—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent
    • B24D3/20—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially organic
    • B24D3/28—Resins or natural or synthetic macromolecular compounds
    • B24D3/285—Reaction products obtained from aldehydes or ketones

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)

Abstract

A találmány tárgya eljárás szubsztrátumanyaghoz ragasztottcsiszolóanyag/kötőanyag kompozitokat tartalmazó, bevonattal ellátottcsiszolóanyag előállítására, mely abban áll, hogy: (a) csiszolószemcse– térhálósítható gyanta – kötőanyag-keveréket tartalmazó, megadottviszkozitású készítményréteget mintázat formájában rotogravírozássalhordozóanyagra hordanak fel, (b) a felhordott készítmény viszkozitásátmegnövelik és (c) a készítmény kötőanyag-- komponensétkitérhálósítják. A találmány tárgyát képezi az eljárással előállítottcsiszolóanyag is. ŕ

Description

A találmány tárgya
A jelen találmány tárgyát olyan szubsztrátumokon elhelyezett, mintázott csiszolófelületek gyártása képezi, amelyek alkalmasak szubsztrátumok, mint fém-, fa-, műanyag és üvegfelületek rotogravírozó eljárással történő finommegmunkálására.
Az a megoldás, hogy egy hordozóanyagra egymástól izolált szerkezeteket, mint egy kötőanyag és egy csiszolóanyag keverékeit vigyük fel, már sok éve ismeretes. Ha ezeknek a szigeteknek a magassága a hordozóanyag felett nagyon hasonló, és azok megfelelően el vannak egymástól választva, akkor (esetleg egy kisebb kikészítési művelet után) azok felhasználásának kevésbé karcos és simább felület kialakítása lesz az eredménye. Ezen túlmenően, a szigetek közötti terek lehetőséget biztosítanak arra, hogy a csiszolásnál képződött forgácsot eltávolítsuk a megmunkált felületről.
A szokásos módon bevont csiszolóanyagoknál a csiszolófelület vizsgálata azt mutatja, hogy az aktív csiszolózóna-felület csiszolószemcséinek csak egy viszonylag kis száma érintkezik egy adott időpontban a csiszolt munkadarabbal. Ahogy a felület kopik, ez a szám nő ugyan, de azoknak a csiszolószemcséknek a felhasználhatósága a tompulás következtében csökkenhet. Az egymástól izolált, egyenletesen eloszlatott szigeteket tartalmazó csiszolófelületek használatának az az előnye, hogy ezek az egyenletes szigetek lényegében egyforma sebességgel kopnak, és az egyforma csiszolási sebesség hosszabb ideig fenntartható. Bizonyos értelemben a csiszolómunka egyenletesebben oszlik el nagyobb számú csiszolási pont között. Ezen túlmenően, minthogy a szigetek sok kisebb csiszolóanyagszemcsét tartalmaznak, egy sziget eróziója új, fel nem használt, olyan csiszolószemcséket hoz felszínre, amelyek még nem tompultak le.
Az egyik technika, amelyet ilyen izolált sziget- vagy nyomóelem-mintázat kialakítására leírtak, a rotogravírozó nyomtatás.
A rotogravírozó nyomtatási technika egy görgőt alkalmaz azon a felületen, amelybe egy cellamintázatot martak be. A cellákat a készítménnyel töltik meg, a görgőt a felületre nyomják és a cellákban lévő készítményt a felületre viszik át. A készítmény ezután normális körülmények között addig folyik, amíg már nincs elválás az egyes cellákban lerakodott készítmények között. Végül is egy lényegében egyenletes vastagságú réteget kapunk. Szemléltetés céljából az USP 5,152.917 számú szabadalmi irat C. és D. összehasonlítási példái írnak le egy olyan eljárást, ahol a rotogravírozó eljárással kapott mintázatban a cellákból lerakodott minden egyes mennyiség szeparálódása megszűnik.
Az USP 5,014.468 számú szabadalmi irat esetében rotogravírozó cellákból egy kötőanyag/csiszolóanyag készítményt raktak le egy csiszolóanyag-mentes felületet körülvevő szerkezetsorra. Ez, úgy véljük, annak az eredménye, hogy a cella teljes térfogatánál kisebb mennyiségű anyag rakódik le és csak mindegyik cella kerülete mentéről, ami a leírt gyűrűkészítményeket hagyja ott.
A rotogravírozó eljárásnál ezért a probléma mindig is a sziget használható alakjának a megtartása volt. Egy olyan csiszolóanyag/kötőanyag keveréknek a recepturálása, amely megfelelően folyik ahhoz, hogy egy szubsztrátumra történő lerakás esetén ne roskadjon egy lényegében egyenletes bevonatréteggé azon a szubsztrátumon, amire felhordtuk, igen nehéznek bizonyult.
Chasman és mások az USP 4,773.920 számú szabadalmi iratban azt ismertették, hogy rotogravírozó eljárással lehetséges egy olyan, gerincekből és völgyekből álló, egyenletes mintázat alkalmazása, amely térhálósítás útján csatornákként szolgálhat a kenőanyag és a csiszolat eltávolítására. Ennek a lehetőségnek a puszta említésén kívül azonban nem adnak kitanítást olyan részletekről, hogy miként lehet ezt kivitelezni.
Az USP 4,644.703 számú szabadalmi iratban Kaczmarek és mások egy rotogravírozóhengert használnak egy szokásosabb módon, hogy egy csiszolóanyag/kötőanyag készítményt rakjanak le olyan rétegként, amelyet azután kisimítanak, mielőtt egy második réteget raknának le rotogravírozó eljárással az első, kisimított réteg tetejére. Nem adnak kitanítást a végső, kitérhálósított felületre vonatkozóan.
Az USP 5,014.468 számú szabadalmi iratban azt javasolják, hogy nemnewtoni nyíróerő hatására sűrűsödő folyási tulajdonságokkal rendelkező csiszolóanyag/kötőanyag keveréket használjunk, és ezt a keveréket rotogravírozó technikával egy fóliára vigyük fel. Ennél az eljárásnál a keveréket a rotogravírozó cellák éleiről rakják le, hogy csökkentett vastagságú lerakott anyagokkal ellátott szerkezetet állítsanak elő, amelynél a lerakott anyagok bizonyos távolságra foglalnak helyet a keverékmentes felületet körülvevő területektől. Ha a cellák elég közel vannak egymáshoz, akkor a felületszerkezetek egymással összekötöttnek tűnhetnek fel. Ez a termék igen hasznosnak bizonyult, különösen optikai finomítóműveleteknél. Az eljárás nagyon használható, de egy potenciális problémája, hogy a rotogravírozóhenger celláiban növekvő mennyiségű anyag gyűlhet fel, úgyhogy a lerakási mintázat a megnyújtott termelési művelet alatt enyhén megváltozhat. Ráadásul az eljárásnak olyan a természete, hogy az olyan készítményekre van korlátozva, amelyek finomszemcsés (általában 20 mikronnál kisebb méretű) csiszolatot tartalmaznak.
Egy másik próbálkozás az volt, hogy a csiszolóanyag/kötőanyag keveréket egy szubsztrátumfelületre rakták le, majd egy mintázatot alakítottak ki egymástól izolált szigetekből a keveréken úgy, hogy a kötőanyagot oly módon térhálósították, hogy azt egy olyan szerszámmal érintkeztették, amelynek mintázata a kívánt mintázott felület ellenkezője volt. Ezt a megoldást az USP 5,437.754; 5,378.251; 5,304,223 és 5,152.917 számú szabadalmi iratok írják le. Ennek a megoldásnak számos variációja van, de mindegyiknek az a közös jellemzője, hogy a mintázatban minden szigetet úgy alakítanak ki, hogy a kötőanyagot a szerszámfelülettel érintkeztetve térhálósítják. Ez a próbálkozás sem mentes a problémáktól, mert gyakran előfordul, hogy a szerszámból történő eltávolítás gyakran nem tökéletes, és például ahelyett, hogy piramisokat alakítanának ki, kráteres vulkánformák képződnek.
HU 223 453 Β1
A jelen találmány egy olyan technikát szolgáltat egyenletes mintázatú csiszolóanyag/kötőanyag kombináció előállítása, amelynél nincs szükség a szerszámban végzett térhálósításra vagy olyan kötőanyag/csiszolóanyag kombináció kiválasztására, amely speciális, nemnewtoni, nyíróhatásra bekövetkező folyási jellemzőkkel rendelkezik.
így a jelen találmány egy változatos és hatékony módszert szolgáltat egymástól izolált, kompozit csiszolóanyag-mintákkal ellátott, bevonatos csiszolóanyagok ipari méretű gyártására. Az ilyen bevonattal ellátott csiszolóanyagok jól alkalmasak sokféle szubsztrátum oly módon történő kezelésére, hogy lényegében egyenletes vágási sebesség mellett végzett, elnyújtott időtartamú műveletekkel finom kidolgozást kapjunk.
A találmány általános leírása
A rotogravírozási technika alkalmazása során mintázott, bevonattal ellátott csiszolóanyagok előállításánál mindig is az volt a probléma, hogy a készítmény lerakása után egy használható alakzatot és mintát kapjunk. A lerakott alakzat a leggyakrabban elveszti függőleges dimenzióit és hajlamos arra, hogy a felületen szétterüljön és szomszédos alakzatokkal egyesüljön. Ezt a problémát a fentiekben említett USP 5,152.917 számú szabadalmi irat C. és D. összehasonlító példái tárgyalják. Az USP 5,014.468 számú szabadalmi irat szerint ennek az a megoldása, hogy egy nyíróhatásra sűrűsödő reológiájú készítményt használnak, ami azt idézi elő, hogy a keverék a rotogravírozó cellák éleiről rakódik le és egy itt leírt kivételes mintázatot képez.
Mi mármost azt találtuk, hogy ha a kis nyíróviszkozitást és a nagy nyíróviszkozitást megfelelő módon szabályozzuk, akkor rotogravírozási technika felhasználásával lehetséges olyan mintázott, bevonatos csiszolóanyagokat előállítani, amelyeknek diszkrét nyomóelemei, összekötött nyomóelemei, vonalai és egyéb mintái vannak, abban az esetben is, ha a készítmény Teológiája nyíróerő hatására híguló. Ennek az a kulcskérdése, hogy a kötőanyag/csiszolóanyag keveréket úgy recepturáljuk, hogy két feltételt teljesítsünk. Az egyik feltétel, hogy a viszkozitás viszonylag nagy nyíróerő mellett viszonylag alacsony legyen (mint ezt akkor tapasztaljuk, amikor megtöltjük a gravírozócellákat, a cellák megtöltése után kezeljük a gravírozóhenger felületeit, és az anyagot a rotogravírozóhenger és a gumihenger közötti résen felvisszük egy szubsztrátumra). Más szóval a készítménynek alacsony kell legyen a viszkozitása nagy nyíróerőnél, hogy megkönnyítsük a bevonat szubsztrátumra történő lerakódását. A második feltétel az, hogy a készítménynek nagy legyen a viszkozitása kis nyíróerő mellett, hogy megakadályozzuk a túlzott folyást és kiegyenlítődést akkor, amikor a készítmény kis nyíróerő hatása alatt a szubsztrátumon foglal helyet, mielőtt térhálósodra. Az is igen kívánatos, hogy a viszkozitásnak rövid legyen a megnövekedési ideje ahhoz az időhöz képest, ami a bevonat lerakása és a térhálósodás között telik el.
A lerakott anyagok mintázatmegtartásával kapcsolatos elméleti tanulmányok azt jelzik, hogy a folyást (és így a mintázat elvesztését) eredményező hajtóerő a felületi feszültség, és az ellenálló erő a viszkozitás. Ily módon a mintázat fenntartását a kis felületi feszültség és a nagy viszkozitás segíti elő. A sugárzással térhálósítható kötőanyagoknál azonban, amelyeket általában a jelen találmány szerinti csiszolóanyag/kötőanyag készítményeknél használunk, a felületi feszültség nemigen változik, és általában körülbelül 30-40 dyn/cm körül van. A megfelelően recepturált vízalapú csiszolóanyag/kötőanyag keverékek felületi feszültsége szintén általában ebben a tartományban van. így a viszkozitás az az eredményt befolyásoló paraméter, ami beállítható.
A jelen találmány tárgyát ezért olyan, egy hordozóanyagra felragasztott csiszolóanyag/kötőanyag kompozit mintázatot tartalmazó, bevonattal ellátott csiszolóanyag-gyártási eljárás képezi, amely a következő lépésekből áll:
(a) egy rotogravírozó technikával felviszünk egy készítményréteget, ami csiszolószemcséket (adott esetben csiszoló segédanyagot, töltőanyagokat és adalék anyagokat) és egy térhálósítható gyantát tartalmaz izolált szerkezetek mintázatában, amely készítménynek a viszkozitása nagy, 103 s-1 nyírósebesség mellett 10,000-1,000 cP;
(b) a készítménynek a szubsztrátumra történt lerakása után a lerakott készítmény legalábbis felületi rétegeinek a viszkozitását megnöveljük úgy, hogy az 0,05 s-> kis nyírósebesség mellett 4,000 cP-nál nagyobb legyen annak érdekében, hogy fenntartsuk a szerkezetek izolálását; és (c) a készítmény kötőanyag-komponensét kitérhálósítjuk, hogy a szubsztrátumon megtartsuk az izolált szerkezetek nevezett mintázatát.
A viszkozitást itt egy Bohlin VOR típusú reométerrel méljük tipikusan 15 °C és 50 °C közötti bevonóanyag-hőmérsékleten. A fontos az, hogy a készítménynek megfelelően alacsony legyen a viszkozitása nagy nyírósebességi körülmények között, melyek a rotogravírozó cellák töltése folyamán lépnek fel, a hengert lesimítjuk (leápoljuk), hogy a készítmény feleslegét és a cellákból származó lerakódást eltávolítsuk, de a lerakás után a viszkozitást elég gyorsan meg kell növelni ahhoz, hogy megakadályozzuk a készítmény folyását, ami tönkretenné a lerakott szerkezetek izoláltságát. Az izolációt nem tekintjük megszűntnek, ha a szélek helyenként érintik egymást, de csakis abban az esetben, ha a szerkezetek széleik mentén minden ponton érintkeznek a szomszédos szerkezetekkel, és a készítménynek a mélysége az érintkezési pontokon legalább 10%-a a szubsztrátum felett lévő érintkezőszerkezetek maximális magasságának.
A szeparálódás fenntartásának egy alkalmas biztosítási módja az, ha olyan gyantakészítményt használunk, ami tixotróp tulajdonságú, vagyis nyíróerő hatására az időben hígul. Az ilyen készítmények gyorsan visszanyerik nagy viszkozitásukat, ha a nagy nyíróerőt megszüntetjük. A viszkozitás általában körülbelül 30 másodpercen belül visszanyeri eredeti értékének legalább 50%-át kis nyíróerő alatt, és ez a legtöbb esetben elegendő ahhoz, hogy elkerüljük az izolálódás megszűnését, amíg a térhálósodás meg nem indítja a viszkozitás növekedését.
HU 223 453 Bl
A gyártóberendezésen a viszkozitás megfelelőbb módon mérhető Brookfield-viszkoziméterrel. így egy, a találmány szerinti előnyös eljárás abban áll, hogy:
(a) rotogravírozó technikával felviszünk egy készítményréteget, ami csiszolószemcséket (adott esetben csiszoló segédanyagokat, töltőanyagokat és adalék anyagokat) és egy térhálósító gyantát tartalmaz izolált szerkezetek mintázatában, amely készítmények a Brookfield-viszkozitása 60 ford./perc orsósebesség mellett 50,000-1,000 cP (előnyösen 25,000-2,000, legelőnyösebben 15,000-5,000 cP);
(b) a készítménynek a szubsztrátumra történt lerakása után a viszkozitást 6 ford./perc orsósebesség mellett legalábbis a lerakott készítmény felületi rétegeiben 150,000-5,000 cP-ra (előnyösen 50,000-7,000, legelőnyösebben 25,000-8,000 cP-ra) növeljük;
(c) a készítmény kötőanyag-komponensét térhálósítjuk, hogy a nevezett szubsztrátumon megtartsuk az izolált szerkezetek nevezett mintázatát.
A viszkozitást befolyásolja a hőmérséklet, és a fent említett viszkozitások azon a hőmérsékleten értendők, amelyen a készítményt a fenti eljárással felhordtuk. Ez a hőmérséklet tipikusan körülbelül 15-50 °C. A viszkozitást egy #4-es orsóval ellátott LVF 5X típusú Brookfield-viszkoziméterrel méljük.
Kívánatos továbbá, hogy a viszkozitás visszanyerésének az ideje, vagyis az az idő, ami alatt a nagy nyíróerő alatti alacsony viszkozitás a nyíróerő csökkentése utáni, normális, nagy viszkozitásra változik, viszonylag rövid, mint például 60 másodpercnél vagy előnyösen 30 másodpercnél kisebb legyen.
Minden készítmény, még egy nem tixotróp készítmény, így egy fentiekben említett, nagy nyíróerőnél alacsony viszkozitású készítmény is módosítható azonban a lerakás során úgy, hogy a viszkozitás a fentiekben leírt, kis nyíróerő alatti nagyobb értékre álljon be, oly módon, hogy korlátozni tudjuk azt a folyást, ami hajlamos bekövetkezni annál az alacsonyabb viszkozitásnál, amelyen a készítményt lerakjuk. Nem szükséges az sem, hogy az egész készítmény viszkozitását nagyobbra állítsuk. Gyakran az is elegendő, ha a külső, exponált réteg éri el gyorsan a nagyobb viszkozitást, mert az egy bőrként hat, ami akkor is megtartja a szerkezetalakját, ha a belső rész hosszabb időre megtartja alacsonyabb viszkozitását.
Legalább a felületi rétegek viszkozitásának a módosítása úgy érhető el például, hogy a készítménybe egy illékony oldószert dolgozunk be, ami gyorsan elpárolog akkor, amikor a készítményt lerakjuk a szubsztrátumra, például akkor, ha a környezeti hőmérsékletet megemeljük vagy helyileg forrógáz-befúvást alkalmazunk. A megnövelt hőmérséklet természetesen szintén csökkenti a viszkozitást. Ezért fontos, hogy ezeket az egymás elleni hatásokat úgy egyenlítsük ki, hogy az eredmény a viszkozitás megnövekedése legyen. Egy ez irányban ható tényező a megemelt hőmérséklet, ami felgyorsult térhálósodást idéz elő.
Egy másik lehetőség az lenne, ha a szerkezet hőmérsékletét csökkentenénk úgy, hogy a viszkozitást megnövekedjen. Ez például úgy végezhető, hogy a lerakott készítményszerkezetekkel ellátott szubsztrátumot egy hűtött hengeren és/vagy egy hideg gázáramon vezetjük át.
A viszkozitás beállítása úgy is történhet a hőmérséklet-változtatás vagy folyadékeltávolítás mellett, hogy a viszkozitást a szilárd anyag-tartalom növelésével állítjuk be. Ez nem végezhető a lerakott készítmény belső része esetében, de erre nincs is szükség. Az is elegendő, ha csak a felületi réteg éri el a magasabb viszkozitást, hogy az megtartsa a lerakott mintázat alakját. Ily módon egy finom eloszlású pornak a szerkezet felületére szórásával egy nagyobb viszkozitású, lokalizált „bőr” képezhető, ami azt idézi elő, hogy az megtartja az alakját addig, míg a térhálósodás ezt az alakot állandóvá teszi. A por maga lehet egy csiszolóanyag, egy töltőanyag vagy egy előnyös tulajdonságokat kölcsönző poranyag, például csiszoló-segédanyag, mint káliumtetrafluór-borát, egy antisztatikum, mint grafit, egy töltődést gátló szer, mint cink-sztearát, egy szilárd kenőanyag, mint viasz vagy ezeknek az anyagoknak a kombinációja. Ez a jelen találmánynak valóban egy előnyös és preferált megvalósítása.
Az eljárás azzal is elősegíthető, hogy a rotogravírozóhengert futjük, és azt a szubsztrátumot, amire a készítményt lerakjuk, hűtjük. A rotogravírozóhenger melegítése azonban nem lehet olyan mértékű, hogy a kötőanyag térhálósodni kezdjen és a viszkozitás a termikusán térhálósítható gyantakészítmények esetében megnövekedjen.
A rajzok leírása
Az 1. ábra egy, a jelen találmány szerinti csiszoló iszapkészítmény viszkozitásváltozását ábrázolja a nyírósebesség függvényében. Mint látható, a nagy nyírósebesség és kis nyírósebesség közötti viszkozitásváltozás igen jelentős. Mint a 2. ábra mutatja, a nagy nyíróerő megszüntetése utáni viszkozitásnövekedés olyan mértékű, hogy az anyag a kis nyírósebességnél mért viszkozitásának több, mint 50%-át eléri. Ilyen reológiai jellemzők mellett a lerakott bevonat-készítmények megőrzik azt a rotogravírozó mintázatot, amelyben az egyes lerakott anyagok egymástól szeparáltak. A 3. és 4. ábra a jelen találmány szerinti csiszolókészítmény bevonattal ellátott mintáit szemlélteti, amelyeket a lerakás után azonnal - a lerakás és a kitérhálósodás közötti 40 perces eltolódással - térhálósítunk. Ez azt bizonyítja, hogy az USP 5,152.917 számú szabadalmi irat C. és D. összehasonlító példáinak elkenődött mintázatával ellentétben, a jelen találmány szerinti, megfelelően beállított reológiájú csiszolóiszap-készítmény meg tudja tartani a diszkrét mintáját a lerakás után 40 percig is, mielőtt a kötőanyagot végleg kitérhálósítanánk és UV sugárzásnak tennénk ki.
A találmány részletes leírása
A lerakás bármilyen kívánt mintázat szerint történhet, és ezt nagyrészt a rotogravírozóhenger celláinak mérete és eloszlása határozza meg. Általában hexagonális, tetragonális, trianguláris és kvadranguláris keresztmetszetű cellákat alkalmazunk, de más keresztmetszetalakok is használhatók. így például el lehet látni a cellá4
HU 223 453 Bl kát rés alakkal is (például tri-helikális résekkel), amelyeket a hengerfelületbe marunk. Ez gyakran egy igen előnyös konfiguráció, és felhasználható olyan diagonális csíkokból álló mintázat készítésére, ami egyrészt nagyon jellegzetes, ugyanakkor a csiszolásnál is igen hatékony. Az egységnyi hosszúságra eső cellák száma szintén variálható, de nagyobb cellasűrűségnél előnyösen kisebb a cellák térfogata, hogy maximálisra növeljük a cellák tartalmának az elválasztását, miután azokat leraktuk a szubsztrátumra. Ha a cellák nagyon közel vannak egymáshoz elhelyezve, akkor el lehet érni, hogy a lerakott készítményeket összefolyassuk, és egy lényegében folytonos vonalat hozzunk létre.
Igen alkalmasak más designok is, így izolált nyomóelemek vagy nyomóelemcsoportok. Maguk a lerakott nyomóelemek általában kör alakúak, de a lerakási technikával, így a rotogravírozóhenger sebességével és a cellák kitöltési módszerével úgy változtatható a lerakott nyomóelem alakja, hogy az eltérjen a koraiaktól. így a nyomóelem lehet holdsarló alakú vagy annak lehet „üstökös-csóva” formája. Egyes esetekben az ilyen alakoknak lehet némi előnye, de ezek általában nem előnyösek. Ezért az az előnyös, ha a nyomtatási nyomást és azokat a körülményeket, amelyek mellett a rotogravírozóhenger annak a szubsztrátumnak a felületével érintkezik, amelyen a készítményt kívánjuk alkalmazni úgy állítjuk be, hogy biztosítjuk azt, hogy diszkrét kerek nyomóelemek képződnek a lerakott készítményből.
A készítmény csiszolókomponense lehet bármilyen, a szakterületen ismert, rendelkezésre álló anyag, mint alfa-alumínium-oxid (olvasztott vagy szinterezett kerámiai anyag), szilícium-karbid, olvasztott alumínium-oxid/cirkónium-oxid, köbös bór-nitrid, gyémánt és hasonló anyag vagy ezek kombinációja. Az olyan alkalmazások céljára, amelyekhez ezt a típusú terméket kívánjuk felhasználni, az előnyös csiszolóanyag az alumínium-oxid, különösen az olvasztott alumínium-oxid. A találmányhoz felhasználható csiszolószemcséknek az átlagszemcsemérete 1-150 mikron, előnyösebben 1-80 mikron.
A csiszolóanyag mennyiségét a készítményben részben a fent említett viszkozitáshatárok, részben az alkalmazás típusa szabják meg. A csiszolóanyag mennyisége azonban általában a készítménynek körülbelül 10-90 tömeg%-a, előnyösen 30-80 tömeg%-a.
A készítmény másik főkomponense a kötőanyag. Ez egy térhálósítható gyantakészítmény, mint sugárzással térhálósítható gyanta, így elektronsugáizással, UV sugárzással vagy láthatófény-besugárzással térhálósítható gyanta, mint akrilezett epoxigyanta oligomer, akrilezett uretán vagy poliészter-akrilát, akrilezett monomer, mint monoakrilezett, multiakrilezett monomer és termikusán térhálósítható gyanták, mint a fenolgyanták, karbamid/formaldehid gyanták és epoxigyanták, valamint ilyen gyanták keverékei. Valójában gyakran megfelelő, ha a készítményben egy olyan sugárzással térhálósítható komponens van jelen, ami viszonylag gyorsan térhálósítható azután, miután a készítményt leraktuk, hogy ezzel hozzájáruljunk a lerakott formának a stabilitásához, vagy egy termikusán térhálósítható gyanta. A jelen alkalmazás esetében figyelembe kell venni, hogy „sugárzással térhálósítható” kifejezés alatt látható fénnyel, ultraibolya (UV) fénnyel és elektronsugárzással térhálósítható gyantákat értünk. Egyes esetekben ugyanabban a molekulában a termikusán térhálósítható és a sugárzással térhálósítható csoportokat más-más csoportok szolgáltathatják. Ez gyakran egy kívánatos foganatosítást módszer.
A kötőgyanta-készítmény tartalmazhat egy olyan, nem reakcióképes, hőre lágyuló gyantát is, amely a lerakott csiszolóanyag kompozitoknak javíthatja az önélesítő jellemzőit azáltal, hogy elősegíti az erodeálódásukat. Ilyen hőre lágyuló gyanták közé tartozik a polipropilénglikol, a polietilénglikol, a poli(oxi-propilén)-poli(oxi-etilén) blokk-kopolimer stb.
A csiszolóiszap készítménybe töltőanyagok dolgozhatók be a készítmény folyóképességének módosítása és a kitérhálósított kötőanyagok szívósságának a módosítása érdekében. E célra felhasználható töltőanyagok például a fém-karbonátok, mint a kalcium-karbonát, nátrium-karbonát; a szilícium-dioxidok, mint a kvarc, az üveggyöngyök, üveghólyagok; szilikátok, mint a talkum, az agyagok, a kalcium-metaszilikátok; fém-szulfátok, mint a bárium-szulfát, kalcium-szulfát, alumínium-szulfát; fém-oxidok, mint a kalcium-oxid, alumínium-oxid; és az alumínium-trihidrát.
A csiszolóiszap-készítmény a csiszolóhatás és csiszolást sebesség növelése céljából tartalmazhat egy csiszoló segédanyagot. Használható csiszoló segédanyagok lehetnek a halogénsók, például a nátrium-kriolit, kálium-tetrafluór-borát stb.; vagy szerves alapú segédanyagok, mint a klórozott viaszok, például a poli(vinil-klorid). Ebben a receptúrában az előnyös csiszolást segédanyagok az 1-80 mikron, legelőnyösebben 5-30 mikron szemcseméretű kriolit és kálium-tetrafluor-borát. A csiszolást segédanyag tömeg% mennyisége 0-50%, legelőnyösebben 10-30%.
A jelen találmány szerinti csiszolóiszap-készítmények tartalmazhatnak továbbá adalékanyagokat, mint társítóanyagokat, így az OSI specialities, Inc. cégtől beszerezhető A-174 és A-1100 típusú társítóanyagot, titanátokat és cirko-aluminátokat; antisztatizáló szereket, mint grafitot, kormot és hasonló anyagot; szuszpendálószert, mint égetett szilícium-dioxidot, például CabO-Sil MS-t, Aerosil 200-at; feltöltés elleni szereket, mint cink-sztearátot; kenőanyagokat, mint viaszt; nedvesítőszereket; színezékeket; diszpergálószereket és habzásgátló szereket.
A hordozóanyag, amire a készítményt lerakjuk, lehet (szövött, nemszövött vagy gyapjas) textilanyag, papiros, műanyag fólia, fémfólia vagy ezek kombinációja. A jelen találmány szerint előállított termékeket általában finom csiszolóanyagok gyártására használjuk fel, ezért előnyös, ha a felületük igen sima. Ily módon a találmány szerinti készítmények lerakására felhasznált előnyös szubsztrátumok szokásos módon a finoman kalanderezett papiros, műanyag fólia vagy textília.
A találmányt a következőkben bizonyos speciális kiviteli alakok vonatkozásában írjuk le, amelyek csupán a szemléltetést célozzák és nem tekinthetők a találmány célja korlátozásának.
HU 223 453 Β1
Rövidítések
A találmány adatainak egyszerűsítése érdekében leírásunkban a következő rövidítéseket használjuk
Kötőanyag-komponensek 5
Ebecryl 3600, 3700 típusú akrilezett epoxioligomerek, amelyek az UCB Radcure Chem. Corp. cégtől szerezhetők be.
TMPTA típusú trimetilol-propán-triakrilát, ami a Sartomer Company, Inc. cégtől szerezhető be. 10
HDODA, a Sartomer Co., Inc. cégtől beszerezhető 1,6hexándiol-diakrilát.
V-PYROL, a Sartomer Co., Inc. cégtől beszerezhető izocianát-triakrilát.
TRPGDA, a Sartomer Co., Inc. cégtől beszerezhető 15 tripropilén-glikol-diakrilát.
Kustom KS-201, a Kustom Service Inc. cégtől beszerezhető akrilát monomer gél.
Fotoiniciátorok és adalékanyagok 20
Irgacure 651, a Ciba-Geigy Company cégtől beszerezhető fotoiniciátor.
Speedcure ITX, az Aceto Chemical Corp. cégtől beszerezhető 2-izopropil-tioxanton.
Speedcure EDB, az Aceto Chemical Corp. cégtől besze- 25 rezhetőetil-4-dimetil-amino-benzoát.
KR-55, a Kenrich Petrochemicals cégtől beszerezhető titanát kapcsolószer.
FC-171, a 3M Company cégtől beszerezhető fluorozott szénhidrogén felületaktív anyag. 30
BYK.-A 510, a Mallinckrodt Corp. cégtől beszerezhető habzásgátló szer.
A-1100, az OSI Specialities, Inc. cégtől beszerezhető amino-propil-trietoxi-szilán.
SOLOX, az EM Science cégtől beszerezhető izopropil- 35 alkohol.
Dye 9R-75, a Penn Color cégtől beszerezhető quinakridon UV ibolya diszperzió.
Pluronic 25R2, a BASF Corp. cégtől beszerezhető poli(oxi-propilén)-poli(oxi-etilén) blokk-kopolimer.
Cab-O-Sil MI, a Cabot Corporation cégtől beszerezhető, izzított szilícium-dioxid.
ATH S3, az Alcoa cégtől beszerezhető alumíniumtrihidrát.
Szemcseanyagok
FU...3, a Fujimi cégtől beszerezhető olvasztott, 3 mikronos A12O3.
T...FRPL típusú olvasztott A12O3, ami a Treibacher cégtől („p” számmal jelzett típusként) szerezhető be.
TB... BFRPLCC típusú, olvasztott A12O3, kerámiai bevonattal, ami a Treibacher cégtől („p” számmal jelzett típusként) szerezhető be.
Csiszolást segédanyag
KBFj... típusú, a Solvay, Inc. cégtől beszerezhető, 20 mikron átlagos szemcseméretű kálium-tetrafluor-borát.
Szubsztrátumok
A. .. 76,2 μ-os Mylar fólia szemészeti felhasználásra.
B. .. 127 μ-os Mylar fólia fémmegmunkálásra.
C. .. 75 mikron vastagságú, felületre extrudált Surlyn* bevonattal ellátott, J-súlyú poliészterszövet.
D. .. 50 mikron vastagságú, felületre extrudált Surlyn* bevonattal ellátott, J-súlyú poliészterszövet.
F... F 755 fenolos kikészítésű, J-súlyú poliészterszövet.
* a Surlyn a Du Pont cég SURLYN 1652-1 típusú ionomer gyantájaReceptúrák
1. táblázat
Komponens I % 11 % III % IV % V % VI % VII % VIII %
Ebecryl 3600 6,63
Ebecryl 3700 6,77 6,77 5,30
1 TMPTA 7,95 7,90 7,90 13,27 13,27 6,20 11,10 12,70
HDODA 3,62
ICTA 7,90 7,90 13,27 13,27 6,20 11,10
TRPGDA 5,64 4,40
V-PYROL 3,59 12,70
Kustom K3-201 5,64
Irgacure 651 1,04 0,90 0,90 1,15 1,15 1,10 1,10 1,00
Speedcure ITX 0,35
Speedcure EDB 0,81
KR-55 0,06
FC-171 0,12
HU 223 453 Β1
1. táblázat (folytatás)
1 Komponens I % II % III % IV % V % VI % VII % VIII %
BYK-A510 0,12
A-1100 1,46 0,45 0,45 0,58 0,58 0,55 0,55 0,50
Izopropil alkohol 0,34 0,34 0,43 0,43 0,41 0,41 0,38
Solox 0,83
Jégecet 0,01
Víz 0,73 0,11 0,11 0,14 0,14 0,14 0,14 0,12
9R-75 színezék 2,22
Pluronic 25R2 1,05 5,60 5,60
Cab-O-Sil M5 1,15
ATH-S3 1,15
kbf4 23,33 23,33 23,33 23,33 23,33 23,33 24,20
Szemcsés anyag 69,41 46,6 46,67 46,67 46,67 46,67 46,67 48,40
Receptúra-előállítási eljárás A monomereket és/vagy oligomer komponenseket 5 percig kevertük egy nagy nyírósebességű,
1000 ford./perc fordulatszámú keverővei. Ezt a követő- 25 anyag-készítményt azután összekevertük az iniciátorral, nedvesítőszerrel, habzásgátló szerrel, diszpergálószerrel stb. és a keverést ugyanezzel a keverési sebességgel további 5 percig folytattuk. Ezután hozzáadtuk egymásután 5-5 perc keverési idő és 1500 ford./perc 30 keverési sebesség mellett a következő komponenseket: szuszpendálószerek, csiszoló segédanyagok, töltőanyagok, csiszolószemcse. A csiszolószemcse hozzáadása után a keverési sebességet 2000 ford./percre növeltük, és a keverést 15 percig folytattuk. Ezalatt az idő alatt a 35 hőmérsékletet gondosan feljegyeztük, és a keverési sebességet 1000 ford./percre csökkentettük, amikor a hőmérséklet a 40,6 °C-t elérte. Ezután feljegyeztük a hőmérsékletet és a viszkozitást.
A gravírozóbevonat-felvivő berendezés A gravírozó bevonatot felvivő berendezés egy 75 Shore keménységű gumihengerből és egy simítókésből állt, amelyet úgy állítottunk be, hogy az az érintkezési ponton az érintővel 55-75°-os szöget zárt be. 45 A gravírozóhenger egy serpenyőben forog, hogy a készítményt a cellákba töltse. A megtöltött cellákat hordozó gravírozóhenger ezután egy simítókés alatt halad át, hogy a bevonóanyag feleslegét eltávolítsuk róla, majd ezután érintkezik a szubsztrátummal, amint áthalad a gumihenger alatt, ami úgy működik, hogy kivonja a készítményt a cellákból és azt a szubsztrátumra rakja.
Térhálósítás
Miután a mintázat lerakodott a szubsztrátumra, a mintázattal ellátott szubsztrátum egy térhálósító állomásra kerül. Ha a térhálósítás termikusán történik, akkor erre megfelelő eszközt biztosítunk. Ha a térhálósítást fotoiniciátorokkal aktiváljuk, akkor egy fényforrás biztosítható. Ha UV-térhálósítást alkalmazunk, akkor két 300 wattos energiaforrást használunk, egy D lámpát és egy H lámpát, melyeknek besugárzását azzal a sebességgel szabályozzuk, amellyel a mintázattal ellátott szubsztrátumot a fényforrások alatt átvezetjük.
A bevonatmintázatokat és a vonatkozó viszkozitásokat a következő 2. és 3. táblázatok tüntetik fel. A „HEX” jelzés hexagonális cellákat; az „QUAD” jelzés négyzet alakú cellákat; a „TH” jelzés trihelikális vonalú mintákat jelent. A hexagonálisan kiemelkedő gerincminta az USP 5,014.468 számú szabadalmi irat szerinti, korábbi szakmai gyakorlatnak megfelelő tipikus minta. A „diszkrét Δ nyomóelem” kifejezés azt jelzi, hogy a diszkrét nyomóelemek háromszög alakúak. Figyeljük meg, hogy az előzőekben megadott viszkozitástartományba tartozó mindegyik példa olyan diszkrét mintázatot mutat, amelyben az egyes lerakódások egymástól szeparáltak.
2. táblázat
Gravírozó- mintázat Vonal/cm Gyanta- minőség Szemcseméret Bevonatmintázat Szám, példa
I HEX 33,4 I FU hexagonálisan kiemelkedő gerincek 1
HEX 19,7 I FU hexagonálisan kiemelkedő gerincek 2
HEX 11,0 I T,P400 hexagonálisan kiemelkedő gerincek 3
HEX 11,0 I T.P1200 hexagonálisan kiemelkedő gerincek 4
HU 223 453 Β1
2. táblázat (folytatás)
Gravírozó- mintázat Vonal/cm Gyanta- minőség Szemcsemérct Bevonatmintázat Szám, példa
HEX 6,7 I FU diszkrét nyomóelemek 5
HEX 6,7 V T,P400 hexagonálisan kiemelkedő gerincek 6
HEX 6,7 V T,P240 összekötő nyomóelemek 7
HEX 6,7 V T.P180 összekötő nyomóelemek 8
TH 9,8 I T,P400 diszkrét vonalak 9
TH 3,9 IV T,P180 diszkrét vonalak 10
TH 3,9 IV T,P180 diszkrét vonalak 11
TH 3,9 II T,P180 diszkrét vonalak 12
TH 3,9 II T.P320 diszkrét vonalak 13
TH 3,9 II TB,P320 diszkrét vonalak 14
TH 3,9 III T.P180 diszkrét vonalak 15
TH 3,9 III T,P320 diszkrét vonalak 16
QUAD 3,9 I FU diszkrét nyomóelemek 17
QUAD 3,9 I T,P1200 diszkrét Δ nyomóelemek 18
| OUAD 3,9 I T,P400 diszkrét Δ nyomóelemek 19
QUAD 3,9 II T,P180 diszkrét Δ nyomóelemek 20
QUAD 3,9 II T,P320 diszkrét Δ nyomóelemek 21
OUAD 3,9 III T,P180 diszkrét Δ nyomóelemek 22
OUAD 3,9 III T,P320 diszkrét Δ nyomóelemek 23
TH 3,9 VI T,P320 diszkrét vonalak 24
TH 3,9 VII T,P320 diszkrét vonalak 25
TH 3,9 V T,P320 diszkrét vonalak 26
1 Ξ 3,9 VIII T,P320 nincs szétválás* 27*
3. táblázat
Bohlin VOR viszkozitás 0,05 s“‘ Bohlin VOR viszkozitás 103s-> Brookfield-viszkozitás 5 ford./perc (cP) Brookfield-viszkozitás 60 ford./perc (cP) Szám, példa
15,000 5,000 8,000 9,900 1
15,000 5,000 8,000 9,900 2
49,000 1,500 13,000 5,300 3
21,000 2,000 23,500 9,600 4
15,000 5,000 8,000 9,900 5
18,000 6,000 20,500 11,500 6
6,800 3,400 10,000 6,100 7
4,000 2,500 8,000 4,800 8
| 49,000 1,500 13,000 5,300 9
4,000 2,500 8,000 4,800 10
| 18,000 6,000 20,500 11,500 11
9,000 3,000 8,500 4,400 12
8,600 4,200 14,000 8,000 13
| 8,700 4,100 13,000 8,100 14
| 8,900 3,200 8,000 4,600 15
1 10,000 4,900 13,500 8,500 16
HU 223 453 Β1
3. táblázat (folytatás)
Bohlin VOR viszkozitás 0,05 s-' Bohlin VOR viszkozitás 103 s-1 Brookfield-viszkozitás 5 ford./perc (cP) Brookfield-viszkozitás 60 ford./perc (cP) Szám, példa
15,000 5,000 8,000 9,900 17
21,000 2,000 23,500 9,600 18
49,000 1,500 13,000 5,300 19
9,000 3,000 8,500 6,500 20
8,600 4,200 14,000 8,000 21
8,900 3,200 8,000 4,600 22
10,000 4,900 13,500 8,500 23
750 225 700 465 27*
A 17 HEX hexagonális gravírozómintázat 559 mikron mélységű, a tetején 1,000 mikronos, az alján 100 mikronos egyforma oldalú cellákból állt.
A 10 ΊΉ, tríhelikális mintázat a hengertengelyre 45°-ban mart csatornából állt, amelynek mélysége 699 mikron és felső nyílásszélessége 2,500 mikron volt.
A 10 QUAD négyszögletes mintázat 420 mikron mélységű, 2340 mikron felső oldal méretű és 650 mikron alsó oldal méretű, négyzet alakú cellákból állt.
Azt találtuk, hogy ott, ahol a gravírozóhenger „nyomóelemeket” rak le, ott e nyomóelemek alakját a gravírozóhenger forgási sebességével és a gumihenger által kifejtett nyomással lehet befolyásolni. Ha túl nagy a sebesség vagy túl nagy a nyomás a gumihenger és a gravírozóhenger között, akkor az alak a kör alakúról a háromszög alakúvá változhat, és még arra is vezethet, hogy az egymás melletti nyomóelemek összefolynak. Ideális körülmények között azonban, melyek a recepturálás szerint változnak, a gumihenger keménysége és gravírozóhengerre gyakorolt nyomása, a gravírozómintázat és a lerakás sebessége olyan, hogy az ideális nyomóelemminta kerek.
A térhálósítást UV-besugárzással iniciáltuk, amelyet a készítmények lerakása után körülbelül 30 másodpercen belül megkezdtünk.
A fentiekben leírt kiviteli példákat csiszolási vizsgálatoknak vetettük alá egy módosított 121 Fss gyűrűvizsgálati módszerrel. Minden esetben egy 6,4x152,4 cm méretű szalagot használtunk, és a szalagot 1,524 sm/m sebességgel mozgattuk. A szalagot egy 304-es, rozsdamentes acélgyűrűs alkatrésszel érintkeztettük (melynek külső átmérője 17,8 cm, belső átmérője 15,2 cm, és szélessége 3,1 cm volt), 69 KN/m2 nyomáson. A szalag mögötti érintkeztetőkerék egy 17,8 cm-es, sík felületű, 60 durométer keménységű gumikerék volt. A munkadarabot 3 sm/m sebességgel mozgattuk.
Tíz darab gyűrűt csiszoltunk elő Ra=50-es kezdeti értékre. Az egyperces csiszolási időtartamokat a lecsiszolt anyag mennyiségének, a munkadarab hőmérsékletének és a felületminőségnek a mérése követte. A tíz gyűrűvel minden szalaggal összesen 10 perc csiszolást végeztünk, és az összes csiszolatot- a felület átlagos Ra-, Rtm-értékét és a munkadarab hőmérsékletét feljegyeztük. Az Ra-érték a középvonal durvasági profiljától mért eltérés számtani középértéke, és az Rtm-érték a legmélyebb karcolatok tömeg szerinti átlagértéke. Mind az Ra-, mind az Rtm-értékeket mikrocentiméter egységekben tüntettük fel. Az eredményeket a 4. táblázat tünteti fel. A C-1 összehasonlító példánál egy, a Norton Company cégtől beszerezhető R 245 típusú kereskedelmi, finom csiszolóterméket használtunk, ami P-400 olvasztott alumínium-oxid csiszolószemcsét tartalmazott. A R 245 típusú terméknek nincs mintázott felülete.
4. táblázat
Példa Bevonatmintázat Szubsztrátum Csiszolat (g) Hőfok °C-ban Ra Rtm
C-l nincs F 24 69 40,6 571,5
10 TH B 65,6 58 58,4 586,7
1 M 17 HEX C 40,6 57 86,4 789,9
A mintázattal bevont minták sokkal nagyobb összcsiszolatot adnak, mint a konvencionálisán bevont R 245 csiszolóanyag, és ugyanakkor hidegcsiszolást tesznek lehetővé.
A minták második csoportjánál ugyanezt a vizsgálati módszert követtük azzal a különbséggel, hogy a gyűrűket előérdesítettük egy kezdeti 171,5 Ra-értékre. Az eredményeket az 5. táblázat mutatja. A C-2 összehasonlító példa egy, a Norton Company cégtől beszerezhető R 245 típusú, kereskedelmi finom csiszolóterméket használ, ami P-320 olvasztott alumínium-oxid csiszolószemcsével van ellátva. Az R45 típusú terméknek nincs mintázott felülete.
HU 223 453 Β1
5. táblázat
I Szám, példa Bevonatmintázat Szubsztrátum Csiszolat (g) Hőfok °C-ban Ra Rtm
C-2 nincs F 43,9 60 58,8 634,5
13 10 TH B 64,2 57 71,0 671,3
13 10 ΊΉ C 70,4 57 78,4 842,8
1 13 10 TH F 61,9 54 73,5 668,8
21 10 Q B 59 58 85,7 627,2
21 10Q C 53,3 62 75,9 678,6
1 21 10 Q F 48,6 61,5 78,4 612,5
Mind a 10 Q, mind a 10 TH mintázott csiszolóanyagok különböző szubsztrátumokon, felülmúlják a konvencionális, nem mintázott bevonatos csiszolóanyagokat összes lecsiszoltanyag-mennyiség tekintetében és abban, hogy hidegebben csiszolnak, miközben elfogadható felületminőséget produkálnak.
A következő vizsgálatsorozat folyamán ugyanazt a vizsgálati módszert használtuk, amit a fentiekben leírtunk, azzal a különbséggel, hogy 20 gyűrűt érdesítettünk elő 171,5 kezdeti Ra-értékre, és mindegyik szalagon összesen 20 perc volt a csiszolási idő. Feljegyeztük az első csiszolási perc utáni kezdeti csiszolat-mennyiséget is. Az eredményeket a 6. táblázatban tüntetjük fel.
6. táblázat
1 Szám, példa Szubsztrátum Kezdeti csiszolatmennyiség (g) Összes csiszolatmennyiség (g) Hőfok, °C-ban Ra Rtm
C-2 F 9,2 55,4 54 41,6 300,7
13 C 4,1 85,5 48 61,2 406,7
13-a. C 7,3 77,7 47 53,9 379,7
13-b. C 2,7 35 46,5 49 338,1
16 C 1,1 77,6 49 44,1 218,5
A 13-a. példánál a szalag ugyanazt volt, mint amit a
13. példánál használtunk, azzal a különbséggel, hogy a szalagot használat előtt előkezeltük. Ez egyértelműen megjavította a kezdeti csiszolat mennyiségét (a csiszolás első percében elért mennyiséget), de valamivel drá- 40 gábbá teszi az összes csiszolatot.
A 13-b. példa azt a hatást mutatja, ha a csiszoló segédanyag-komponenst (KBF4) kihagyjuk a készítményből, vagyis 70 tömeg% (T) alumínium-oxid-szemcsét használunk, és a zagyban nem használunk fel KBF4-et. 45 A 13-b. példánál a kezdeti csiszolatmennyiség kicsi maradt akkor is, ha a vizsgálat előtt előkezelési lépést alkalmaztunk. A 16. példánál a kezdeti és az összes csiszolatmennyiség kisebb volt, de egy másfajta gyantakészítménnyel finomabb felületmennyiség érhető el.
A következő csiszolási példáknál azt bizonyítjuk, hogy ha a mintázott bevonatos csiszolózagyra egy további poranyag bevonatot viszünk rá, akkor ennek milyen hatása van. Ugyanazt a vizsgálati módszert alkalmaztuk, amit a fentiekben leírtunk 20 olyan gyűrűvel, amelyeket 196 kezdeti Ra-értékre durvítottunk. Az Raés Rtm-értékeket csak a csiszolás első, 10. és 20. perce után mértük. A feltüntetett Ra- és Rtm-értékek ennek a három mérésnek az átlagai. A csiszolás első perce utáni kezdeti csiszolatmennyiséget szintén feljegyeztük. Az eredményeket a 7. táblázat tünteti fel.
7. táblázat
Szám, példa Szubsztrátum Kezdeti csiszolatmennyiség (g) Összes csiszolatmennyiség (g) Hőfok, °C-ban Ra Rtm
C-2 F 7,3 52,7 60 46,5 389,5
14 C 4,5 89,8 50,6 63,7 617,4
14-a. C 7,6 64,0 52,7 51,4 519,4
14-b. C 9,9 83,7 50,4 53,9 558,6
HU 223 453 Β1
A 14. példa azt mutatja, hogy a 10 trihelikális mintájú csiszolóanyag, amelynek zagyreceptúrája hőkezelt alumínium-oxid-szemcséket (BFRPLCC) és KBF4 csiszoló segédanyagot tartalmaz, sokkal nagyobb összes lecsiszolt anyagot és hidegcsiszolatot mutat, mint a 5 C-2. összehasonlító példa. A 14-a. példa ugyanolyan, mint a 14. példa azzal a különbséggel, hogy a mintázott csiszolózagyot egy további BFRPLCC csiszolószemcse réteggel vontuk be, majd azt UV sugárzással térhálósítottuk. Ez javítja a kezdeti csiszolatmennyisé- 10 get (amit egy perc csiszolás után kapunk) és a felületminőséget, de csökkenti az összes csiszolatmennyiséget. Ez a kezdeti csiszolat és összes csiszolat közötti kompromisszum kiküszöbölhető akkor, ha csupán szemcsék helyett BFRPLCC szemcsékkel és KBF4 csiszoló segédanyag-porkeverékkel vonjuk be a mintás csiszolózagy felületét, majd az anyagot UV sugárzással térhálósítjuk. Mint ezt a 14-b. példa mutatja, egy (2:1 tömegarányú) szemcse/csiszoló segédanyag keverékes, további porbevonat jelentősen javította a kezdeti csíszolatmennyiséget, ugyanakkor fenntartotta az összes csiszolatmennyiséget és a finomabb csiszolt felületet. Ez a találmánynak valóban előnyös jellemzője.
A következő példasorozat azt mutatja, hogy miként befolyásolja egy nem reakcióképes hőre lágyuló műanyag hozzáadása a mintázott csiszolóanyag csiszolóhatását. A 8. táblázatban a 13-c. példa ugyanaz, mint a 6. táblázat 13. példája, azzal a különbséggel, hogy a csiszolózagy felületére egy további (2:1 tömegarányú) FRPL/KBF4 porbevonatot vittünk fel. Látható, hogy miközben minden egyéb azonos, a Pluronic 25R2 - egy nem reakcióképes poli(oxi-propilén)-poli(oxi-etilén) 15 blokk-kopolimer - hozzáadása jelentősen javítja az összes csiszolatmennyiséget mind további felületi porbevonat esetében, mind anélkül (a 25. példa, szemben a
26. példával és a 24. példa, szemben a 13-c. példával).
8. táblázat
Szám, példa Gyanta Pluronic 25R2 frpl/kbf4 felületi por Szubsztrátum Kezdeti csiszolat (g) Összes csiszolat (g)
26 V nincs nincs D 1,9 44,8
25 VII van nincs D 3,9 82,5
13-c. II nincs van C 8,6 90,9
24 VI van van C 7,9 102,5
Egy további kísérletsorozatban, amelyben a találmány szerinti termékek csiszolóhatását vizsgáltuk, a termékeket egy 5000 típusú Cobum gyártmányú gépen vizsgáltuk meg, amelyet a Cobum I optikai vizsgálati módszer kivitelezésére terveztek (505 Tpw- 2FM).
A vizsgálat abban állt, hogy egy 6,4 cm átmérőjű és 35 317,5 cm vastag CR-39 műanyag lencsét csiszoltunk.
A lencsét 1,725 ford./perc sebességgel oszcilláltattuk, és a csiszolóanyagot hordozó lapot, amelynek egy 127 mikronos Mylar szubsztrátuma volt, oszcilláltat30 tünk, miközben a lencse felületét 138 KN/m2 nyomás alatt érintkeztettük. A lencse egy első finomítókezelést kapott, és az alkalmazást egy sor összehasonlító vizsgálattal tanulmányoztuk, ami egy második finomítóműveletből állt.
A 9. táblázatban feltüntetett eredmények esetében a csiszolás 2 percen át folyamatos volt. A 10. táblázat adatait úgy kaptuk, hogy a csiszolást 30 másodperces, ismétlődő műveletekkel végeztük és az 1., 5. és 10. perc utáni összes csiszolatmennyiséget tüntettük fel.
9. táblázat
Szám, példa Mintázat Giavirozóhenger Csiszolat (mikron) Ra
C-3 hexagonális, kiemelkedő gerincek 85HEX 863,6 3
C-4 sima N/A 50,8 10
2 hexagonális, kiemelkedő gerincek 50 HEX 482,6 4
5 diszkrét nyomóelemek 17 HEX 1295,4 6
17 diszkrét nyomóelemek 10Q 2946,4
10. táblázat
Szám, példa Gravírozó- henger Bevonatmintázat 1 perces csiszolat (mikron) 5 perces csiszolat (mikron) 10 perces csiszolat (mikron) Átlagos Ra
C-3 85 HEX hexagonális, kiemelkedő gerincek 381 914,4 939,8 152,4
5 17 HEX diszkrét nyomóelemek 685,8 2946,4 4119,6 279,4
17 10Q diszkrét nyomóelemek 1397 5511,8 8661,4 279,4
HU 223 453 Β1
A 9. táblázat fenti adataiból látható, hogy a csiszolómintázat nélküli, sima bevonat gyenge csiszolást és felületminőséget mutat. Az is kiderül, hogy a mintázat frekvenciája és típusa fontos. A C-3. példa egy sikeres kereskedelmi termék, amely a Norton Co. cégtől 5 szerezhető be Q-135 elnevezésen. Bár ezt jelentősen felülmúlják a diszkrét nyomóelemeket hordozó mintázatok.
Ez utóbbit bizonyítják a 10. táblázat adatai is, amelyek azt mutatják, hogy a diszkrét nyomóelemeket tartalmazó mintázat azután is sokáig hatékonyan csiszol még, miután a hexagonális, kiemelkedő gerinc mintázatú termék már nem hatásos. A fenti két táblázatban szereplő mindegyik receptúra ugyanazt a gyantareceptúrát és ugyanazt a 3 mikron méretű csiszolószemcsét tartalmazza.

Claims (15)

  1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK
    1. Eljárás szubsztrátumanyaghoz ragasztott csiszolóanyag és kötőanyag kompozitokat tartalmazó, bevonattal ellátott csiszolóanyag előállítására, azzal jellemezve, hogy:
    (a) egy csiszolószemcse és egy térhálósítható gyanta-kötőanyag keveréket tartalmazó, 103 s_1 nyírósebesség mellett 10,000—1,000 cP viszkozitású készítményréteget izolált szerkezetek mintázata formájában rotogravírozó technikával egy hordozóanyagra hordunk fel;
    (b) a készítménynek a hordozóanyagra történt felvitele után a felhordott készítmény legalábbis felső rétegeinek a viszkozitását megnöveljük oly módon, hogy a szerkezetek izoláltságát fenntartjuk; és (c) a készítmény kötőanyag-komponensét kitérhálósítjuk úgy, hogy a nevezett hordozóanyagon megtartjuk az izolált szerkezetek nevezett mintázatát.
  2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy olyan tixotróp készítményt használunk, melynek viszkozitása 0,05 s? nyírósebesség mellett legalább 4,000 cP.
  3. 3. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a felhordott készítmény viszkozitásának növelését hőmérséklet-változtatással idézzük elő.
  4. 4. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy illékony komponenst tartalmazó készítményt használunk, és a felhordott készítmény viszkozitásának növelését legalábbis részben úgy végezzük, hogy az illékony komponensnek legalább egy részét eltávolítjuk a készítményből.
  5. 5. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a felhordott készítmény viszkozitásának növelését legalábbis részben úgy végezzük, hogy a felhordott szerkezetek felületéhez egy port adunk.
  6. 6. Az 5. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy porként csiszolószemcséket, csiszoló segédanyagokat, inért töltőanyagokat, antisztatizáló szereket, kenőanyagokat, feltöltődésgátló szereket vagy ilyen keveréket használunk.
  7. 7. A 6. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy porként egy csiszolószemcseanyagot, mint alumínium-oxidot, olvasztott alumínium-oxidot/cirkóniumoxidot, szilícium-karbidot, köbös bór-nitritet, gyémántot vagy ilyen keveréket használunk.
  8. 8. A 6. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy porként egy csiszoló segédanyagot, mint kriolitot, kálium-tetrafluor-borátot vagy ilyen keveréket használunk.
  9. 9. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, 25 hogy csiszolószemcseként alumínium-oxidot, olvasztott alumínium-oxidot/cirkónium-oxidot, szilíciumkarbidot, köbös bór-nitridet, gyémántot vagy ilyen keveréket használunk.
  10. 10. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemez30 ve, hogy a készítmény egy vagy több adalékanyagot, mint csiszoló segédanyagot, inért töltőanyagot, antisztatizáló szert, kenőanyagot vagy ilyen keveréket tartalmaz.
  11. 11. A 10. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemez35 ve, hogy a készítmény egy csiszoló segédanyagot, mint kriolitot, kálium-tetrafluor-borátot vagy ilyen keveréket tartalmaz.
  12. 12. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a kötőgyanta egy termikusán térhálósítható
    40 komponens.
  13. 13. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a kötőgyanta egy UV sugárzással térhálósítható komponens.
  14. 14. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemez45 ve, hogy a kötőgyanta egy nem reakcióképes hőre lágyuló komponens.
  15. 15. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a készítményt diszkrét pontokból és vonalakból álló mintázat alakjában rakjuk le.
    50 16. Bevonattal ellátott csiszolóanyag, azzal jellemezve, hogy a 15. igénypont szerinti eljárással állították elő.
HU0000774A 1997-01-08 1997-12-22 Rotogravírozó eljárás mintázott csiszolófelületek előállítására HU223453B1 (hu)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/780,750 US5840088A (en) 1997-01-08 1997-01-08 Rotogravure process for production of patterned abrasive surfaces
PCT/US1997/023826 WO1998030361A1 (en) 1997-01-08 1997-12-22 Rotogravure process for production of patterned abrasive surfaces

Publications (3)

Publication Number Publication Date
HUP0000774A2 HUP0000774A2 (hu) 2000-08-28
HUP0000774A3 HUP0000774A3 (en) 2001-10-29
HU223453B1 true HU223453B1 (hu) 2004-07-28

Family

ID=25120568

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU0000774A HU223453B1 (hu) 1997-01-08 1997-12-22 Rotogravírozó eljárás mintázott csiszolófelületek előállítására

Country Status (24)

Country Link
US (1) US5840088A (hu)
EP (1) EP0954411B1 (hu)
JP (1) JP3958373B2 (hu)
KR (1) KR100335521B1 (hu)
CN (1) CN1077831C (hu)
AR (1) AR011373A1 (hu)
AT (1) ATE268671T1 (hu)
AU (1) AU716055B2 (hu)
BR (1) BR9714201A (hu)
CA (1) CA2276506C (hu)
CO (1) CO4870715A1 (hu)
CZ (1) CZ300177B6 (hu)
DE (1) DE69729476T2 (hu)
DK (1) DK0954411T3 (hu)
ES (1) ES2223086T3 (hu)
HK (1) HK1024203A1 (hu)
HU (1) HU223453B1 (hu)
ID (1) ID21807A (hu)
NO (1) NO314074B1 (hu)
NZ (1) NZ335615A (hu)
PL (1) PL185351B1 (hu)
TW (1) TW436365B (hu)
WO (1) WO1998030361A1 (hu)
ZA (1) ZA9842B (hu)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5833724A (en) * 1997-01-07 1998-11-10 Norton Company Structured abrasives with adhered functional powders
DE19746268A1 (de) * 1997-10-20 1999-04-22 Giesecke & Devrient Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Folienmaterials
US6186866B1 (en) 1998-08-05 2001-02-13 3M Innovative Properties Company Abrasive article with separately formed front surface protrusions containing a grinding aid and methods of making and using
US6183346B1 (en) * 1998-08-05 2001-02-06 3M Innovative Properties Company Abrasive article with embossed isolation layer and methods of making and using
US6299508B1 (en) 1998-08-05 2001-10-09 3M Innovative Properties Company Abrasive article with integrally molded front surface protrusions containing a grinding aid and methods of making and using
US6159089A (en) * 1998-12-16 2000-12-12 Norton Company Grinding system
US6048375A (en) * 1998-12-16 2000-04-11 Norton Company Coated abrasive
US6287184B1 (en) 1999-10-01 2001-09-11 3M Innovative Properties Company Marked abrasive article
US6096107A (en) * 2000-01-03 2000-08-01 Norton Company Superabrasive products
US6413286B1 (en) 2000-05-03 2002-07-02 Saint-Gobain Abrasives Technology Company Production tool process
US6599177B2 (en) * 2001-06-25 2003-07-29 Saint-Gobain Abrasives Technology Company Coated abrasives with indicia
BRPI0709736A2 (pt) * 2006-04-04 2011-07-26 Saint Gobain Abrasives Inc artigos abrasivos curados ou infravermelho e mÉtodo de fabricaÇço
PL2200780T3 (pl) * 2007-09-24 2011-11-30 Saint Gobain Abrasives Inc Produkty ścierne obejmujące aktywne wypełniacze
JP5767325B2 (ja) 2010-07-02 2015-08-19 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 被覆研磨材物品
KR20140075718A (ko) 2011-09-29 2014-06-19 생-고뱅 어브레이시브즈, 인코포레이티드 연마 제품 및 경질 표면 마무리 방법
EP2797717B1 (en) 2011-12-29 2021-11-24 3M Innovative Properties Company Coated abrasive article and method of making the same
WO2013106575A1 (en) 2012-01-10 2013-07-18 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Abrasive products and methods for finishing coated surfaces
RU2595788C2 (ru) 2012-03-16 2016-08-27 Сэнт-Гобэн Эбрейзивс, Инк. Абразивные продукты и способы чистовой обработки поверхностей
WO2013149197A1 (en) 2012-03-30 2013-10-03 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Abrasive products and methods for fine polishing of ophthalmic lenses
GB2576356A (en) * 2018-08-16 2020-02-19 3M Innovative Properties Co Coated abrasive article and method of making the same

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3549341A (en) * 1968-08-05 1970-12-22 Minnesota Mining & Mfg Method for producing pyramidal shaped tumbling media
US3991527A (en) * 1975-07-10 1976-11-16 Bates Abrasive Products, Inc. Coated abrasive disc
DE3043796A1 (de) * 1980-11-20 1982-07-22 Walter 6342 Haiger Klingspor Flexibles schleifmittel, beispielsweise in form von boegen, baendern, scheiben o.dgl.
US4773920B1 (en) * 1985-12-16 1995-05-02 Minnesota Mining & Mfg Coated abrasive suitable for use as a lapping material.
US4644703A (en) * 1986-03-13 1987-02-24 Norton Company Plural layered coated abrasive
US5014468A (en) * 1989-05-05 1991-05-14 Norton Company Patterned coated abrasive for fine surface finishing
US5107626A (en) * 1991-02-06 1992-04-28 Minnesota Mining And Manufacturing Company Method of providing a patterned surface on a substrate
US5152917B1 (en) * 1991-02-06 1998-01-13 Minnesota Mining & Mfg Structured abrasive article
US5378251A (en) * 1991-02-06 1995-01-03 Minnesota Mining And Manufacturing Company Abrasive articles and methods of making and using same
US5437754A (en) * 1992-01-13 1995-08-01 Minnesota Mining And Manufacturing Company Abrasive article having precise lateral spacing between abrasive composite members

Also Published As

Publication number Publication date
HK1024203A1 (en) 2000-10-05
CO4870715A1 (es) 1999-12-27
JP3958373B2 (ja) 2007-08-15
CZ9902419A3 (en) 2001-06-13
AR011373A1 (es) 2000-08-16
HUP0000774A2 (hu) 2000-08-28
CA2276506C (en) 2003-11-25
PL185351B1 (pl) 2003-04-30
EP0954411A1 (en) 1999-11-10
PL334497A1 (en) 2000-02-28
US5840088A (en) 1998-11-24
EP0954411B1 (en) 2004-06-09
CN1244150A (zh) 2000-02-09
JP2000507884A (ja) 2000-06-27
DK0954411T3 (da) 2004-10-18
NO993361D0 (no) 1999-07-07
WO1998030361A1 (en) 1998-07-16
AU5717898A (en) 1998-08-03
ZA9842B (en) 1998-07-07
CN1077831C (zh) 2002-01-16
NO314074B1 (no) 2003-01-27
AU716055B2 (en) 2000-02-17
HUP0000774A3 (en) 2001-10-29
KR20000069998A (ko) 2000-11-25
BR9714201A (pt) 2000-03-28
NZ335615A (en) 1999-11-29
NO993361L (no) 1999-07-07
ES2223086T3 (es) 2005-02-16
KR100335521B1 (ko) 2002-05-06
CA2276506A1 (en) 1998-07-16
ATE268671T1 (de) 2004-06-15
CZ300177B6 (cs) 2009-03-04
TW436365B (en) 2001-05-28
DE69729476D1 (de) 2004-07-15
DE69729476T2 (de) 2005-08-25
ID21807A (id) 1999-07-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
HU223453B1 (hu) Rotogravírozó eljárás mintázott csiszolófelületek előállítására
US5863306A (en) Production of patterned abrasive surfaces
EP1011924B1 (en) Structured abrasives with adhered functional powders
US6293980B2 (en) Production of layered engineered abrasive surfaces
CA2387293C (en) Improved engineered abrasives
CA2107955A1 (en) Abrasive composites having a controlled rate of erosion, articles incorporating same, and methods of making and using same
RU2173631C2 (ru) Способ глубокой печати для получения абразивных поверхностей с нанесенным рельефом
RU2173251C1 (ru) Структурированные абразивы со сцепленными функциональными порошками
MXPA99006382A (en) Rotogravure process for production of patterned abrasive surfaces

Legal Events

Date Code Title Description
HFG4 Patent granted, date of granting

Effective date: 20040507

MM4A Lapse of definitive patent protection due to non-payment of fees