Brevet FR2577840A1 — publié le 19860829

PRODUIT ABRASIF La présente invention concerne un produit de traitement mécanique de surface, et en particulier de polissage de surfaces métalliques ou mi- nérales. Le traitement mécanique des surfaces métalliques notamment, met en oeuvre très souvent des produits destinés au polissage, à l'émeri- sage ou à l'abrasion. Dans la suite de l'exposé de l'invention, on parlera de produits abrasifs sans distinction entre abrasion, polis- sage et émerisage sachant que le polissage et l'émerisage font partie de l'abrasion dans son sens large. L'action de ces produits est desti- née à obtenir une surface uniforme en enlevant les irrégularités su- perficielles dues aux traitements antérieurs. C'est donc généralement une action de finition. Les produits abrasifs usuels sont des compo- sés, comprenant un support sur lequel sont fixées grace à un liant des particules de matériaux durs. Lors du traitement mécanique, le produit abrasif est mis en mouvement, généralement en rotation, en contact avec la surface à traiter, et ce sont les particules fixées sur le support qui par frottement enlèvent les irrégularités superfi- cielles. Le matériau constituant les particules abrasives et la tail- le desdites particules sont choisis en fonction du type de surface à traiter et du fini souhaité. L'un des inconvénients de ces produits abrasifs est leur rapidité d'usure, qui est due à l'arrachement des particules abrasives lors du traitement. Lors du traitement de surfaces métalliques, tel que le polissage on ajoute sur la surface à traiter des agents de polissage sous for- me liquide ou pateuse, qui jouent le r8le de lubrifiants et de refroi- disseurs. Ces agents sont introduits de manière continue, au goutte à goutte, tout au long du traitement car le mouvement du produit abra- sif, par exemple sa rotation à grande vitesse, déplace l'agent de po- lissage en dehors de la zone de traitement proprement dite, sous l'ac- tion de la force centrifuge. Il est donc impératif de renouveler cons- tamment l'agent de polissage. C'est un autre inconvénient de ces pro- duits abrasifs. Or on a trouvé, et c'est ce qui fait l'objet de l'invention un produit qui pallie les inconvénients constatés. Le produit abrasif selon l'invention est constitué d'un film de matière plastique perfo- rée, le contour desdites perforations formant des cratères en relief par rapport à la surface du film. Ainsi le produit n'est plus composé de plusieurs éléments mais d'un seul:le film en matière plastique joue le r8le du support et les parties en relief du film, consistant dans les bords des perforations, jouent le r8le des particules abra- sives. Il ne peut plus y avoir arrachement des particules, comme dans les produits usuels, mais simplement usure des parties en relief, or on a constaté que, de façon surprenante, l'usure des bords des per- forations pratiquées dans le film plastique est très lente, compara- tivement à celle constatée par arrachement des particules. De façon préférentielle, on utilise un film de matière plasti- que présentant des caractéristiques mécaniques et de résistance suf- fisante, en particulier un film de polyester, de polyamide, de polyi- mide ou de polypropylène. Avantageusement, les perforations sont réalisées à l'aide d'ai- guilles selon une technique qui s'apparente à celle utilisée dans 1' industrie textile et dénommée aiguilletage. Dans cette technique de liage, propre à la fabrication des non-tissés, les fibres sont entre- m8lées par action d'un grand nombre d'aiguilles qui traversent un ma- telas de fibres dans un mouvement de va-et-vient. Le matelas, entraî- né par un convoyeur, passe entre les plateaux de l'aiguilleteuse. La résistance du non-tissé croit avec la densité des points d!aiguilleta- ge. Ainsi,-selon la même technique, il est facile de réaliser dans un film plastique des perforations d'une conformation et d'une dimension données, fonction du type d'aiguilles, et dans une densité donnée,fonc- tion de la population d'aiguilles et du nombre de coupslors de l'ai- guilletage. En examinant une perforation au microscope, on constate que la matière plastique est repoussée à l'endroit de l'impact de 1' aiguille, sous la forme d'une sorte de cratère dont les bords dé- pendent de la configuration de la section de l'aiguille. Ce sont les bords des cratères qui, appliqués sur la surface à traiter, font of- fice d'éléments abrasifs. La quantité de matière plastique constitu- ant les bords du cratère et la taille du cratère dépendent de la sec- tion de l'aiguille et généralement de la profondeur de pénétration de l'aiguille dans le film. Plus l'aiguille aura une section importante et/ou plus la profondeur de pénétration sera grande, plus les perfora- tions auront une taille importante. On peut donc faire varier avec une relative précision les dimensions de ces perforations par un réglage approprié du matériel d'aiguilletage. D'autre part le nombre de perfo- rations est conditionné d'une part par la densité d'implantation de la planche support d'aiguilles, généralement de 1800 à 15.000 aiguilles au mètre linéaire, et d'autre part par le nombre de fois o la planche sup- port d'aiguille est appliquée sur le film au cours de son défilement (le nombre de coups par minute) et en dernière part par la vitesse d' avance du film. Lors de l'addition d'un agent de polissage, on constate, de maniè- re inattendue que, contrairement à ce qui se passe avec les produits abrasifs usuels, l'agent de polissage n'est pas évacué lors du déplace- ment du produit selon l'invention, et qu'il n'est donc plus nécessaire de l'alimenter en si grande quantité. On peut essayer d'expliquer ce phénomène en considérant le comportement des perforations pendant le déplacement du produit abrasif lors du polissage. Prenons le cas d'un produit abrasif découpé sous la forme d'une rondelle circulaire que 1' on fixe sur un support mobile en rotation. Lors du polissage, le sup- port et donc le produit abrasif tourne à grande vitesse. La pièce dont on veut polir la surface est appliquée sur la surface abrasive du pro- duit, tandis que l'agent de polissage tombe, en goutte à goutte, sur ledit produit abrasif. On a vu que pour un produit abrasif usuel, 1' agent de polissage est entraîné par la force centrifuge vers l'exté- rieur de la rondelle. Pour le produit selon l'invention, les perfora- tions vont agir comme des ventouses et retenir l'agent de polissage: elles sont comprimées et se déforment lors de l'application de la piè- ce à traiter, puis elles reviennent à leur forme initiale et aspirent en quelque sorte l'agent liquide à proximité. L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description d' un exemple de réalisation, non limitatif, illustré par les dessins et la photo annexés dans lesquels la figure 1 est une vue schématique d' une coupe transversale d'un film au niveau d'une perforation, la fi- gure 2 est une vue d'une aiguille et la figure 3 est une photographie prise au microscope grossissement 14 d'un film perforé. Le film 1 est un film de polyester mono-étiré --marque TERPHANE - d'épaisseur 6/100 millimètre et pesant 70 grammes au mètre carré. Il passe dans un matériel d'aiguilletage, type textile, composé d'une planche à aiguilles animée d'un mouvement alternatif de lève et baisse, - 4 de deux plaques perforées,d'un tablier alimentaire qui transporte le film et de deux cylindres de sortie synchronisés avec le mouvement de la planche à aiguille,de telle sorte que le film est immobile pendant le mouvement de baisse de la planche et avance d'une certaine distance pendant le mouvement de lève,lorsque le film n'est plus traversé par les aiguilles.Le film est introduit entre les deux plaques qui le main- tiennent pendant l'action des aiguilles. La planche à aiguilles des- cend jusqu'à ce que les aiguilles soient en contact avec le film et le traversent. Le matériel comporte un mécanisme de réglage de la O10 course de frappe, c'est-à-dire du déplacement des aiguilles, généra- lement compris entre 50 et 75 millimètres. Dans le liage des nappes textiles, ce réglage permet de faire varier la profondeur de pénétra- tion de l'aiguille dans la nappe. Dans le cas présent de perforation d'un film plastique, pour obtenir le produit abrasif selon l'invention, la course de frappe est réglée en sorte que la pénétration de l'ai- guille dans le film soit très courte de l'oÉdredu ou de quelques mil- limètres. En tout état de cause, il convient que seule la partie lis- se 6 de l'aiguille 2 pénètre dans le film, afin que la matière repous- sée par l'aiguille 2 lors de son impact se retrouve tout entière du même c6té du film 1 et forme un cratère 3. En effet avec un réglage normal, la partie de l'aiguille présentant des barbes 4 pour accro- cher les fibres de la nappe textile pénétrerait dans le film et,lors de la lève, entraînerait une partie de la matière sur l'autre face du film. Ainsi comme l'illustre la figure 1, lors de la pénétration de l'aiguille 2 dans le film 1, la matière du film 1 est repoussée par l'aiguille 2 sous la forme d'un cratère 3 dont les parois sont plus ou moins régulières. La photo montre bien l'ensemble des cratères for- més,ar l'impact des aiguilles, et dont les dimensions sont relative- ment homogènes et dépendent de la précision du réglage du matériel d' aiguilletage. Dans l'exemple illustré par la photo, il y a eu 150 coups d'aiguilles au centimètre carré avec une course de frappe réglée à 1 millimètre. Ces aiguilles étaient du type SINGER 15 x 18 x 36 x 3,5 BL. Le film ainsi perforé a été ensuite testé sur matériel du type MECAPOL, avec une rotation de 300 tours par minute, six échantillons de métal de diamètre 30 millimètres étant appliqués sur le film en forme de disque à une pression de 7 kg. On a utilisé comme agent de polissage un aérosol 6 microns. On a constaté un enlèvement moyen de métal de 9,66 grammes par échantillon après 4 minutes de test, de 8,66 grammes après une seconde opération de 4 minutes et de 8,16 grammes après une troisième opération de 4 minutes. Par ailleurs, on a constaté que l'agent de polissage se locali- sait préférentiellement après passage du film sous les échantillons de métal, dans les cavités constituées par les perforations. Pour que le produit abrasif selon l'invention remplisse bien son rôle, il faut que les cratères 3 puissent réagir sous la pression du matériau à traiter. Pour illustrer cette nécessité, on a fixé le film sur le support rotatif du matériel de test à l'aide d'une colle, en laissant monter celle-ci à l'intérieur des cratères du film; les cra- tères étant bloqués par la colle, ils ne remplissent plus leur fonc- tion de pompe et de réservoir d'agent de polissage et le film perd en grande partie ses propriétés d'abrasion. REVENDICATIONS 1. Produit abrasif caractérisé en ce qu'il est constitué d'un film (1) de matière plastique présentant des perforations (5) dont les con- tours (3) forment des cratères en relief par rapport à la surface du film. 2. Produit abrasif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le film est à base de polyester, polyamide, polyimide ou polypropylène. 3. Produit abrasif selon la revendication 2 caractérisé en ce que le film est un film polyester mono-étiré d'épaisseur inférieure au dixiè- me de millimètre. 4. Produit abrasif selon la revendication I caractérisé en ce que les cratères (3) sont obtenus par l'action d'aiguilles (2) pénétrant dans le film et repoussant la matière traversée. 5. Utilisation du produit sous l'une des revendications précédentes au polissage, à l'émerisage et à l'abrasion de surfaces métalliques ou minérales.