Способ изготовления гибкого абразивного полотна

Способ изготовления гибкого абразивного полотна

Реферат

 

Изобретение относится к производству абразивных изделий и может быть использовано, в частности, в стоматологии при обработке коронок, пломб, искусственных зубов из различных материалов. На поверхности основы абразивного полотна перед нанесением грунтовочного слоя образуют микронеровности. Полученную шероховатую поверхность очищают обессоленной водой. Затем на нанесенный грунтовочный подсушенный слой наносят абразивно-клеевую композицию. После чего осуществляют первую стадию термической обработки с последующим отмыванием полученного абразивного полотна в жидкости с добавлением в нее ароматизатора. Далее полотно подсушивают и термообработку повторяют вновь. Такие действия повышают долговечность и качество гибкого абразивного полотна. 6 з.п.ф-лы, 1 табл., 3 ил.

Изобретение относится к области изготовления абразивного инструмента и может быть использовано, в частности, в стоматологии при обработке коронок, пломб, искусственных зубов из различных материалов.

Применение изобретения в стоматологии накладывает на изготовленное абразивное полотно ряд определенных специфических требований, и, прежде всего, оно должно быть прочным, с хорошо удерживаемым абразивным зерном, тонким и эластичным, а по соображениям гигиены не вносить в полость рта загрязнений и не иметь запаха.

Именно на выполнение этих требований и направлено данное изобретение, так как известные технические решения не обеспечивают комплексно соблюдения этих условий.

Так, известен способ изготовления гибкого абразивного полотна, при котором на бумажную и тканевую основу наносят связующее, состоящее из водного раствора мездрового клея, путем проведения ее через рабочие валы клеенаносящего станка. На полученный слой наносят затем абразивные зерна. Термическая обработка гибкого абразивного полотна проводится в сушильной камере (1).

Основным недостатком этого технического решения является то, что оно не решает проблемы создания гибкого абразивного полотна для обработки зубов, так как последнее не удовлетворяет прочностным требованиям и требованиям гигиены.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления гибкого абразивного полотна, при котором на лавсановую основу, предварительно обработанную изопропиловым спиртом, наносят грунтовочный слой из водоэмульсионного клея на основе бутадиенстиролнитрилкарбоксилатных сополимеров, сушат ее, после чего наносят абразивно-клеевую композицию, в которой в качестве связующего используется тот же самый клей на основе бутадиенстиролнитрилкарбоксилатных сополимеров. Нанесенный грунтовочный слой сушат при комнатной температуре в течение 50-60 мин, а абразивно-клеевую композицию термообрабатывают при температуре 130-150^oС в течение 20-30 мин. Нанесение указанных слоев осуществляют путем протягивания лавсановой пленки с помещенными на нее исходными компонентами клея и абразивно-клеевой композиции через регулируемый зазор рабочих инструментов (2). Этот способ выбран в качестве прототипа. Однако и он не лишен недостатков. Основной из них заключается в том, что предварительно очищенная изопропиловым спиртом лавсановая основа имеет практически идеально ровную поверхность и поэтому не обладает достаточно высокой адгезией, чтобы предельно прочно удерживать абразивные зерна после нанесения и термообработки грунтовочного и рабочего слоев, в результате чего полученное абразивное полотно недостаточно долговечно, и, хотя оно пригодно к эксплуатации, но обладает всего лишь удовлетворительными свойствами (см. таблицу 1 позицию 3 описания патента).

В целом полученное абразивное полотно химически нейтрально и не имеет запаха, но зачастую при термической обработке абразивно-клеевой композиции отдельные не прореагировавшие мономеры из состава бутадиенстиролнитрилкарбоксилатных сополимеров располагаются на поверхности нанесенного слоя, что является причиной ухудшения когезии или способности абразивно-клеевой композиции прочно удерживать в своем составе абразивные зерна. В этом случае появляется также специфический запах, который должен быть устранен.

Решить задачу по устранению недостатков стало возможным путем усовершенствования технологии получения абразивного полотна.

Технический результат изобретения - повышение качества и долговечности использования абразивного полотна - достигается за счет того, что перед нанесением грунтовочного слоя на поверхности основы образуют шероховатость с высотой микронеровностей от 0,1 до 6 мкм, при этом полученную шероховатую поверхность очищают обессоленной жидкостью. После нанесения грунтовочного слоя его подсушивают и на него сразу же наносят абразивно-клеевую композицию, термообработку которой проводят в течение 2-6 ч при температуре 40-85^oС. Полученное абразивное полотно затем отмывают в жидкости, подсушивают и повторно осуществляют термическую обработку с указанными режимами. Причем в качестве полимерного материала используют латекс, в частности водоэмульсионный клей на основе бутадиенстиролнитрилкарбоксилатных сополимеров, а в качестве обессоленной жидкости применяют дистиллированную или деионизованную воду. В воду, используемую для отмывки абразивного полотна, добавляют в качестве ароматизатора лимонную кислоту в количестве от 1 до 5% по весу.

Подсушивание грунтовочного слоя и полученного абразивного полотна ведут при температуре 18-20^oС в течение соответственно 10-20 мин и 30-60 мин.

Указанный путь решения задачи и совокупность признаков формулы изобретения являются новыми, так как неизвестны из уровня техники.

Предлагаемое техническое решение следует считать имеющим изобретательский уровень, так как оно не вытекает очевидным образом из уровня техники.

Действительно, гибкое абразивное полотно, полученное предложенным способом, а именно с использованием операций образования шероховатости на поверхности основы, отмывки полученной поверхности обессоленной жидкостью, проведением новых температурных режимов термообработки полотна с нанесенными на него грунтовочным клеевым слоем и абразивно-клеевой композицией, удовлетворяет строгим требованиям применения его в стоматологии, ибо оно более надежно и долговечно в эксплуатации по сравнению с известным полотном и полностью не имеет специфического запаха.

Изобретение промышленно применимо, так как способ практически реализован при изготовлении гибких абразивных полотен, на которые уже имеется спрос со стороны стоматологических служб.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено гибкое абразивное полотно, а на фиг.2 и фиг.3 - принципы реализации способа изготовления гибкого абразивного полотна с использованием приспособлений.

Способ изготовления гибкого абразивного полотна осуществляется следующим образом.

Заготовка эластичной основы 1 из лавсановой пленки толщиной 50-80 мкм и заданной шириной (фиг. 1) предварительно обрабатывается наждачным полотном для образования шероховатой поверхности с величиной микронеровностей от 0,1 до 6 мкм. После создания шероховатости на поверхности лавсановой пленки ее промывают дистиллированной водой или любой другой жидкостью, в которой не содержатся соли, придающие жидкости жесткость и ослабляющие адгезию грунтовочного слоя к поверхности нанесения.

Нанесение грунтовочного слоя 2 из латекса производят сразу же после предварительной обработки пленки. Толщина слоя латекса, в частности клея на основе бутадиенстиролнитрилкарбоксилатных сополимеров, составляет от 5 до 10 мкм. Слой латекса наносят любым известным методом, например, с помощью валика (фиг.2) или ракеля (фиг.3). Полученный грунтовочный слой сушат на воздухе при комнатной температуре (18-20^oС) в течение 10-20 мин до его подсыхания.

Тонкий грунтовочный слой латекса обволакивает микронеровности шероховатого слоя лавсановой пленки, создавая, таким образом, развернутую поверхность для нанесения абразивно-клеевой композиции 3, которая приготавливается следующим образом. В емкость наливается 10 вес.ч. упомянутого клея, насыпается 8-15 вес.ч. абразивного порошка, составленного, например, из электрокорунда, диоксида циркония или карбида бора с величиной фракций зерна от 5 до 80 мкм, и добавляется до требуемой вязкости 3-10 вес.ч. дистиллированной или деионизованной воды. Иногда для уменьшения поверхностного натяжения добавляют 0,01-0,1 вес. ч. раствора поверхностно-активного вещества (ПАВ). Затем в течение 1-3 мин производят перемешивание всей массы до равномерного распределения абразивного порошка в абразивно-клеевой композиции. Полученную абразивно-клеевую композицию необходимо, не дожидаясь выпадения абразива в осадок, использовать сразу же для нанесения ее на грунтовочный слой 2.

Нанесение абразивно-клеевой композиции осуществляется также любым известным способом, как и грунтовочного слоя. Толщину слоя абразивно-клеевой композиции образуют от 20 до 180 мкм.

Для обозначения размерности зерен электрокорунда абразивных полотен на них одновременно с нанесением абразивно-клеевой композиции наносят маркировку в виде пищевого органического красителя, например, изготавливаемого по ТУ 9169-001-29062223-96. После нанесения абразивно-клеевой композиции и маркировочного обозначения полученное покрытие обрабатывается в сушильном шкафу при температуре 40-85^oС в течение 2-6 ч. Прошедшее термическую обработку гибкое полотно с затвердевшим абразивным слоем помещают в ванну с водой, подогретой до 25-30^oС, в которую добавлен ароматизатор, например, лимонная кислота, и прополаскивают его в течение 5-10 мин, чтобы удалить непрореагировавшие мономеры, обусловливающие ухудшение когезии и наличие неприятного специфического запаха, и наоборот, придать с помощью ароматизатора приятное ощущение пациенту при обработке его зубов. Промытое абразивное полотно подсушивают при температуре 18-20^oС в течение 30-60 мин до отсутствия прилипания, а затем снова повторяют термическую обработку в сушильном шкафу абразивного полотна при температуре 40-85^oС в течение 2-6 ч. То есть практически полный процесс термической обработки проводится с перерывом в две стадии: первоначально ее осуществляют для образования абразивно-клеевой композиции, после чего обработку теплом прерывают для удаления из поверхностного слоя мономеров, а затем продолжают термообработку дальше с теми же самыми режимами.

Предложенные параметры термической обработки гибкого абразивного полотна определятся необходимостью получения прочного и стойкого к механическим нагрузкам абразивно-клеевого покрытия. Так, подсушивание после нанесения на основу грунтовочного слоя и абразивно-клеевой композиции при комнатной температуре (18-20^oС) позволяет, во-первых, снизить текучесть нанесенных слоев, а во-вторых, обеспечить плавное их затвердевание за счет постепенного испарения влаги из их внутренней структуры. А первичная термическая обработка при температуре 40-85^oС в течение 2-6 ч обусловлена необходимостью отверждения и удаления жидких компонентов из материалов нанесенных слоев и последующего вымывания непрореагировавших мономеров с поверхности абразивно-клеевой композиции, так как из застабилизированного слоя их удалить не представляется возможным.

Термическая обработка с теми же режимами после отмывки и вымывания мономеров проводится с целью полного выведения влаги и окончательной стабилизации сформированного покрытия как единой прочной внутренней структуры гибкого абразивного полотна.

Предельная величина температуры термообработки, равная 85^oС, ограничена стойкостью пищевого красителя, применяемого для маркирования гибких абразивных полотен. Выше указанной температуры применяемый пищевой краситель подвергается разложению.

Не менее важным параметром является толщина нанесенного грунтовочного слоя и слоя абразивно-клеевой композиции. Нанесение на образованную шероховатость поверхности основы грунтовочного слоя латекса толщиной 5-10 мкм обеспечивает надежное сцепление последнего с микронеровностями лавсановой пленки и исключает возможность его отслоения, а, кроме того, создает предпосылку для прочного соединения с абразивно-клеевой композицией.

Толщина слоев абразивно-клеевой композиции определяется, с одной стороны, размерами используемого для грубой или чистовой обработки фракций электрокорунда, а с другой - ограниченными условиями применения гибкого абразивного полотна. Так, мелкие фракции электрокорунда с размерами 5-10 мкм применяются для чистовой обработки, и толщина слоя абразивно-клеевой композиции в этом случае составляет 20-30 мкм, а более крупные зерна абразива величиной до 80 мкм используются для грубой предварительной обработки зубов и удаления зубного камня, но толщина слоя абразивно-клеевой композиции будет равной всего лишь 100 мкм, ибо этот размер ограничен межзубными промежутками. При этом, чем толще слой абразивно-клеевой композиции, тем больше время и выше температура его термической обработки, т.е. при минимальном слое, равном 20 мкм, время его нагревания при температуре 40^oС будет составлять 2 ч, а при максимальной толщине слоя в 100 мкм абразивное полотно обрабатывается, соответственно, при температуре 85^oС в течение 6 ч. Зависимость продолжительности и температуры термической обработки от толщины абразивно-клеевой композиции указана в таблице.

Величина микронеровностей меньше 0,1 мкм малоэффективна, а больше 6 мкм ослабляет прочность лавсановой основы.

Таким образом, значительно усовершенствованный способ изготовления гибкого абразивного полотна позволяет получить качественно новое изделие для обработки зубов с высоким эксплуатационным ресурсом, превышающим ресурс известного полотна более чем в 2 раза, и имеющее приятный для пациентов запах.

Источники информации 1. Основы проектирования и технология изготовления абразивного и алмазного инструмента/Под ред. Ю.М. Ковальчука. - М.: Машиностроение, 1984, с. 178 и 188.

2. Патент Российской Федерации 2069144, B 24 D 11/00, 3/20. Опубликован 20.11.96 г.

Формула изобретения

1. Способ изготовления гибкого абразивного полотна, включающий предварительную подготовку основы, нанесение на нее грунтовочного слоя из полимерного материала, нанесение абразивно-клеевой композиции с использованием того же полимерного материала и термообработку, отличающийся тем, что перед нанесением грунтовочного слоя на поверхности основы образуют микронеровности и полученную шероховатую поверхность очищают обессоленной жидкостью, перед нанесением абразивно-клеевой композиции осуществляют подсушивание грунтовочного слоя, а термическую обработку ведут с перерывом в две стадии, каждую из которых проводят в течение 2-6 ч при температуре 40-85^oС, при этом между стадиями полученное абразивное полотно отмывают в жидкости и подсушивают.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве полимерного материала используют латекс, в частности, водоэмульсионный клей на основе бутадиенстиролнитрилкарбоксилатных сополимеров.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве обессоленной жидкости используют дистиллированную или деионизованную воду.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что подсушивание грунтовочного слоя ведут при 18-20^oС в течение 10-20 мин.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что подсушивание абразивного полотна ведут при 18-20^oС в течение 30-60 мин.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве жидкости, применяемой для отмывки абразивного полотна, используют воду с добавлением в качестве ароматизатора лимонной кислоты в количестве 1-5% по весу.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что высоту микронеровностей поверхности лавсановой основы выбирают в пределах от 0,1 до 6 мкм.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4