MX2008000088A - Resina de alto desempeno para productos abrasivos. - Google Patents

Resina de alto desempeno para productos abrasivos.

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Anthony C Gaeta
William C Rice
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Saint Gobain Abrasives Inc
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Abstract

Se proporciona un producto abrasivo que incluye una pluralidad de particulas abrasivas y una resina curada con un grupo politiol, se describe un metodo para preparar el producto abrasivo que incluye poner en contacto la pluralidad de particulas abrasivas con una composicion curable que incluye una resina y un grupo politiol, y curar la composicion curable para producir el producto abrasivo; se describe un metodo de erosion de una superficie de trabajo que incluye aplicar un producto abrasivo a una superficie de trabajo en un movimiento erosionante para eliminar una porcion de la superficie de trabajo; una composicion curable incluye una resina de formaldehido y un grupo politiol; una resina de formaldehido es reticulada por un grupo politiol; se describe un metodo de reticulado de la resina de formaldehido que incluye hacer reaccionar el grupo politiol con la resina de formaldehido.

Description

RESINA DE ALTO DESEMPEÑO PARA PRODUCTOS ABRASIVOS SOLICITUD RELACIONADA Esta solicitud reclama el beneficio de la solicitud provisional de E.U.A. número 60/695,233 presentada el 29 de junio del 2005, la totalidad completa de la cual se incorpora en la presente como referencia.
ANTECEDENTES DE LA INVENCION Muchos productos abrasivos incluyen partículas abrasivas en un aglutinante, por ejemplo partículas abrasivas unidas a papel en papel de lija o un artículo abrasivo unido tal como una rueda de esmerilado, elaborada de partículas abrasivas y un aglutinante. Las características deseables de dichos aglutinantes incluyen resistencia de unión, tenacidad, flexibilidad, facilidad de curado, facilidad de incorporación de aditivos tales como colorantes, costo mínimo y similares. Los aglutinantes abrasivos que tienen una o más de dichas características pueden presentar un tiempo de vida de abrasión más prolongado, un mejor desempeño de abrasión, menor formación disminuida de raspado aleatorio en una pieza de trabajo debido al movimiento de partículas y similares. Se han utilizado o intentado numerosos aglutinantes en productos abrasivos, por ejemplo resinas fenólicas, resinas aminoplásticas que tienen grupos carbonilo a, ß insaturados pendientes, resinas de uretano, resinas epóxicas, resinas de urea-formaldehído, resinas de isocianurato, resinas de melamina-formaldehído, resinas de acrilato, resinas de ¡socíanurato acrilado, resinas de uretano acrilado, resinas epóxicas acriladas, resinas de bismaleimida, pegamento oculto, materiales celulósicos, látex, caseína, proteínas de soya, alginato de sodio, alcohol polivinílico, acetato de polivinilo, poliacriléster y vinilacetato de polietileno, mezclas de poliestireno-butadieno de los mismos y similares. No obstante, aún existe la necesidad de la técnica de aglutinantes abrasivos con propiedades mejoradas.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCION Ahora se ha encontrado que los aditivos de politiol proporcionan propiedades mejoradas para aglutinantes de resina abrasiva. Un producto abrasivo incluye una pluralidad de partículas abrasivas y una resina curada con un grupo politiol. Un método de preparación del producto abrasivo incluye poner en contacto la pluralidad de partículas abrasivas con una composición curable que incluye una resina y un grupo politiol y curar la composición curable para elaborar un producto abrasivo. Un método para erosionar una superficie de trabajo incluye aplicar un producto abrasivo a una superficie de trabajo en un movimiento de abrasión para eliminar una porción de la superficie de trabajo. El producto abrasivo incluye un material abrasivo incrustado en una resina reticulada, la resina reticulada incluye reticulaciones por un grupo reticulante politiol. Una resina de formaldehído se retícula por el grupo politiol. Una composición curable incluye la resina de formaldehído y el reticulante de politiol. Un método para reticular la resina de formaldehído incluye hacer reaccionar el reticulador politiol con la resina de formaldehído. En modalidades particulares, la resina reticulada se selecciona de fenol-formaldehído, melamina-formaldehído y urea-formaldehído, la resina se retícula por un grupo politiol que tiene por lo menos tres porciones tiol, el grupo politiol es por lo menos aproximadamente 1% de la resina reticulada en peso, cuando se compara con la misma resina sin el grupo politiol, la resina reticulada satisface por lo menos un criterio que se selecciona del grupo que consiste de una resina reticulada que tiene transparencia aumentada, la resina retículada tiene un módulo de almacenamiento aumentado, la resina reticulada tiene un módulo de perdida aumentado y la resina reticulada tiene una tangente d disminuida. En modalidades particulares, un producto abrasivo comprende partículas abrasivas incrustadas en esta resina. Las resinas curadas descritas, tales como las resinas reticuladas, son estables al color en comparación con otras resinas. Por ejemplo, el oscurecimiento típico observado en resinas fenólicas se puede mitigar con reticulado de politiol sin el uso de melamina, lo que proporciona resinas transparentes capaces de ser utilizadas en aplicaciones que se benefician de la transparencia, por ejemplo, el uso con colorantes o similares. Se describen resinas que tienen propiedades mecánicas mejoradas, por ejemplo módulos de almacenamiento promedio aumentados, módulos de pérdida promedio aumentados, tangente d promedio disminuida y similares. Las propiedades mecánicas mejoradas pueden generar aplicaciones mejoradas por ejemplo en productos abrasivos. Por ejemplo, en abrasivos recubiertos tales como papel de lija, las resinas descritas pueden resultar en un producto que retenga de mejor manera los granos abrasivos lo que genera una formación de raspado aleatorio disminuido, que sean más flexibles, lo que lleva a menos fracturas/fragilización lo cual puede mejorar la vida útil y el desempeño del producto o puede sostener una fuerza de corte mayor a lo normal durante el mismo tiempo de vida y similar. Además, el uso de las resinas curadas descritas tales como las resinas reticuladas, puede mejorar de manera significativa una flexibilidad del abrasivo recubierto mientras simultáneamente mejora la adhesión interfacial, por ejemplo entre la capa constitutiva y la capa de soporte. Sin desear unirse a alguna teoría, se considera que el politiol puede mejorar las propiedades de las resinas curadas, tales como las resinas reticuladas, de varias maneras. Se considera que el politiol actúa como un agente de transferencia de cadena el cual puede frenar las velocidades de polimerización elevadas de las resinas cuando reacciona con el politiol. El curado de algunas resinas sin el politiol se considera que se lleva a cabo de inmediato o casi, respecto al peso molecular alto, los polímeros "vitrificados" que pueden tener porcentajes de conversión bajos y propiedades mecánicas pobres. Se considera que el polítiol resulta en una conversión en porcentaje mayor de algunos monómeros de resina, lo que resulta en extensión de cadena intermolecular, evitando parte de los efectos de vitrificación y llevando a mejores propiedades. También se considera que la libertad rotacional alrededor de la porción -S- puede liberar tensión alrededor de los granos abrasivos, lo cual puede mejorar las propiedades mecánicas.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La figura 1 es un diagrama de un producto 100 abrasivo recubierto que incluye un sustrato 102 de soporte tal como papel de lija, tela de esmeril o similar. La figura 2 muestra el efecto de "sombreado de grano" el cual se considera que se produce durante el curado ultravioleta del abrasivo 100 recubierto. La figura 3 es una gráfica de la absorbencia ultravioleta de un fotoiniciador de longitud de onda larga de la invención 500, un iniciador 502 de longitud de onda corta y tres granos 504, 506 y 508 abrasivos diferentes. Las figuras 4A, 4B y 4C, respectivamente, muestran propiedades mecánicas mejoradas del módulo de almacenamiento promedio aumentado, módulo de pérdida promedio aumentado y tangente d promedio disminuida sobre un intervalo de temperatura de -150°C hasta 250°C para una resina de triacrialto de trometilolpropano/triacrilato de tris(2-hidroxietil)isoc¡anurato reticulada con politiol pentaeritritol tetra-(3-mercaptopropionato) en comparación con la misma resina de trimetilolpropano triacrilato/triacrilato de tris(2-hidroxietil)isocianurato sin politiol. La figura 5 es una fotografía que muestra un raspado aleatorio indeseable en un acabado de una pieza de trabajo. Las figuras 6A y 6B son fotografías que muestran la diferencia en el acabado de superficie de una pieza de trabajo entre un abrasivo recubierto con una relación 70/30 de triacrilato de trimetilolpropano/triacrilato de tris(2-hidroxietil)isocianurato (resina TMPTA/ICTA) reticulada con el politiol pentaeritritol tetra(3-mercaptopropionato) (6A) en comparación con un abrasivo que tiene la misma resina sin el politiol (6B). Las figuras 7A y 7B muestran fotografías de abrasivos recubiertos después de condiciones de uso idéntica. La figura 7A es una fotografía de un abrasivo recubierto con (resina TMPTA/ICTA) reticulada con el politiol pentaeritritol tetra(3-mercaptopropionato); La figura 7B es una fotografía de un abrasivo que tiene la misma resina sin el politiol.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCION Los anteriores y otros objetivos, características y ventajas de la invención serán evidentes a partir de la siguiente descripción más particular de las modalidades preferidas de la invención, como se ¡lustran en los dibujos anexos en los cuales los números de referencia similares se refieren a las mismas partes a través de las diferentes vistas. Los dibujos no necesariamente están a escala, se coloca énfasis en ¡lustrar los principios de la invención. Las modalidades descritas generalmente se relacionan con grupos politiol en combinación con polímeros y resinas, en particular utilizados como aglutinantes incorporados en productos abrasivos. En un aspecto, la presente invención se relaciona con un producto abrasivo que incluye una resina curada con un grupo politiol. En algunas modalidades, la resina curada incluye una resina reticulada con el grupo politiol. Como se utiliza en la presente, el término "resina" no curada o no reticulada es una composición para curar o reticular que comprende uno o más componentes que se seleccionan de monómeros, oligómeros y polímeros y que opcionalmente pueden contener otros aditivos tales como colorantes, estabilizantes, plastificantes, materiales de relleno, solventes, agentes contra la carga o similares. De manera general, una resina incluye una mezcla de componentes parcialmente polimerizados que endurecen cuando curan, lo cual típicamente es el resultado de una reacción de reticulación. La resina curada o no reticulada se puede curar por inicio con luz, radiación con haz de electrones, ácido, base, calor, combinaciones de los mismos o similares para formar la resina reticulada. Típicamente en la invención, las resinas no curadas o no reticuladas tales como las resinas de aldehido se curan o reticulan con un grupo politiol. Como se utiliza en la presente, un "reticulante de politiol" o un "grupo politiol" es una porción orgánica que incluye por lo menos grupos tiol (-SH) cuando se reticulan, los tioles están en forma de un grupo éter azufre -S-. Los politioles pueden ser oligómeros o polímeros que tengan 2, 5, 10, 20, 50, 100 o más grupos tiol. Generalmente, un grupo politiol comprende de 2 a 6 grupos tiol. En una modalidad, el grupo politiol es un compuesto orgánico no polimérico. Como se utiliza en la presente, un compuesto orgánico "no polimérico" significa que el compuesto orgánico incluye ya sea una unidad no repetida, o un máximo de 10 unidades repetidas (preferiblemente un máximo de 5 unidades repetidas) de una unidad repetida la cual típicamente incluye un polímero. En una modalidad específica, el grupo politiol es un grupo tritiol o tetratiol. En una modalidad más específica, el tritiol o tetratiol es no polimérico. En una modalidad preferida, el grupo politiol se puede seleccionar de tri(3-mercaptopropionato) de trimetilolpropano, tri(3-mercaptoacetato) de trimetilolpropano, tetra(3-mercaptopropionato) de pentaeritritol, tetra(3-mercaptoacetato) de pentaeritritol, 3-mercaptopropionatos de poliol, 3-mercaptoacetatos de poliol, 3-mercaptopropionatos de poliéster, y 3-mercaptoacetatos de poliéster, ETTMP 1300 (Chemical Abstract Service Registry No. 345352-19-4), otros poliolestertioles, otros polioltioles o similares. En una modalidad más preferida, el politiol incluye tetra-(3-mercaptopropionato) de pentaeritritol (C(CH2OOCCH2CH2-SH) ). Numerosos politioles están disponibles comercialmente de BRUNO BOCK Chemische Fabrik GmbH & Co. KG, MarschanCH Alemania. En una modalidad específica, la resina que se va a curar o reticular incluye una resina de aldehido, preferiblemente una resina de formaldehído, reticulada con un grupo politiol. Como se utiliza en la presente, la "resina de aldehido" no curada o no reticulada incluye composiciones poliméricas o parcialmente polimerizadas que se forman por reacciones de condensación de un aldehido con nucleófilos, tales como compuestos amino o compuestos fenólicos, que generan agua como un producto secundario. Como se utiliza en la presente, un "compuesto amino" significa un compuesto monomérico que tiene por lo menos un grupo amino (-NH2). Los ejemplos de compuestos amino que se pueden utilizar en la invención incluyen urea; aminotriazinas tales como melamina; y mezclas de los mismos. Como se utiliza en la presente, el "compuesto fenólico" significa un compuesto monomérico que tiene por lo menos una unidad fenólica. Los ejemplos de los compuestos fenólicos que se pueden utilizar en la invención incluyen fenol; alquilfenoles tales como cresoles (por ejemplo o-cresol, m-cresol y p-cresol), xilenoles (por ejemplo 2,4-xilenol), cardinoles, etilfenoles, propilfenoles, hexilfenoles, nonilfenoles o líquido de cascara de nuez cahew; alquenilfenoles tales como isopropenilfenoi; fenoles polihídricos tales como resorcina; arilfenoles tales como fenilfenol; un diol fenólico tal como CH2(C6H4OH) o C(CH3)2(C6H4OH)2 y mezclas de los mismos. Como se utilizan en la presente, el término "aldehido" significa un compuesto orgánico que tiene por lo menos un grupo aldehido o un grupo funcional que se puede convertir a un grupo aldehido, el cual es capaz de reaccionar con un compuesto fenólico como se describe en lo anterior. Los ejemplos de dichos aldehidos incluyen formaldehído; materiales que proporcionan formaldehído tal como paraformaldehído; acetaldehído; furfural; butiraldehído y mezclas de los mismos. En una modalidad más específica, la resina que se va a curar o reticular incluye un fenol-aldehido, una melamina-aldehído, una resina de urea-aldehido o una mezcla de los mismos. En una modalidad incluso más específica, la resina que se va a curar o reticular incluye una resina fenol-formaldehído, melamina-formaldehído o urea-formaldehído o una mezcla de los mismos. En algunas modalidades preferidas, la resina que se va a curar o reticular incluye una resina fenol-formaldehído. Los ejemplos específicos de dicho fenol-formaldehído que se pueden utilizar en la invención se pueden encontrar en la técnica, por ejemplo en las patentes de E.U.A. números 4,130,550; 4,289,814 y 4,578,425, las enseñanzas completas de las cuales se incorporan en la presente como referencia. En otra modalidad específica, la resina que se va a curar o reticular incluye un polímero tiol-eno en donde el polímero tiol-eno se cura o retícula con el grupo politiol o en otras palabras las porciones tiol del polímero tiol-eno incluyen los grupos tiol del grupo politiol. En modalidades particulares, la resina que se va a curar o reticular incluye triacrilato de trimetilolpropano o triacrilato de tris(2-hidroxietil)isocianurato.
En otra modalidad adicional, la resina que se va a curar o reticular incluye o está combinada adicionalmente con un componente opcionalmente reticulado o reticulable que se selecciona de resinas fenólicas, resinas aminoplásticas que tienen grupos carbonilo a, ß-insaturados pendientes, resinas de uretano, resinas epóxicas, resinas de urea-formaldehído, resinas de isocianurato, resinas de melamina-formaldehído, resinas de acrilato, resinas de isocíanurato acrilado, resinas de uretano acrilado, resinas epóxicas acriladas, resinas de bismaleimida, pegamento oculto, materiales celulósicos, látex, caseína, proteínas de soya, alginato de sodio, alcohol polivinílico, acetato de polivinilo, poliacriléster y vinilacetato de polietileno, mezclas de poliestireno-butadieno y mezclas de los mismos. De manera general, el grupo politiol puede formar desde por lo menos aproximadamente 1 % a aproximadamente 99% de la resina curada o reticulada en peso, típicamente por lo menos aproximadamente 5%, de manera más típica desde aproximadamente 5% hasta aproximadamente 50%, de manera particular desde aproximadamente 5% a aproximadamente 40%, o específicamente desde aproximadamente 10% hasta aproximadamente 40%. Los artículos abrasivos de la invención incluyen artículos abrasivos recubiertos, artículos abrasivos estructurados de esmeriladura, artículos abrasivos unidos y artículos abrasivos no tejidos. En una modalidad, los artículos abrasivos de la invención son artículos abrasivos recubiertos. Típicamente, los artículos abrasivos recubiertos de la invención incluyen un sustrato de soporte que tiene una primera superficie principal y una segunda superficie principal; un material abrasivo tal como una pluralidad de partículas abrasivas; un aglutinante de resina el cual adhiere la pluralidad de partículas abrasivas a la primera superficie principal del sustrato y opcionalmente un recubrimiento periférico que comprende un componente contra carga. El material abrasivo, tal como los granos abrasivos, partículas o aglomerados de los mismos pueden estar presentes en una capa (por ejemplo una capa de resina-abrasivos) o en dos capas (es decir, el recubrimiento constitutivo y el recubrimiento de apresto) de los artículos abrasivos recubiertos. Los artículos abrasivos recubiertos de la invención incluyen un aglutinante de resina curado o reticulado con un politiol, como se describe en lo anterior, en por lo menos una capa que se selecciona del grupo que consiste de una capa de aglutinante-abrasivo, un recubrimiento de apresto de sostén, un recubrimiento de apresto, un recubrimiento constitutivo, y un recubrimiento de superapresto. Dicho aglutinante de resina generalrhente se puede formar al curar una composición aglutinante de resina que incluye una resina no reticulada o una resina parcialmente reticulada y un grupo politiol, como se describe en lo anterior. En algunas modalidades específicas los artículos abrasivos recubiertos de la invención incluyen un sustrato de soporte que tiene una primera superficie principal y una segunda superficie principal; una pluralidad de partículas abrasivas; un aglutinante de resina el cual adhiere la pluralidad de partículas abrasivas a la primera superficie principal del sustrato la cual se puede denominar como un recubrimiento constitutivo. En un ejemplo, dicho recubrimiento constitutivo se puede formar al impregnar el sustrato de soporte con un aglutinante de resina sin granos abrasivos. Opcionalmente, dependiendo de las aplicaciones específicas los productos abrasivos recubiertos pueden incluir adícionalmente otros recubrimientos, por ejemplo un recubrimiento de apresto, un recubrimiento de superapresto o similar. En estas modalidades, los materiales abrasivos se pueden aplicar por separado por gravedad, deposición electrostática o en una corriente de aire o como una suspensión junto con las composiciones adhesivas de poliuretano. En otras modalidades específicas, el sustrato de soporte se puede impregnar con una suspensión de resina-abrasivo que incluye un material abrasivo tal como partículas abrasivas y un aglutinante de resina para formar una capa de aglutinante-abrasivo, dependiendo de la agresividad requerida de las herramientas abrasivas recubiertas terminadas, como se describe en lo anterior. Los sustratos de soporte adecuados para los artículos abrasivos recubiertos de la invención incluyen cualquier cantidad de diversos materiales utilizados convencionalmente como sustratos en la elaboración de abrasivos recubiertos tales como papel, tela, película, espuma polimérica, fibra, fibra vulcanizada, materiales tejidos y no tejidos, metal, madera, plástico, material cerámico o similar o una combinación de dos o más de estos materiales o versiones tratadas de los mismos. El sustrato también puede ser un laminado de papel/película, tela/papel, película/tela o similar. Los sustratos pueden tener grados variables de flexibilidad, desde papel delgado relativamente flexible, película, tela o similar, hasta materiales metálicos relativamente rígidos, materiales cerámicos, madera o similares. La selección del material del sustrato dependerá de la aplicación propuesta del artículo abrasivo. La fuerza del sustrato debe ser suficiente para resistir el desgarre u otro daño cuando se utiliza y el espesor y la lisura del sustrato deben permitir la obtención del espesor y lisura del producto deseada para la aplicación propuesta. El sustrato en un artículo abrasivo recubierto puede tener un recubrimiento saturante/de apresto opcional, un recubrimiento de preapresto y/o un recubrimiento de apresto de sostén. Dichos recubrimientos se pueden utilizar para sellar el sustrato y/o para proteger el hilo y las fibras del sustrato. Si el sustrato es un material de tela, por lo menos uno de estos recubrimientos puede ser necesario. La adición del recubrimiento de preapresto o del recubrimiento de apresto de sostén adicionalmente puede resultar en una superficie "más lisa" ya sea en el lado frontal y/o trasero del sustrato. De manera adicional, se puede incluir un material antiestático en cualquiera de estos recubrimientos de tratamiento de tela. La adición de un material antiestático puede reducir la tendencia del artículo abrasivo recubierto para acumular electricidad estática cuando se lija madera o materiales similares a madera. Los detalles adicionales respecto a los sustratos antiestáticos y recubrimientos de sustrato (tratamientos) se pueden encontrar, por ejemplo, en las patentes de E.U.A. Nos. 5,108,463; 5,137,542 (Buchanan, er a/.); 5,328,716 (Buchanan); y 5,560,753 (Buchanan, et al.).
El sustrato también puede ser un material termoplástico reforzado fibroso, por ejemplo, como se describe en la patente de E.U.A. No. 5,417,726 (Stout, eí al.), o una banda sin empalmes, sin fin, por ejemplo, como se describe en la patente de E.U.A. No. 5,573,619 (Benedict, eí al.). De ¡gual manera, el sustrato puede ser un sustrato polimérico que tiene tallos de enganche que se proyectan desde el mismo, por ejemplo, como se describe en la patente de E.U.A. No. 5,505,747 (Chesley, eí al.). De manera similar, el sustrato puede ser una tela de bucle, por ejemplo, como se describe en la patente de E.U.A. No. 5,565,011 (Follett, eí al.). En algunos casos, se puede preferir incorporar un adhesivo sensible a la presión en el lado trasero del abrasivo recubierto de manera que el abrasivo recubierto resultante se puede fijar a una almohadilla de sostén. Los ejemplos representativos de adhesivo sensibles a la presión adecuados para esta invención incluyen látex, crepé, colofonia, polímeros y copolímeros acrílicos que incluyen poliacrilatoéster, por ejemplo, polibutilacrilato vinilésteres, por ejemplo, polivinil n-butiléter, adhesivos alquidálicos, adhesivos de caucho, por ejemplo, caucho natural, caucho sintético, caucho clorado y mezclas de los mismos. Un adhesivo sensible a la presión preferido es un copolímero de acrilato de isooctilo: ácido acrílico. El abrasivo recubierto puede estar en forma de un rollo de discos abrasivos, como se describe en la patente de E.U.A. No. 3,849,949 (Steinhauser, et al.). El abrasivo recubierto se puede convertir en una variedad de diferentes conformaciones y formas tales como bandas, discos, láminas, cintas, margaritas y similares. Las bandas pueden contener un empalme o una junta, alternativamente, las bandas pueden no presentar empalmes tal como se describe en la patente de E.U.A. No. 5,573,619 (Benedict, et al.). De manera alternativa, el abrasivo recubierto puede contener un sistema de unión del tipo de gancho y bucle para asegurar el abrasivo recubierto a una almohadilla de sostén. La tela de bucle puede estar en el lado trasero del abrasivo recubierto con ganchos en la almohadilla de sostén. De manera alternativa, los ganchos pueden estar en el lado trasero del abrasivo recubierto y los ganchos en la almohadilla de sostén. Un sistema de unión del tipo de gancho y bucle se describe adicionalmente en las patentes de E.U.A. Nos. 4,609,581 (Ott), 5,254,194 (Ott, eí al.) y 5,505,747 (Chesley, et al.). De manera alternativa, el precursor del recubrimiento constitutivo se puede aplicar como recubrimiento directamente sobre la tela de bucle, por ejemplo, como se describe en la patente de E.U.A. No. 5,565,011 (Follett, et al.). También es factible adherir las partículas abrasivas tanto a una superficie principal o de trabajo como a una superficie opuesta de un sustrato. Las partículas abrasivas pueden ser iguales o diferentes entre sí. En este aspecto, el artículo abrasivo esencialmente tiene dos lados; un lado puede contener una pluralidad de partículas abrasivas las cuales son diferentes de una pluralidad de partículas abrasivas en el otro lado. De manera alternativa, un lado puede contener una pluralidad de partículas abrasivas que tienen un tamaño de partícula diferente que aquellas en el otro lado. En algunos casos, este artículo abrasivo de dos lados puede utilizarse de manera en la cual ambos lados del artículo abrasivo erosionan al mismo tiempo. Por ejemplo, en un área pequeña tal como una esquina, un lado del artículo abrasivo puede erosionar las superficies en la pieza de trabajo superior mientras el otro lado puede erosionar la superficie de la pieza de trabajo inferior. Los abrasivos no tejidos se incluyen dentro del alcance de la invención. Los abrasivos no tejidos se describen de manera general en las patentes de E.U.A. Nos. 2,958,593 (Hoover, et al.) y 4,991 ,362 (Heyer, et al.). Los artículos abrasivos unidos están también dentro del alcance de la invención. Un artículo abrasivo unido típicamente ¡ncluye un aglutinante de resina el cual adhiere las partículas abrasivas uniéndolas en forma de un producto moldeado, por ejemplo una rueda de esmerilado, una piedra de afilado o similar. El artículo abrasivo unido puede consistir del abrasivo y la resina curada descrita en lo anterior u opcionalmente se puede unir o moldear a un soporte, tal como una manija, un eje, una rueda o similar. Los artículos abrasivos unidos generalmente se describen en la patente de E.U.A. No. 4,800,685 (Haynes). De acuerdo con la presente invención, un componente que evita la carga está presente en un recubrimiento periférico sobre por lo menos una porción del aglutinante de resina o en la matriz de los artículos abrasivos unidos. La figura 1 es un diagrama de un producto 100 abrasivo recubierto que incluye un sustrato 102 de soporte tal como papel. La resina curada con un grupo politiol, como se describe en lo anterior, puede estar presente en uno o más recubrimientos o capas tal como el recubrimiento 104 constitutivo, un recubrimiento 106 de apresto, un recubrimiento 108 de superapresto en el sustrato 102 de soporte, o similar. Típicamente, la resina curada puede unir las partículas 110 abrasivas en el sustrato de soporte para formar un recubrimiento abrasivo en el sustrato de soporte. El abrasivo recubierto opcionalmente puede incluir un relleno 112 opcional. El sustrato 102 puede ser rígido o flexible, poroso o no poroso y similar. Por ejemplo, en diversas modalidades, el sustrato de soporte puede ser una membrana no tejida, acolchonada; un sustrato rígido; un sustrato flexible que tiene una superficie principal o similar. En modalidades particulares, el sustrato de soporte es flexible y la resina curada se adapta sustancialmente a la flexión del sustrato. En algunos casos, el recubrimiento 108 de superapresto se puede depositar con o sin un aglutinante. Generalmente, la función del recubrimiento 108 de superapresto es colocar sobre una superficie de los materiales abrasivos recubiertos un aditivo que proporcione características especiales tales como una capacidad mejorada de esmerilado, lubricación de superficie, propiedades antiestéticas o propiedades que evitan la carga. Los ejemplos de auxiliares de esmerilado adecuados son aquellos que incluyen KBF4. Los ejemplos de lubricantes adecuados para el recubrimiento 108 de superapresto incluyen estearato de litio y laurel sulfato de sodio. Los ejemplos de un agente antiestático adecuado incluyen sulfonato de metal alcalino, aminas terciarias y similares. Los ejemplos de agentes adecuados que evitan la carga incluyen sales de metal de ácidos grasos, por ejemplo estearato de zinc, estearato de calcio y estearato de litio y similares. Los tensioactivos orgánicos aniónicos también pueden utilizarse eficazmente como agentes que evitan la carga. Una diversidad de ejemplos de dichos tensioactivos aniónicos y composiciones que evitan la carga que incluyen al dicho tensioactivo aniónico se describen en la publicación de solicitud de patente de E.U.A. No.2005/0085167 A1 , la totalidad de la enseñanza de la cual se incorporan en la presente como referencia. Otros ejemplos de agentes adecuados que evitan la carga incluyen agentes inorgánicos que evitan la carga tales como silicatos de metal, sílices, carbonatos de metal y sulfatos de metal. Los ejemplos de dichos agentes inorgánicos que evitan la carga se pueden encontrar en WO 02/062531 y en la patente de E.U.A. No. 6,835,220, las enseñanzas completas de las cuales se incorporan en la presente como referencia. En modalidades particulares, el producto abrasivo puede incluir una capa 114 dispersora de energía flexible opcional la cual puede estar entre el sustrato 102 de soporte y el recubrimiento 104 abrasivo (como se muestra) o el sustrato 102 de soporte puede estar entre el recubrimiento 104 abrasivo y la capa 114 dispersora de energía flexible. En algunas modalidades, el sustrato de soporte se puede elaborar de un material que proporcione tanto la función de sustrato de soporte como la función de dispersión de energía flexible en una capa única, por ejemplo una película polimérica elastomérica o similar. La capa dispersante de energía flexible se considera que mitiga por lo menos en parte los efectos de la fuerza de acción de abrasión la cual se considera que tiende a provocar que las partículas abrasivas sean liberadas del aglutinante de resina curada o reticulada. Así, un producto con una capa dispersora de energía flexible en comparación con un producto de otra manera idéntico sin dicha capa puede tener un desempeño de abrasión mejorado, una vida útil de abrasión mejorada o similares. El producto abrasivo puede incluir un colorante, por ejemplo, colorantes o pigmentos. De manera general, una porción del colorante puede ser visible a través de la resina curada tal como la resina reticulada, por ejemplo en algunas modalidades una porción del colorante se incluye en la resina curada, en un sustrato de soporte opcional y/o en un recubrimiento entre el sustrato de soporte opcional y la resina curada. En modalidades particulares, el colorante puede incluir colorantes policíclicos orgánicos, colorantes orgánicos monoazo, colorantes orgánicos diazo, complejos de organometal, pigmentos inorgánicos tales como óxidos metálicos o compiejos. El colorante puede encontrarse dentro de los complejos de perinona, antraquinona, colorante azo y tioindigoide. Un colorante fluorescente es un tinte o pigmento que contiene una molécula orgánica fluorescente. Las descripciones detalladas de colorantes fluorescentes se pueden encontrar en Zollinger, H., "Color Chemistry: Synthesis, Properties, and Applications of Organic Dyes and Pigments", 2nd Ed., VCH, New York, 1991 , la totalidad de la enseñanza de la cual se incorpora en la presente como referencia. Como se utiliza en la presente, un colorante fluorescente puede ser, por ejemplo, un xanteno, tioxanteno, fluoreno (por ejemplo fluoresceinas, rodaminas, eosinas, floxinas, uraninas, succineinas, sacareinas, rosaminas y rodóles), naftilamina, naftilimida, naftolactama, azalactona, metina, oxazina, tiazina, benzopirano, coumarina, aminocetona, antraquinona, ¡soviolantrona, antrapiridona, piranina, pirazolona, benzotiazeno, perileno o tioindigoide. De manera más preferible, un colorante fluorescente se selecciona del grupo que consiste de xantenos, tioxantenos, benzopiranos, coumarinas, aminocetonas, antraquinonas, isoviolantronas, antrapiridonas, piraninas, pirazolonas, benzotiazenos, tioindigoides y fluorenos. De manera más preferible, el colorante fluorescente es un tioxanteno o tioxanteno. Una persona experta en la técnica sabe que para muchos colorantes disponibles comercialmente, la estructura química específica de los derivados individuales dentro de una clase, por ejemplo derivados de tioxanteno, pueden no estar disponibles públicamente, Así, los colorantes fluorescentes específicos típicamente se denominan por el nombre de índice de color (C.l.) como se define en "Color Index International", 4th Ed. American Association of Textile Chemists and Colorists, Research Triangle Park, NC, 2002. El índice de color también está disponible en línea en www.colour-index.org. La totalidad de las enseñanzas de índice de color se incorporan en la presente como referencia. Los ejemplos de colorantes fluorescentes preferidos incluyen C.l. Solvent Orange 63 (Hostasol Red GG, Hoechst AG, Frankfurt, Alemania), C.l.
Solvent Yellow 98 (Hostasol Yellow 3G, Hoechst AG, Frankfurt, Alemania) y C.l. Solvent Orange 118 (FL Orange SFR, Keystone Aniline Corporation, Chicago, Illinois). La cantidad de colorante que se puede utilizar depende de las particularidades del uso propuesto, las características del colorante, los otros componentes en la composición y similares. Una persona experta en la técnica ahora podrá determinar estos detalles con el fin de determinar la cantidad de colorante para un uso particular. Típicamente, la cantidad de colorante será una fracción en peso de la composición colorante total de entre aproximadamente 0.01 y aproximadamente 2%, de manera más preferible entre aproximadamente 0.05 y aproximadamente 0.5% y de manera más preferible de aproximadamente 0.2%. En modalidades específicas, el colorante es rojo, naranja, amarillo, verde, azul, índigo o violeta. En modalidades específicas, el colorante es fluorescente, por ejemplo rojo fluorescente, naranja fluorescente (naranja blaze), amarillo fluorescente, verde fluorescente o similar. En algunas modalidades preferidas, el colorante es naranja fluorescente (naranja blaze). En diversas modalidades, particularmente en algunas modalidades que incluyen la presencia de un colorante, la resina curada o reticulada no incluye melamina. En diversas modalidades, el colorante se puede utilizar para identificar el producto abrasivo, por ejemplo para marcas comerciales, para uso de indicación tal como húmedo, seca, madera, metal o similar o para identificación del tamaño de la gravilla o similar. En diversas modalidades, el colorante se puede formar como un patrón impreso, por ejemplo para mostrar un logotipo, una descripción de identificación, un número de parte, una instrucción de uso, una advertencia de seguridad, un indicador de desgaste, un indicador de carga de virutas metálicas o similar. Por ejemplo, un abrasivo cargado con virutas metálicas o un abrasivo que se ha desgastado puede ser menos eficaz y por lo tanto elaborar un indicador de desgaste o un indicador de carga de virutas metálicas es útil para indicar al usuario de que un cambio del abrasivo mejora la eficacia. Como se utiliza en la presente, el término "virutas metálicas" se refiere al material de la pieza de trabajo erosionada y puede "cargar" o permanecer en contacto con el abrasivo, que tiende a reducir la eficacia del abrasivo. En algunas modalidades, la resina curada puede ser curada, por ejemplo, reticulada por un fotoiniciador que tiene, a la longitud de onda de 350 nm o mayor, un valor de absorción mayor de 0.1 , generalmente mayor de 0.15, típicamente mayor de 0.2 y de manera más típica mayor de 0.25 o particularmente mayor de 0.3. Típicamente, el valor de absorción a una longitud de onda de 350 nm o mayor está sobre un intervalo de longitud de onda de por lo menos aproximadamente 10 nm, de manera más típica por lo menos aproximadamente 25 nm, particularmente por lo menos aproximadamente 40 nm o en modalidades específicas, de aproximadamente 50 nm. El intervalo de longitud de onda se puede localizar al inicio a 350 nm o mayor, típicamente se localiza entre 350 nm y 800 nm, de manera más típica entre 350 nm y 500 nm o en algunas modalidades entre 350 nm y 450 nm. En modalidades particulares, el intervalo de longitud de onda se puede localizar entre 350 nm y 400 nm, típicamente comenzando en 350 nm. En algunas modalidades, la resina curada se puede curar, por ejemplo, reticulada por un fotoiniciador que se selecciona de óxido de bis-acilfosfina y a-hidroxicetona. En algunas modalidades, el producto abrasivo incluye granos abrasivos que pueden ser, por lo menos en parte, transparentes a la luz ultravioleta, por ejemplo, que tienen una longitud de onda de 350 nm o mayor, un valor de absorción menor de 0.9, generalmente menor de 0.8, típicamente menor de 0.7, de manera más típica menor de 0.6 o particularmente menor de 0.5. Típicamente, el valor de absorción a una longitud de onda de 350 nm o mayor está sobre un intervalo de longitud de onda de por lo menos aproximadamente 10 nm, de manera más típica por lo menos aproximadamente 25 nm, particularmente por lo menos aproximadamente 40 nm o en modalidades específicas en aproximadamente 50 nm. De ¡gual manera, en algunas modalidades, el producto abrasivo incluye un sustrato de soporte que puede ser transparente a la luz ultravioleta. Además, en diversas modalidades, la resina curada o reticulada y/o el producto abrasivo puede incluir un relleno transparente ultravioleta, por ejemplo un relleno que transmite más luz ultravioleta que los filtros opacos estándar tal como carbonato de calcio y sílice. En modalidades particulares, el relleno transparente ultravioleta es aluminio trihidratado. En diversas modalidades, los productos abrasivos de la invención pueden tener propiedades mejoradas, particularmente en comparación con un producto que de otra manera es idéntico. En algunas modalidades, las resinas curadas de la invención tales como las resinas reticuladas transmiten más luz visible en comparación con una resina que de otra manera es idéntica pero que no se cura con un grupo politiol. Como se utiliza en la presente, "luz visible" es el intervalo de longitudes de onda desde aproximadamente 400 nm a aproximadamente 800 nm. La transparencia de la resina curada se puede medir utilizando un espectrómetro visible estándar o una muestra estándar preparada apropiadamente. Por ejemplo, dos muestras formadas con dimensiones idénticas con películas delgadas se pueden comparar y se pueden medir sus valores de transmitancia en porcentajes respectivos. En algunas modalidades, las resinas curadas de la invención, tales como las resinas reticuladas, pueden tener un promedio disminuido de tangente d en un intervalo de temperatura desde aproximadamente -150°C hasta 250°C en comparación con una resina que de otra manera es idéntica pero que no se ha curado con un grupo politiol. En algunas modalidades, los productos abrasivos de la invención pueden presentar una formación disminuida de raspado aleatorio en comparación con un producto abrasivo que de otra manera es idéntico excepto en la resina curada, es decir, el producto incluye una resina que de otra manera es idéntica pero que no se cura con un grupo politiol. En algunas modalidades, el producto abrasivo de la invención, que incluye la resina curada con el grupo politiol, tiene flexibilidad aumentada, por ejemplo, por al menos aproximadamente 5% o por lo menos aproximadamente 10% en comparación con un producto abrasivo que de otra manera es idéntico excepto la resina curada, es decir, el producto incluye una resina que de otra manera es idéntica pero que no está curada con un politiol. Se puede medir la flexibilidad por métodos adecuados conocidos en la técnica, por ejemplo, mediante el uso de un medidor de rigidez Frank disponible de Karl Frank en Alemania o Gurley Precisión Instruments en E.U.A. Típicamente, la prueba de flexibilidad con dicho medidor de rigidez Frank mide la cantidad de fuerza que se necesita para doblar una muestra sobre un radio fijo a un ángulo estándar, por ejemplo entre 10° y 60°, en incrementos de 5o. Esto se puede realizar en las direcciones tanto de trama como de urdimbre de la muestra. La pendiente de una gráfica del porcentaje de fuerza (eje de las ordenadas) versus ángulo (eje de las abcisas) para cada muestra proporciona lo que se conoce como la "pendiente de flexión" cuanto mayor es la pendiente de flexión generalmente indica un producto más rígido. En algunas modalidades adicionales, en un producto abrasivo de la invención que incluye la resina curada con un grupo politiol, tal como la resina reticulada con un grupo politiol, la resina curada proporciona resistencia de adhesión interfacial aumentada, por ejemplo en por lo menos aproximadamente 5% o por lo menos aproximadamente 10% en comparación con una resina que de otra manera es idéntica pero que no se ha curado con un politiol. La fuerza de adhesión interfacial (o fuerza al desprendimiento) se puede determinar por métodos adecuados conocidos en la técnica, por ejemplo mediante el uso de un equipo Instron Tensile. Por ejemplo, en dicha prueba utilizan un equipo Instron Tensile, el material de soporte de un producto abrasivo recubierto que incluye un recubrimiento constitutivo que incluye la resina reticulada se une a otro miembro de rigidez esencialmente igual. Se mide la fuerza necesaria para separar adhesivamente la capa de recubrimiento constitutivo de un material de soporte. La relación de la fuerza de desprendimiento respecto a la pendiente de flexión generalmente es una medida de la resistencia adhesiva del recubrimiento constitutivo al material de soporte, en donde valores más grandes representan una mayor adhesión. Los productos abrasivos recubiertos de la invención se pueden utilizar para lijado, esmerilado o pulido de diversas superficies, por ejemplo, de acero y otros metales, madera, laminados similares a madera, plásticos, fibra de vidrio, cuero o materiales cerámicos. En otro aspecto, la presente invención ¡ncluye una composición curable que incluye una resina de formaldehído y un grupo politiol. Las características y ejemplos, que incluyen los ejemplos preferidos de la resina de formaldehído y el grupo politiol son como se describe en lo anterior. En algunas modalidades, la composición curable incluye además el polímero tiol-eno descrito antes, en donde el polímero tiol-eno se puede curar, por ejemplo reticular con el grupo politiol. En otras modalidades, la composición curable incluye además o se combina adicionalmente con un componente opcionalmente reticulado o reticulable que se selecciona de resinas fenólicas, resinas aminoplásticas que tienen grupos carbonilo a, ß insaturados pendientes, resinas de uretano, resinas epóxicas, resinas de urea-formaldehído, resinas de isocianurato, resinas de melamina-formaldehído, resinas de acrilato, resinas de isocianurato acriladas, resinas de uretano acriladas, resinas epóxicas acriladas, resinas de bismaleimida, pegamento oculto, materiales celulósicos, látex, caseína, proteínas de soya, alginato de sodio, alcohol polivinílico, acetato de polivinilo, poliacriléster y vinilacetato de polietileno, poliestireno-butadieno y mezclas de los mismos. Opcionalmente, las composiciones curables de la invención pueden incluir adicionalmente colorantes, rellenos y aditivos dependiendo de sus aplicaciones específicas. Los ejemplos de colorantes, rellenos y aditivos son como se describe en lo anterior. La presente invención también incluye resina de formaldehído reticulada por un grupo politiol. Las características y ejemplos, que incluyen a los ejemplos preferidos de la resina de formaldehído y el grupo politiol son como se describe en lo anterior.
EJEMPLOS EJEMPLO 1 Preparación de resinas de fenol reticuladas Se preparan resinas reticuladas para los siguientes ejemplos al combinar resina de resol de fenolformaldehído disponible comercialmente (por ejemplo Oxychem, Borden, Bakelite-Hexion-, Durez y Dynea) con el tetra-(3-mercaptopropionato) de pentaeritritol de politiol como el por ciento de peso total que varía de entre 0%, 5%, 10% y 20% en peso. La mezcla primero se seca durante 2 horas a 93°C (200°F) y después se cura a 121 °C (250°F) durante 5 horas para curado, por ejemplo reticulado de la resina. Los abrasivos recubiertos para los siguientes ejemplos se preparan al combinar una de las resinas no reticuladas anteriores con una resina de acrilato epóxica recubierta a 23.7 g/cm2 (1.6 libras resma) de granos abrasivos (óxido de aluminio BFPRL de gravilla P180) y al aplicar una película tratada con superficie de tereftalato de polietileno de 127 µm (5 milésimas de pulgada) en un procedimiento de recubrimiento continuo. La mezcla recubierta se cura como en lo anterior para reticular la resina y de esta manera se fija el recubrimiento abrasivo al sustrato. Se agregan otros aditivos opcionales como se indica en los ejemplos particulares.
EJEMPLO 2 Las resinas de fenol reticuladas descritas mejoran la transparencia La transparencia de las muestras de resina fenólica con 0%, 5%, 10% y 20% en peso de tetra-(3-mercaptopropionato) de pentaeritritol de politiol y se incrementan con el aumento en el porcentaje de politiol. Por ejemplo, la muestra con 0% en peso de tetra-(3-mercaptopropionato) de pentaeritritol de politiol es casi negra mientras que la muestra con 20% en peso de tetra-(3-mercaptopropionato) de pentaeritritol de politiol es de un color amarillo-naranja muy brillante, lo que indica que la transparencia de la muestra con 20% del politiol es significativamente mayor que la muestra con 0% de politiol. Además, cuando se comparan otros dos abrasivos recubiertos de otra manera idénticos que contienen un colorante naranja fluorescente, es decir, uno con un aglutinante de resina fenólica curados sin el grupo politiol y uno con un aglutinante de resina fenólica curado con 10% en peso de tetra-(3-mercaptopropionato) de pentaeritritol de politiol, el abrasivo recubierto con el aglutinante de resina fenólica curado sin el grupo politiol es mucho más oscuro y por lo tanto mucho menos transparente que el abrasivo recubierto con el aglutinante de resina fenólica curado con el grupo politiol.
EJEMPLO 3 Efecto de "sombreado de grano" que se corrige por los abrasivos descritos Ciertas resinas se pueden curar con irradiación de luz ultravioleta cuando se utilizan fotoiniciadores. La figura 2 muestra el efecto de "sombreado de grano" el cual se considera que se produce durante el curado ultravioleta del abrasivo 100 recubierto. Se considera que este efecto perjudica el curado y por lo tanto el funcionamiento de los abrasivos unidos con dichas resinas. La luz ultravioleta de longitud de onda corta 402 puede ser oscurecida por los granos 110 abrasivos, los cuales pueden sombrear porciones de la resina en el recubrimiento 104 constitutivo y el recubrimiento 106 de apresto en la región 404 sombreada por el grano, evitando que cure adecuadamente y que una los granos 104 al sustrato 102. Sin desear unirse a teoría alguna, en diversas modalidades, se considera que el efecto de "sombreado de grano" se puede mitigar al utilizar un fotoiniciador el cual tiene una absorción en una región de longitud de onda en los granos abrasivos son por lo menos parcialmente transparentes, utilizando rellenos transparentes ultravioletas tales como trihidrato de aluminio el cual puede incrementar la dispersión y/o difusión de la luz para reducir el sombreado, utilizando un fotoiniciador que tiene una absorbancia a una longitud de onda mayor que la longitud de onda más larga que difunde la luz más fácilmente alrededor de las partículas abrasivas para reducir el sombreado, utilizando un sustrato transparente ultravioleta en abrasivos recubiertos por lo que la resina se puede curar por luz ultravioleta dirigida desde el otro lado del sustrato del recubrimiento que se va a curar, o similar.
EJEMPLO 4 Los fotoiniciadores utilizados en los abrasivos descritos absorben luz transmitida por los granos abrasivos, mejorando el curado La figura 3 es una gráfica de la absorbancia ultravioleta de un fotoiniciador de longitud de onda largo de la invención 500, un ¡niciador 502 de longitud de onda corta y tres granos abrasivos diferentes 504, 506 y 508.
Como se puede ver, si se utiliza el ¡niciador 502 de longitud de onda corta, puede existir un sombreado significativo por los granos abrasivos, particularmente el grano 504. Al utilizar un fotoiniciador 500 de longitud de onda larga, el sistema puede ser irradiado con luz en una región de longitud de onda por encima de la absorbancia principal del grano, por ejemplo, 350 nanómetros para el grano 504, en donde el fotoiniciador 500 tiene la mayor absorbancia que el iniciador 502 de longitud de onda corta. Además, los granos abrasivos pueden tener una absorción, comparativamente menor que en la banda de absorción del ¡niciador 502 de longitud de onda corta, particularmente el grano 504.
EJEMPLO 5 Resinas reticuladas con tiol que tienen propiedades mecánicas mejoradas Las muestras de polímero curado para análisis mecánico se preparan al mezclar una relación 70/30 de triacrilato de trimetilolpropano/triacrilato de tris(2-hidroxietil)isocianurato o resina TMPTA/ICTA (Sartomer 368D, Sartomer, Exton, PA) con fotoiniciador, relleno de trihidrato de aluminio, tetra-(3-mercaptopropionato) de pentaeritritol y después las películas fundidas sobre Mylar no tratado seguido por curado ultravioleta en una unidad de laboratorio de fusión (Fusión UV Systems, Ine, Gaithersburg, MD) que contiene un suministro de energía de 600 watts/2.54 cm y 300 watts/2.54 cm utilizando focos "V" y "D", respectivamente para curar muestras @ 30 FPM. Las muestras después se separan de la película de Mylar y se recortan y limpian para proporcionar muestras adecuadas para la prueba de análisis mecánico dinámico (DMA) (-1.6 mm (1/16") de espesor X 1 mm (1/4") de ancho X 25.4 mm (1") de largo). Se aplica una fuerza sinusoidal a las muestras anteriores y se monitorea la deformación sinusoidal resultante. La relación de la tensión dinámica respecto a los rendimientos de tensión dinámica, el módulo complejo, E*, el cual puede ser descompuesto adicionalmente para proporcionar el módulo de almacenamiento E' y el módulo de perdida, E". Los módulos de almacenamiento se refieren a la capacidad de un material para almacenar energía y se pueden relacionar con la rigidez del material. El módulo de perdida puede representar el calor disipado por la muestra como resultado de los movimientos moleculares dados del material y puede reflejar las características amortiguadoras del polímero. La relación del módulo de perdida y de almacenamiento es el valor tangente d. Debido a la naturaleza viscoelástica de los polímeros, estas propiedades viscoelásticas (E\ E" y tangente d) puede ser una función de la temperatura asi como del tiempo. Las figuras 4A, 4B y 4C, respectivamente muestran propiedades mecánicas mejoradas del módulo de almacenamiento promedio mejorado, módulo de perdida promedio aumentado y tangente d promedio disminuida medida sobre un intervalo de temperatura de -150°C a 250°C para triacrilato de trimetilolpropano/resina de triacrilato de tris(2-hidroxietil)isocianurato reticulado con tetra-(3-mercaptopropionato) de pentaeritritol de politiol en comparación con la misma resina de triacrilato de trimetilolpropano/triacrialto de tris(2-hidroxietil)isocianurato sin politiol.
EJEMPLO 6 Los productos abrasivos descritos tienen propiedades de acabado mejoradas La figura 5 es una fotografía que muestra un raspado aleatorio indeseable en un acabado de una pieza de trabajo. Sin desear unirse a alguna teoría, se considera que dicho raspado aleatorio se produce debido a una adición pobre de partículas abrasivas que resulta de propiedades mecánicas pobres del aglutinante de resina. Las figuras 6A y 6B son fotografías que muestran la diferencia en el acabado de superficie de una pieza de trabajo entre un abrasivo recubierto con (resina TMPTA/ICTA) reticulado con el tetra-(3-mercaptopropionato) de pentaeritritol de politiol (6A) en comparación con un abrasivo que tiene la misma resina sin politiol (6B). Como se puede ver, el adhesivo de politiol parece tener un acabado más liso con menos raspados aleatorios profundos. Esta diferencia aparente se puede cuantificar. En particular, el abrasivo de politiol tiene valores mejorados (reducidos) para parámetros de rugosidad de superficie Ra, Rz y Rt, como se muestra en el cuadro 1.
CUADRO 1 Los parámetros de rugosidad de superficie se miden sobre una determinación de longiíud que comprende una trayectoria recta tomada por una sonda (por ejemplo, una sonda mecánica u óptica) que mide la variación en la superficie. Ra es el valor de rugosidad promedio sobre una longitud de determinación en la superficie, la cual describe la altura pico promedio y la profundidad de un valle o la amplitud promedio de una superficie. Rz es un parámetro de altura de punto ISO 10, el cual describen las diferencias de altura entre los 5 picos más altos y los 5 valles más profundos en la longitud de determinación. Rt es la medida del máximo de rugosidad o "rugosidad más grande" en relación a la diferencia entre el pico más alto y el valle más profundo sobre la totalidad de la longitud de determinación.
EJEMPLO 7 Los productos abrasivos descritos tienen durabilidad mejorada Las figuras 7A y 7B son fotografías de los abrasivos recubiertos después de condiciones de uso idénticas. La figura 7A es una fotografía de un abrasivo recubierto con (resina TMPTA/ICTA) reticulado con tetra-(3-mercaptopropionato); de pentaeritritol de politiol; la figura 7B es una fotografía de un abrasivo que tiene la misma resina sin politiol. Como se puede ver, la resina sin politiol es comparativamente más rugosa y está más degradada, con muchos granos abrasivos aparentemente sueltos o perdidos en comparación con el abrasivo recubierto con el politiol. Aunque esta invención se ha mostrado y descrito particularmente con referencia a las modalidades preferidas de la misma, se comprenderá por aquellos expertos en la técnica que se pueden realizar en la presente diversos cambios en la forma y los detalles sin por eso apartarse del alcance de la invención abarcada por las reivindicaciones anexas. Además, cada patente de E.U.A. identificada previamente en lo anterior tiene sus enseñanzas incorporadas en la presente.
EJEMPLO 8 Los productos abrasivos descritos tienen flexibilidad y adhesión mejoradas Las estructuras de abrasivo recubierto modificadas con modificador de politiol (PTM) se evalúan para determinar flexibilidad, resistencia al desprendimiento y adhesión, en este ejemplo. Las muestras de prueba se preparan bajo las mismas condiciones de procedimiento, manteniendo constante el peso de recubrimiento mientras se hace variar la cantidad de PTM ya sea en la capa constitutiva o de apresto de 0 a 10%, como se indica en lo siguiente.
Composición abrasiva recubierta con PTM y procedimiento Las estructuras abrasivas recubiertas para las pruebas de flexibilidad y adhesión se producen por recubrimiento de una membrana continua de tela terminada con 10.88 kg. por resma (330 pies2) de una formulación constitutiva de fenolformaldehído que contiene 5.70% de PTM. Todos los componentes y niveles correspondientes se detallan en el Cuadro 2. La membrana con el recubrimiento constitutivo después es seguida por un procedimiento de deposición electrostática aplicando 32 puntos por resma de un grano de óxido de aluminio BFRPL. Esta estructura parcial de la membrana recubierta con material constitutivo y grano después se seca en un horno durante 2 horas a 80°C para impartir secado y después se forma la etapa B del prepolímero de fenol formaldehído.
CUADRO 2: Formulación constitutiva modificada con PTM Las estructuras abrasivas recubiertas después se recubren con 5.89 kg por resma de un recubrimiento de apresto de fenol formaldehído. La composición detallada del recubrimiento de apresto se presenta en el cuadro 3. La membrana nuevamente se transporta a través de un secador el cual tiene una temperatura de foco seco ajustada a 120°C por un período de dos horas. CUADRO 3: Formulación de apresto modificada con PTM El material después se enrolla sobre un núcleo el cual forma un rollo. El rollo de producto abrasivo recubierto después se coloca en un horno de convexión grande para experimentar una etapa postcurado en la cual la temperatura del horno es de 125°C durante 12 horas.
Pruebas de flexibilidad, adhesión y desprendimiento Se determina la flexibilidad utilizando un medidor de rigidez Frank disponible de Karl Frank en Alemania. Esta prueba mide la cantidad de fuerza necesaria para doblar la muestra entre 10 grados a 60 grados en incrementos de 5 grados. La pendiente de una gráfica de % de fuerza (eje de las ordenadas) versus el ángulo (abcisas) para cada muestra proporciona lo que se conoce como la "pendiente de flexión". Cuanto mayor sea la pendiente de flexión generalmente indica un producto más rígido. Se utilizan tres (3) piezas de muestra de prueba, cada una tiene 2.5 cm (1") de ancho x 7.6 cm (3") de largo. Se determina la fuerza de desprendimiento mediante el uso del equipo Instron Tensile. Para esta propiedad mecánica, la membrana abrasiva recubierta se une a otro miembro de rigidez igual a través del uso de un adhesivo epóxico de dos partes de alta resistencia. La fuerza necesaria para separar de manera adhesiva la capa de recubrimiento constitutivo del material de soporte se mide a través de un desprendimiento en T limitante en un equipo Instron Tensile con una velocidad de cabeza transversal de 2.54 cm (1.00 pulgadas) por minuto. La relación de la fuerza de desprendimiento respecto a la pendiente de flexión es una medida de la resistencia adhesiva del recubrimiento constitutivo respecto al sustrato de recubrimiento de tela terminado, en donde los valores más grandes representan una mayor adhesión. Los datos generados a partir de las pruebas de rigidez de Frank y de desprendimiento Instron se presentan en el cuadro 4. A partir de este cuadro, la pendiente de flexión promedio para la muestra con 0% de PTM es de 1.26 con una relación de desprendimiento promedio respecto a flexión de 21.1. Con la adición de 5% de PTM al recubrimiento constitutivo, la pendiente de flexión disminuye en 11 % con el incremento correspondiente en la relación de desprendimiento a flexión hasta 23.0 o 10%. Por lo tanto se observa un incremento en la flexibilidad del producto con un incremento correspondiente en la adhesión por desprendimiento. Esto es inesperado debido a que típicamente el producto más flexible presenta menores valores de adhesión al desprendimiento. La adhesión cada vez mayor de PTM a la capa de apresto no afecta de manera significativa las propiedades de flexibilidad o adhesión de la estructura. Estos resultados indican que la presencia de PTM en la capa constitutiva puede mejorar de manera significativa la flexibilidad del abrasivo recubierto y al mismo tiempo mejora la adhesión interfacial entre la capa constitutiva y de sostén.
CUADRO 4 Equivalentes Aunque esta invención se ha mostrado y descrito particularmente con referencia a las modalidades preferidas de la misma, se comprenderá por aquellos expertos en la técnica que se pueden realizar diversos cambios en la forma y los detalles en la misma sin apartarse del alcance de la invención abarcada por las reivindicaciones anexas.

Claims (71)

NOVEDAD DE LA INVENCION REIVINDICACIONES
1.- Un producto abrasivo que comprende: a) una pluralidad de partículas abrasivas; y b) una resina curada con un grupo politio!.
2.- El producto abrasivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque la resina que se va a curar comprende una resina de aldehido.
3.- El producto abrasivo de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado además porque la resina de aldehido es una resina de formaldehído.
4.- El producto abrasivo de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado además porque la resina que se va a curar comprende por lo menos un miembro que se selecciona del grupo que consiste de una resina de fenol-formaldehído, de melamina-formaldehído y de urea-formaldehído.
5.- El producto abrasivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque la resina que se va a curar comprende un polímero de tiol-eno.
6.- El producto abrasivo de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado además porque la resina que se va a curar comprende triacrilato de trimetilolpropano o triacrilato de tris(2-hidroxietil)isocianurato.
7.- El producto abrasivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque la resina que se va a curar comprende un componente de resina opcionalmente reticulado o reticulable que se seleciona de resinas fenólicas, resinas aminoplásticas que tienen grupos carbonilo a,ß-insaturados pendientes, resinas de uretano, resinas epóxicas, resinas de urea-formaldehído, resinas de isocíanurato, resinas de melamina-formaldehído, resinas de acrilato, resinas de isocianurato acriladas, resinas de uretano acriladas, resinas epóxicas acriladas, resinas de bismaleimida, pegamento oculto, materiales celulósicos, látex, caseína, proteínas de soya, alginato de sodio, alcohol polivinílico, acetato de polivinilo, poliacriléster y vinilacetato de polietileno, poliestireno-butadieno y mezclas de los mismos.
8.- El producto abrasivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque el grupo politiol comprende de 2 a 6 porciones tiol.
9.- El producto abrasivo de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque el grupo politiol es un tritiol o tetratiol.
10.- El producto abrasivo de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado además porque el grupo politiol se selecciona de tri(3-mercaptopropionato) de trimetilolpropano, tri(3-mercaptoacetato) de trimetilolpropano), tetra(3-mercaptopropionato) de pentaeritritol, tetra(3-mercaptoacetato) de pentaeritritol, 3-mercaptoprop?onatos de poliol, 3-mercaptoacetatos de poliol, 3-mercaptopropionatos de poliéster, 3-mercaptoacetatos de poliéster y ETTMP 1300.
11.- El producto abrasivo de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado además porque el grupo politiol es tetra-(3-mercaptopropionato) de pentaeritritol.
12.- El producto abrasivo de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el grupo politiol forma por lo menos aproximadamente 1% en peso de la resina curada.
13.- El producto abrasivo de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado además porque el grupo politiol forma por lo menos aproximadamente 5% en peso de la resina curada.
14.- El producto abrasivo de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado además porque el grupo politiol forma entre aproximadamente 5% y aproximadamente 50% en peso de la resina curada.
15.- El producto abrasivo de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado además porque el grupo politiol forma entre aproximadamente 5% y aproximadamente 40% en peso de la resina curada.
16.- El producto abrasivo de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque también comprende un colorante.
17.- El producto abrasivo de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado además porque la resina curada no comprende melamina.
18.- El producto abrasivo de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado además porque una porción del colorante es visible a través de la resina curada.
19.- El producto abrasivo de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado además porque una porción del colorante se incluye en la resina curada, un sustrato de soporte opcional y/o un recubrimiento entre el sustrato de soporte opcional y la resina curada.
20.- El producto abrasivo de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado además porque el colorante es un tinte o un pigmento.
21.- El producto abrasivo de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado además porque el colorante forma un patrón impreso.
22.- El producto abrasivo de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado además porque la apariencia del colorante cambia en respuesta al uso del producto abrasivo.
23.- El producto abrasivo de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado además porque, el colorante es rojo, naranja, amarillo, verde, azul, índigo o violeta.
24.- El producto abrasivo de conformidad con ia reivindicación 23, caracterizado además porque el colorante es fluorescente.
25.- El producto abrasivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque la resina curada se cura por iniciación con luz, radiación de haz de electrones, ácido, base, calor o una combinación de los mismos.
26.- El producto abrasivo de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado además porque la resina curada se cura por un fotoiniciador que tiene una absorción mayor de 0.1 a una longitud de onda de 350 nm o mayor.
27.- El producto abrasivo de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado además porque la resina curada se cura por un fotoiniciador que se selecciona de óxido de bis-acilfosfina y a-hidroxicetona.
28.- El producto abrasivo de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado además porque también comprende un relleno transparente ultravioleta.
29.- El producto abrasivo de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado además porque también comprende un sustrato de soporte transparente ultravioleta.
30.- El producto abrasivo de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la resina curada une las partículas abrasivas para formar un artículo abrasivo unido.
31.- El producto abrasivo de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque comprende un sustrato de soporte, en donde la resina curada está presente en un recubrimiento constitutivo, un recubrimiento de apresto o un recubrimiento de superapresto en el sustrato de soporte.
32.- El producto abrasivo de conformidad con la reivindicación 31 , caracterizado además porque el sustrato de soporte es papel, tela, película, espuma polimérica, fibra, fibra vulcanizada, materiales tejidos, materiales no tejidos, metal, madera, plástico, materiales cerámicos, laminados de papel/película, laminado de tela/papel o laminado de película/tela.
33.- El producto abrasivo de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado además porque la resina curada se adapta sustancialmente a la flexión del sustrato.
34.- El producto abrasivo de conformidad con la reivindicación 31 , caracterizado además porque la resina curada une las partículas abrasivas en el sustrato de soporte para formar un recubrimiento abrasivo en el sustrato de soporte.
35.- El producto abrasivo de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado además porque comprende una capa dispersante de energía flexible entre el sustrato de soporte y el recubrimiento abrasivo.
36.- El producto abrasivo de conformidad con la reivindicación , caracterizado además porque la resina curada transmite más luz visible en comparación con la misma resina curada sin el grupo politiol.
37.- El producto abrasivo de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la resina curada tiene un módulo de almacenamiento promedio aumentado en un intervalo de temperatura desde aproximadamente -150°C a 250°C en comparación con la misma resina curada sin el grupo politiol.
38.- El producto abrasivo de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la resina curada tiene un módulo de pérdida promedio aumentado en un intervalo de temperatura desde aproximadamente -150°C hasta 250°C en comparación con la misma resina curada sin el grupo politiol.
39.- El producto abrasivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque la resina curada tiene una tangente d de promedio disminuido en un intervalo de temperatura desde aproximadamente -150°C hasta 250°C en comparación con la misma resina curada sin el grupo politiol.
40.- El producto abrasivo de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el producto abrasivo presenta formación disminuida de raspado aleatorio en comparación con el mismo producto abrasivo que comprende la misma resina curada sin el grupo politiol.
41.- Una resina de formaldehído reticulada por un grupo politiol que se selecciona del grupo que consiste de trí(3-mercaptopropionato) de trimetilolpropano, tri(3-mercaptoacetato) de trimetilolpropano, tetra(3-mercaptopropionato) de pentaeritritol, tetra(3-mercaptoacetato) de pentaeritritol, 3-mercaptopropionato de poliol, 3-mercaptoacetato de poliol, 3-mercaptopropionato de poliéster, 3-mercaptoacetato de poliéster y tri-3-mercaptopropíonato de trimetilolpropano etoxilado.
42.- La resina reticulada de conformidad con la reivindicación 41 , caracterizada además porque la resina de formaldehído se selecciona del grupo que consiste de fenol-formaldehído, melamina-formaldehído y urea-formaldehído.
43.- La resina reticulada de conformidad con la reivindicación 41 , caracterizada además porque también comprende un polímero tíol-eno reticulado.
44.- La resina reticulada de conformidad con la reivindicación 43, caracterizada además porque comprende triacrilato de trimetilolpropano o triacrilato de tris(2-hidroxietil)isocianurato reticulado por el grupo politiol.
45.- La resina retículada de conformidad con la reivindicación 41 , caracterizada además porque el grupo poiitiol es tetra-(3-mercaptopropionato) de pentaeritritol.
46.- La resina reticulada de conformidad con la reivindicación 41 , caracterizada además porque el grupo politiol forma por lo menos aproximadamente 1% en peso de la resina reticulada.
47.- La resina reticulada de conformidad con la reivindicación 46, caracterizada además porque el grupo politiol forma por lo menos aproximadamente 5% en peso de la resina reticulada.
48.- La resina reticulada de conformidad con la reivindicación 47, caracterizada además porque el grupo politiol forma entre aproximadamente 5% y aproximadamente 50% en peso de la resina reticulada.
49.- La resina reticulada de conformidad con la reivindicación 48, caracterizada además porque el grupo politiol forma entre aproximadamente 5% y aproximadamente 40% en peso de la resina reticulada.
50.- La resina reticulada de conformidad con la reivindicación 41 , caracterizada además porque también comprende un colorante.
51.- La resina reticulada de conformidad con la reivindicación 50, caracterizada además porque la resina reticulada no comprende melamina.
52.- La resina reticulada de conformidad con la reivindicación 50, caracterizada además porque una porción del colorante es visible a través de la resina reticulada.
53.- La resina reticulada de conformidad con la reivindicación 50, caracterizada además porque el colorante es un tinte o un pigmento.
54.- La resina reticulada de conformidad con la reivindicación 50, caracterizada además porque el colorante es rojo, naranja, amarillo, verde, azul, índigo o violeta.
55.- La resina reticulada de conformidad con la reivindicación 50, caracterizada además porque el colorante es fluorescente.
56.- La resina reticulada de conformidad con la reivindicación 41 , caracterizada además porque la resina está reticulada por iniciación con luz, radiación de haz de electrones o calor.
57.- La resina reticulada de conformidad con la reivindicación 56, caracterizada además porque la resina está reticulada por un fotoiniciador que tiene una absorción mayor de 0.1 a una longitud de onda de 350 nm o mayor.
58.- La resina reticulada de conformidad con la reivindicación 56, caracterizada además porque la resina está reticulada por un fotoiniciador que se selecciona de óxido de bis-acilfosfina y a-hidroxicetona.
59.- La resina reticulada de conformidad con la reivindicación 41 , caracterizada además porque la resina reticulada transmite más luz visible en comparación con la misma resina sin el grupo politiol.
60.- La resina reticulada de conformidad con la reivindicación 41 , caracterizado además porque la resina reticulada tiene un módulo de almacenamiento promedio aumentado en un intervalo de temperatura desde aproximadamente -150°C hasta 250°C en comparación con la misma resina sin el grupo politiol.
61.- La resina reticulada de conformidad con la reivindicación 41 , caracterizado además porque la resina tiene un módulo de pérdida promedio aumentado en un intervalo de temperatura desde aproximadamente -150°C hasta 250°C en comparación con la misma resina sin el grupo politiol.
62.- La resina reticulada de conformidad con la reivindicación 41 , caracterizado además porque la resina reticulada tiene una tangente d promedio disminuida en un intervalo de temperatura desde aproximadamente -150°C hasta 250°C en comparación con la misma resina sin el grupo politiol.
63.- Una composición curable que comprende: a) una resina de formaldehído; y b) un grupo politiol que se selecciona del grupo que consiste de tri(3-mercaptopropionato) de trimetilolpropano, tri(3-mercaptoacetato) de trimetilolpropano, tetra(3-mercaptopropionato) de pentaeritritol, tetra(3-mercaptoacetato) de pentaeritritol, 3-mercaptopropionatos de poliol, 3-mercaptoacetatos de poliol, 3- mercaptopropionatos de poliéster, 3-mercaptoacetatos de poliéster y tri-3-mercaptopropionato de trimetilolpropano etoxilado.
64.- Un método para reticular una resina de formaldehído, que comprende hacer reaccionar un reticulante de politiol con una resina de formaldehído en donde el reticulante de poliol se selecciona del grupo que consiste de tri(3-mercaptopropionato) de trimetilolpropano, tri(3-mercaptoacetato) de trimetilolpropano, tetra(3-mercaptopropionato) de pentaeritritol, tetra(3-mercaptoacetato) de pentaeritritol, 3-mercaptopropionato de poliol, 3-mercaptoacetato de poliol, 3-mercaptopropionato de poliéster, 3-mercaptoacetato de poliéster y tri-3-mercaptopropionato de trimetilolpropanoetoxilado.
65.- Un método para preparar un producto abrasivo, que comprende: a) poner en contacto una pluralidad de partículas abrasivas con una composición curable que incluye una resina y un grupo politiol; y b) curar la composición curable para producir el producto abrasivo.
66.- Un método para erosionar una superficie de trabajo, que comprende aplicar un producto abrasivo a una superficie de trabajo en un movimiento de abrasión para eliminar una porción de la superficie de trabajo, el producto abrasivo ¡ncluye un material abrasivo incrustado en una resina reticulada, la resina reticulada incluye reticulaciones por un grupo reticulante de politiol.
67.- Una resina reticulada que se selecciona de resina de fenol-formaldehído, de melamina-formaldehído y de urea-formaldehído reticulada por un grupo politiol que tiene por lo menos tres porciones tiol, el grupo politiol es por lo menos aproximadamente 1 % de la resina reticulada en peso, en donde en comparación con la misma resina del grupo politiol, la resina reticulada satisface por lo menos un criterio que se selecciona del grupo que consiste de: la resina reticulada tiene transparencia aumentada; la resina reticulada tiene un módulo de almacenamiento aumentado, la resina reticulada tiene un módulo de pérdida aumentado y la resina reticulada tiene una tangente d disminuida en donde el grupo politiol se selecciona del grupo que consiste de tri(3-mercaptopropionato) de trimetilolpropano, tri(3-mercaptoacetato) de trimetilolpropano, tetra(3-mercaptopropionato) de pentaeritritol, tetra(3-mercaptoacetato) de pentaeritritol, 3-mercaptopropionatos de poliol, 3-mercaptoacetatos de poliol, 3-mercapto propionato de poliéster, 3-mercaptoacetatos de poliéster y tri-3-mercaptopropionato de trimetilolpropano etoxilado.
68.- La resina reticulada de conformidad con la reivindicación 67, caracterizada además porque también comprende un colorante.
69.- La resina reticulada de conformidad con la reivindicación 67, caracterizada además porque también comprende partículas abrasivas incrustadas en la resina.
70.- La resina reticulada de conformidad con la reivindicación 67, caracterizada además porque el grupo politiol forma por lo menos aproximadamente 5% de la resina reticulada.
71.- La resina reticulada de conformidad con la reivindicación 67, caracterizada además porque el grupo politiol forma entre aproximadamente 5% y aproximadamente 50% en peso de la resina reticulada.
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