DE102010035527A1

DE102010035527A1 - Elastisches Schleifwerkzeug

Info

Publication number: DE102010035527A1
Application number: DE102010035527A
Authority: DE
Inventors: Jens Brodbeck; Kai Köhler; Dr. Koch Jan
Original assignee: Artifex Dr Lohmann & Co KG GmbH; LOHMANN DR ARTIFEX
Current assignee: Artifex Dr Lohmann & Co KG GmbH; LOHMANN DR ARTIFEX
Priority date: 2010-08-25
Filing date: 2010-08-25
Publication date: 2012-03-01

Abstract

Elastisches Schleifwerkzeug, das durch Klettverschluss mit einer Schleifmaschine oder einem Schleifklotz verbunden werden kann.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elastisches Schleifwerkzeug. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein elastisches Schleifwerkzeug, dass durch Klettverschluss mit einer Schleifmaschine oder einem Schleifklotz verbunden werden kann.
Schleifwerkzeuge sind lange bekannt. Sie bestehen aus einem Schleifmittel und meist aus einer Bindung. Als Schleifmittel werden oft Körner aus Korund (braun, weiß, rosa) oder Siliciumcarbid (grün, schwarz) verwendet. Die Bindung hat die Aufgabe, die einzelnen Körner so lange festzuhalten, bis sie stumpf geworden oder ausgebrochen sind. Art und Menge des verwendeten Bindemittels beeinflussen die Härte und die Schleifeigenschaften der Schleifkörper.
Schleifpapiere stellen ein bekanntes und allseits beliebtes Schleifmittel dar. Sie bestehen aus einer aus Unterlage aus Papier oder Textil. Darauf ist eine Schicht Schleifkorn geklebt. Sie können durch verschiedene Verbindungsmittel mit Schleifmaschinen verbunden werden. Es gibt Schleifscheiben, bei denen die aus Papier bestehende Schleifscheibe zur Fixierung durch eine im Durchmesser deutlich kleiner bemessene Metallscheibe gegen einen Schleifteller gedrückt wird, beispielsweise bei einem Winkelschleifer. Schwing- oder Exzenterschleifer erfordern Schleifpapiere, die durch Klettverschluss oder durch eine Klemmvorrichtung auf dem von der Maschine bewegten Schleifklotz fixiert werden. Handschleifklötze sind so gestaltet, dass das Schleifpapier entweder durch Fingerkraft oder durch Nägel, die in einem Schlitz des Schleifklotzes positioniert sind, fixiert wird. Eine weitere Möglichkeit ist das Aufkleben des Schleifpapiers auf den Schleifklotz. Es gibt auch Bandschleifmaschinen, bei denen ein zylindermantelförmiges Schleifpapier über Rollen geführt wird. Andere Schleifmittel weisen mehr als eine Schicht Schleifkörner auf wie etwa Schleifsteine oder Schleifscheiben. Bekannt sind beispielsweise kunstharzgebundene Trenn- oder Schruppscheiben. Im Haushalt zum Messerschärfen verwendete Schleifsteine bestehen aus keramisch gebundenen Schleifkörnern oder auch aus Naturstein.
Mit all diesen Schleifwerkzeugen fällt es schwer, unebene Oberflächen zu bearbeiten. Dabei werden Erhebungen stärker abgetragen, als nicht erhabene Stellen des zu schleifenden Gutes. Dies ist insbesondere störend bei der Bearbeitung von lackierten Oberflächen, da bei Rundungen oder Ausbeulungen das Risiko des „Durchschleifens” besteht.
Im Fall von Schleifpapieren, die zur maschinellen Bearbeitung von lackierten Oberflächen, Holz, Kunststoff, Verbundwerkstoffen, Stein oder Metall im Boots-, Karosserie-, Möbel- oder Maschinenbau eingesetzt werden, kommt es zu einem erheblichen Verbrauch an solchen Schleifpapieren, da sich das Schleifpapier durch Ausbrechen der Schleifkörner oft rasch abnutzt oder sich zusetzt und ausgewechselt werden muss. Dazu muss immer wieder die Schleifmaschine außer Betrieb genommen werden, wodurch vermeidenswürdige Maschinenstillstandzeiten auftreten.
Die Druckschrift US 2007/0293130 offenbart einen Schleifartikel für Trockenschleifanwendungen, die in einer Bindung eine Vielzahl von hohlen Kleinstpartikeln und eine Vielzahl von Schleifkörpern enthält, so dass sich die Schleifoberfläche während des Schleifens andauernd erneuert.
Die Druckschrift US 2008/0020678 offenbart einen Schleifartikel für Nassschleifanwendungen, die ein Stützmaterial, eine darauf befestigte Matrix, die eine diskontinuierliche Oberflächentopografie bildet und darin gebunden eine Vielzahl von Schleifkörpern enthält, wobei die Matrix durch die Schleifkörper verschlissen werden kann.
All dies konnte nicht den Weg zur vorliegenden Erfindung weisen.
Überraschend und für den Fachmann nicht vorhersehbar hat sich herausgestellt, dass ein elastisches Schleifwerkzeug, dass durch Klettverschluss mit einer Schleifmaschine oder einem Schleifklotz verbunden werden kann umfassend (a) einen Schleifkörper enthaltend Schleifkorn in einer elastischen Polymermatrix herstellbar aus Treibmittel, Diisocyanatkomponenten, Polyether- oder Polyesterpolyolen und vernetzenden Diolkomponenten, (b) ein erstes Befestigungsmittel, dass eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche mit Schlaufen, Schlingen oder Pilzen aufweist, (c) ein zweites Befestigungsmittel, dass das erste Befestigungsmittel (b) mit der ersten Oberfläche auf dem Schleifkörper (a) fixiert, den Nachteilen des Standes der Technik abhilft. Dadurch wird im Vergleich zu herkömmlichem Schleifpapier auf Excenterschleifmaschinen die Standzeit um ein Vielfaches höher, da die Materialstärke erheblich höher ist. Die vollständige Durchsetzung mit Schleifmaterial gegenüber 1 mm Papier mit einer dünnen Schicht Schleifmaterial führt weiter dazu, dass nach dem Ausbrechen von Schleifkörnern die Schleifscheibe nicht unbrauchbar wird. Vielmehr tritt im Schleifprozess immer wieder 'frisches' Schleifkorn an die Oberfläche, das Werkzeug setzt sich nicht zu. Aufgrund seiner elastischen und flexiblen Machart passt sich das Werkzeug gekrümmten Oberflächen und Oberflächenunebenheiten sehr gut an; gleichzeitig werden Schwingungen der Maschine gegenüber dem Arm des Benutzers angenehm gedämpft, die Ergonomie der Handhabung der Maschine wird verbessert. Weiter werden aufgrund der Elastizität und Flexibilität bei falschem Aufsetzen der Maschine Kratzer im Werkstück verhindert. Schließlich ist die Abtragsleistung durch Variation des Andrucks steuerbar. Das Werkzeug eignet sich auch bei gröberen Körnungen sehr gut zum Polieren, insbesondere von metallischen Werkstoffen: bereits ein Werkzeug mit 80er Körnung eignet sich zum Polieren und ergibt eine Oberfläche, wie sie sonst durch Verwendung eines 240er Schleifpapieres erzeugt würde.

Es ist bevorzugt, wenn der Schleifkörper eine Rückprallelastizität nach DIN 53512 zwischen 5 und 50%, bevorzugt 10 bis 30%, besonders bevorzugt 15 bis 25%, ganz besonders bevorzugt 20% aufweist. Es ist weiter bevorzugt, wenn das Schleifkorn eine Körnung nach FEPA F-Norm für Schleifkörper von 2000 bis 20, bevorzugt 100 bis 40, besonders bevorzugt von 60 aufweist. Es ist auch bevorzugt, wenn als Schleifkorn Korund, Siliziumcarbid, Granat, Ceriumroxid, Bims, Tripel, Diamant, Chromdioxid, Eisenoxide, Chromoxide, Titandioxid, Kreide, Poliermittel oder Glasmehl bevorzugt Korund, Siliziumcarbid, Granat, besonders bevorzugt Siliziumcarbid schwarz gewählt wird. Es ist bevorzugt, wenn als Diisocyanatkomponenten MDI, TDI und/oder Prepolymere auf deren Basis, bevorzugt deren Isomerengemisch und/oder carbodiimid-modifiziertes MDI, besonders bevorzugt nicht isomerenreines 4,4'-substituiertes MDI gewählt werden. Als Polyolkomponenten können Polyether- oder Polyesterpolyole verwendet werden. Dabei ist es bevorzugt, wenn als Polyolkomponenten bei 20°C flüssige Polyetherpolyole, bevorzugt Polyetherpolyole mit einer OH-Zahl nach DIN 53240 von 20 bis 100, besonders bevorzugt ein Polyetherpolyol mit primären Hydroxylendgruppen und einer OH-Zahl von 32 bis 37 gewählt werden. Es ist weiter bevorzugt, wenn als Diolkomponente Triole oder alpha,omega-Diole, bevorzugt C4 bis C10 alpha,omega-Diole, besonders bevorzugt 1,4-Butandiol gewählt werden. Diethylenglykol ist eine weitere geeignete Diolkomponente oder Trimethylolpropanol eine geeignete Triolkomponente. Es ist bevorzugt, wenn als Treibmittel Wasser oder Tensid-Wassergemische gewählt werden. Es können vorteilhaft weitere Additive, wie sie in der Polyurethanchemie, insbesondere für PU-Weichschäume bekannt sind, verwendet werden: Katalysatoren wie Amine oder Metallorganyle, silikonhaltige oder silikonfreie Schaumstabilisatoren bzw. Zellregulatoren, Alterungsschutzmittel, Dispergiermittel. Es ist bevorzugt, wenn das Verhältnis Schleifkorn zu der elastischen Polymermatrix 2:1 bis 4:1, bevorzugt 5:2 bis 7:2, besonders bevorzugt 3:1 bezogen auf die Massenanteile beträgt. Es ist bevorzugt, wenn dabei die elastische Polymermatrix aus Treibmittel, vernetzenden Diolkomponenten, Diisocyanatkomponenten, Polyetherpolyolen im Verhältnis 1:3:30:100 bis 2:20:60:100 bezogen auf die Massenanteile herstellbar ist. Dabei ist der Schleifkörper bevorzugt im Wesentlichen zylindrisch, quaderförmig, trigonal prismatisch, besonders bevorzugt zylindrisch. Es ist bevorzugt, wenn die zweite Oberfläche des ersten Befestigungsmittels aus Vlies, Velours, flauschigem Material besteht oder extrudierte Pilze aufweist, bevorzugt kettengewirkter gerauhter Schlingenvelour aus Polyamid mit Rückenverfestigung mit einem Gewicht von ca. 220 g/m² ist. Geeignet, aber nicht besser sind als zweite Oberfläche des ersten Befestigungsmittels Druckknöpfe, Magnetfolien, doppelseitiges Klebeband, Haltestifte, Steckverbindungen, Spannringe, Schraubverbindungen für topfartige Schleifkörper, ein Bajonettverschluss sowie das Halten des Schleifkörpers per Vakkumansaugung, falls gewünscht mit gleichzeitiger Entfernung des Schleifstaubes durch zusätzliche Löcher im Schleifkörper. Es ist bei all dem bevorzugt, wenn die erste Oberfläche des ersten Befestigungsmittels so beschichtet ist, dass das zweite Befestigungsmittel diese erste Oberfläche beim Auftragen höchstens in einer Menge durchdringt, so dass keine wirksame Menge des zweiten Befestigungsmittels auf die zweite Oberfläche des ersten Befestigungsmittels gelangt. Dadurch wird die Oberfläche des Klettverschlusses nicht durch das zweite Befestigungsmittel beeinträchtigt, beispielsweise sickert Kleber nicht durch. Bevorzugt ist es, wenn als zweites Befestigungsmittel dauerelastischer Klebstoff mit einer Temperaturbeständigkeit von wenigstens 50°C im ausgehärteten Zustand verwendet wird, beispielsweise Sprühklebstoff, lösemittelhaltiger oder lösemittelfreier Flüssigklebstoff, oder Schmelzklebstoff. Bevorzugt ist Klebstoff auf Basis Styrol-Butadien-Styrol-Kautschuk, Polyurethan, oder 2-K Epoxidharz (Zweikomponenten-Epoxidharz); besonders bevorzugt wird Sprühkleber auf Styrol-Butadien-Styrol-Kautschukbasis verwendet wird. Es ist erfindungsgemäß vorteilhaft, wenn das Verhältnis der Höhe zu Durchmesser oder kleinster Ausdehnung größer als 10, bevorzugt größer 18, besonders bevorzugt 22 ist. Eine sehr geeignete Abmessung ist 158 mm Durchmesser, 7 mm Dicke. Es ist bevorzugt, wenn das Schleifkorn 0 bis 25 Vol.-% Hohlkugeln aus Glas, Phenolharz oder Keramikmaterial enthält. Besonders bevorzugt ist es, wenn das Schleifwerkzeug frei von solchen Hohlkugeln ist. Die Erfindung umfasst auch die Verwendung eines beschriebenen Schleifwerkzeugs zum Polieren und/oder Schleifen von Anstrichen, Kunststoff, Metall, Leder, Keramik, Holz oder Glas, bevorzugt Anstrichen. Beispiel Polierpad Rezepturen

Komponente	Gew.-%	Gew.-%	Gew.-%	Gew.-%
Polyol	100	100	100	100
1,4 Butandiol	5	7,5	12,5
Diethylenglykol				6
Wasser	0,5	0,5	0,5	0,5
MDI	33	41	57	33
Siliziumcarbid schwarz Körnung F60	420	450	510	420

Es können bei Bedarf in diesen Rezepturen auch weitere Additive, wie sie in der Polyurethanchemie, insbesondere für PU-Weichschäume bekannt sind, eingesetzt werden: Katalysatoren wie Amine oder Metallorganyle, silikonhaltige oder silikonfreie Schaumstabilisatoren bzw. Zellregulatoren, Alterungsschutzmittel, Dispergiermittel.
Die Herstellung erfolgte durch folgendes Verfahren:

a) Bereitstellung einer Eimerrührmischung aus Bindungskomponenten und Schleifkorn oder Fertigung der Gießmasse auf einer kontinuierlich arbeitenden Dosier- und Mischmaschine.
b) Gießen in eine zylindrische Form mit einem dem Endmaß gleichen Durchmesser und einem Stahlkern für die endgültige Mittelbohrung.
c) Entformen nach ca. 2 h, dann Sägen auf 7 mm breite Scheiben. Die Dichte beträgt ca. 1,15 g/cm³.
d) Kleben auf Vlies: Auftrag Sprühkleber (Technicoll 9119, Sprühkleber auf Basis Styrol-Butadien-Styrol Kautschuk) auf Vlies ca. 0,015 g/cm² und Schleifpad ebenfalls ca. 0,015 g/cm², Ablüftzeit ca. 5 min, danach unter Druck (ca. 3 g/cm²) für ca. 12 h verklebt. Druck per Gewicht lag die gesamte Zeit auf.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2007/0293130 [0006]
US 2008/0020678 [0007]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN 53512 [0010]
DIN 53240 [0010]

Claims

Elastisches Schleifwerkzeug, dass durch Klettverschluss mit einer Schleifmaschine oder einem Schleifklotz verbunden werden kann umfassend (a) einen Schleifkörper enthaltend Schleifkorn in einer elastischen Polymermatrix herstellbar aus Treibmittel, Diisocyanatkomponenten, Polyether- oder Polyesterpolyolen und vernetzenden Diolkomponenten, (b) ein erstes Befestigungsmittel, dass eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche mit Schlaufen, Schlingen oder Pilzen aufweist, (c) ein zweites Befestigungsmittel, dass das erste Befestigungsmittel (b) mit der ersten Oberfläche auf dem Schleifkörper (a) fixiert.
Schleifwerkzeug nach Patentanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Schleifkörper eine Rückprallelastizität nach DIN 53512 zwischen 5 und 50%, bevorzugt 10 bis 30%, besonders bevorzugt 15 bis 25%, ganz besonders bevorzugt 20% aufweist.
Schleifwerkzeug nach einem der vorangehenden Patentansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Schleifkorn eine Körnung nach FEPA F-Norm für Schleifkörper von 2000 bis 20, bevorzugt 100 bis 40, besonders bevorzugt von 60 aufweist.
Schleifwerkzeug nach einem der vorangehenden Patentansprüche dadurch gekennzeichnet, dass als Schleifkorn Korund, Siliziumcarbid, Granat, Ceriumroxid, Bims, Tripel, Diamant, Eisenoxide, Chromoxide, Titandioxid, Kreide, Poliermittel oder Glasmehl, bevorzugt Korund, Siliziumcarbid, Granat, besonders bevorzugt Siliziumcarbid schwarz gewählt wird.
Schleifwerkzeug nach einem der vorangehenden Patentansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Schleifkörper im Wesentlichen zylindrisch, quaderförmig, trigonal prismatisch, bevorzugt zylindrisch ist.
Schleifwerkzeug nach einem der vorangehenden Patentansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Oberfläche des ersten Befestigungsmittels aus Vlies, Velours, flauschigem Material besteht oder extrudierte Pilze aufweist, bevorzugt kettengewirkter gerauhter Schlingenvelour aus Polyamid mit Rückenverfestigung mit einem Gewicht von ca. 220 g/m² ist.
Schleifwerkzeug nach einem der vorangehenden Patentansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die erste Oberfläche des ersten Befestigungsmittels so beschichtet ist, dass das zweite Befestigungsmittel diese erste Oberfläche beim Auftragen höchstens in einer Menge durchdringt, so dass keine wirksame Menge des zweiten Befestigungsmittels auf die zweite Oberfläche des ersten Befestigungsmittels gelangt.
Schleifwerkzeug nach einem der vorangehenden Patentansprüche dadurch gekennzeichnet, dass als zweites Befestigungsmittel dauerelastischer Klebstoff mit einer Temperaturbeständigkeit von wenigstens 50°C im ausgehärteten Zustand, bevorzugt Klebstoff auf Basis Styrol-Butadien-Styrol-Kautschuk, Polyurethan, oder 2-K Epoxidharz, besonders bevorzugt Sprühkleber auf Styrol-Butadien-Styrol-Kautschukbasis verwendet wird.
Schleifwerkzeug nach einem der vorangehenden Patentansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Höhe zu Durchmesser oder kleinster Ausdehnung größer als 10, bevorzugt größer 18, besonders bevorzugt 22 ist.
Verwendung eines Schleifwerkzeugs nach einem der vorangehenden Patentansprüche zum Polieren und/oder Schleifen von Anstrichen, Kunststoff, Metall, Leder, Keramik, Holz oder Glas, bevorzugt von Anstrichen.