DE102012001623A1 - Abrasivborste und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

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Abstract

Zur Herstellung einer Abrasivborste wird ein Kunststoff-Material aufgeschmolzen und in die Schmelze wird ein Granulat aus Abrasivteilchen eingemischt. Die Schmelze wird zusammen mit den Abrasivteilchen zu einem Filament extrudiert und das Filament wird nachträglich bearbeitet und zerschnitten. Dabei ist vorgesehen, dass das Kunststoff-Material ein hoch-temperaturbeständiges Polymer mit einer Dauergebrauchstemperatur ≥ 150°C ist und dass die Schmelze mit den Abrasivteilchen bei einer Temperatur von ≥ 280°C extrudiert wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Abrasivborste, wobei ein Kunststoff-Material aufgeschmolzen und in die Schmelze ein Granulat aus Abrasivteilchen eingemischt wird und wobei die Schmelze mit den Abrasivteilchen zu einem Filament extrudiert und das Filament nachträglich bearbeitet und zerschnitten wird. Ferner betrifft die Erfindung eine entsprechende Abrasivborste.
  • Abrasivborsten der genannten Art finden üblicherweise dort Verwendung, wo eine Oberfläche eines Werkstücks bearbeitet und insbesondere abgetragen oder poliert werden muss.
  • Die Abrasivborsten werden üblicherweise hergestellt, indem ein Kunststoff-Material beispielsweise aus Polyamid 6.12 in einem Extruder aufgeschmolzen wird. In die Kunststoff-Schmelze werden granulatartige Abrasivteilchen eingemischt und die Schmelze wird zusammen mit den Abrasivteilchen durch eine Düse extrudiert und in Form eines sogenannten endlosen Filamentes weiteren Bearbeitungsstationen zugeführt, in denen das Filament verstreckt und/oder erwärmt und/oder geschrumpft werden kann. Zur Herstellung der einzelnen Borsten wird das Filament dann auf eine gewünschte Länge geschnitten.
  • Es hat sich gezeigt, dass derartige Abrasivborsten nur für eine relativ kurze Einsatzzeit ihre abtragende Bearbeitungsfunktion wahrnehmen können. Wenn die Borsten über das zu bearbeitende Werkstück beispielsweise in Form einer rotierenden Bürste gezogen werden, entstehen hohe Kräfte, die die Gebrauchsfähigkeit der einzelnen Borste herabsetzen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abrasivborste, die eine lange Gebrauchsdauer aufweist, und ein Verfahren zur Herstellung einer entsprechenden Abrasivborste zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dabei ist vorgesehen, dass das Kunststoff-Material ein hoch-temperaturbeständiges Polymer mit einer Dauergebrauchstemperatur von ≥ 150°C ist und dass die Schmelze mit den Abrasivteilchen bei einer Temperatur von ≥ 280°C extrudiert wird.
  • Die Dauergebrauchstemperatur stellt die Temperaturgrenze dar, oberhalb der eine wesentliche Herabsetzung der Fertigkeitseigenschaften des Kunststoffmaterials durch technische Belastung stattfindet. Die Dauergebrauchstemperatur (auch als Relativer Temperatur Index bezeichnet, RTI) ist die höchste Temperatur, bei der das Material nach einer festgelegten Zeitspanne von üblicherweise 20000 h noch mindestens 50% seiner Eigenschaften (Zug- bzw. Streckfestigkeit) aufweist (s. auch International Standard IEC 60216-1).
  • Die Erfindung geht von der Grundüberlegung aus, dass die Probleme bei den bisherigen Abrasivborsten dadurch bestimmt waren, dass bei Verwendung der Abrasivborsten zwischen den Abrasivborsten und dem Werkstück eine relativ große Reibung auftritt, die zu hohen Temperaturen führt, die die Stabilität der Abrasivborsten herabsetzt. Dies wird erfindungsgemäß umgangen, indem das Kunststoff-Material, d. h. die Matrix der Abrasivborste aus einem hoch-temperaturbeständigen Polymer und beispielsweise aus Polyamid 6.10 besteht.
  • Um eine gute Einbettung der Abrasivteilchen in das Kunststoff-Material zu erreichen, wird die Schmelze mit den Abrasivteilchen bei einer Temperatur von ≥ 280°C extrudiert. In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Schmelze mit den Abrasivteilchen bei einer Temperatur von 300°C bis 400°C extrudiert wird.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Kunststoff-Material teilkristallin ist. Dies ermöglicht es, das mit der Extrusion hergestellte Filament nachträglich so zu verstrecken, dass das Filament nicht reißt oder in sonstiger Weise beschädigt wird.
  • Als Abrasivteilchen können beispielsweise Teilchen aus SiC und/oder aus Al2O3 verwendet werden. Es ist jedoch auch möglich, Diamantsplitter oder -teilchen und/oder Korund-Teilchen und/oder Keramik-Teilchen und/oder Borcarbid-Teilchen als Abrasivteilchen vorzusehen.
  • Um die Haftung zwischen dem Kunststoff-Material und den Abrasivteilchen zu verbessern, können diese vor dem Einmischen in die Kunststoff-Schmelze mit einem Haftungsmittel, Silan beschichtet sein. Aus der Literatur ist in diesem Zusammenhang eine Beschichtung mit Silanen bekannt.
  • Die Abrasivteilchen können in das angeschmolzene Kunststoff-Material eingebracht und zusammen mit diesem auf die Extrusionstemperatur von ≥ 280°C gebracht werden. Alternativ ist es jedoch auch möglich, zunächst das Kunststoff-Material auf eine Temperatur von ≥ 280°C zu bringen und dadurch aufzuschmelzen und dann erst die Abrasivteilchen in die Schmelze einzumischen.
  • Hinsichtlich der Abrasivborste wird die oben genannte Aufgabe durch eine Abrasivborste mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst. Dabei ist vorgesehen, dass das Kunststoff-Material ein hoch-temperaturbeständiges Kunststoff-Material ist.
  • Weitere Merkmale der erfindungsgemäßen Abrasivborste sowie die sich damit gegebenen Vorteile sind bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erwähnt, worauf zwecks Vermeidung von Wiederholungen verwiesen wird.
  • 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 Nicht-Patentliteratur
    • International Standard IEC 60216-1 [0007]

Claims (10)

  1. Verfahren zur Herstellung einer Abrasivborste, wobei ein Kunststoff-Material aufgeschmolzen und in die Schmelze ein Granulat aus Abrasivteilchen eingemischt wird und wobei die Schmelze mit den Abrasivteilchen zu einem Filament extrudiert und das Filament nachträglich bearbeitet und zerschnitten wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoff-Material ein hoch-temperaturbeständiges Polymer mit einer Dauergebrauchstemperatur ≥ 150°C ist und dass die Schmelze mit den Abrasivteilchen bei einer Temperatur von ≥ 280°C extrudiert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelze mit den Abrasivteilchen bei einer Temperatur von 300°C bis 400°C extrudiert wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoff-Material teilkristallin ist.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abrasivteilchen aus SiC und/oder Al2O3 bestehen und/oder von Diamantteilchen und/oder Korund-Teilchen und/oder Keramik-Teilchen und/oder Borcaribid-Teilchen gebildet sind.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abrasivteilchen mit einem Haftungsmittel beschichtet sind.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abrasivteilchen bei einer Temperatur von ≥ 280°C in die Schmelze eingemischt werden.
  7. Abrasivborste aus einem Kunststoff-Material, in das Abrasivteilchen eingemischt sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoff-Material ein hoch-temperaturbeständiges Material mit einer Dauergebrauchstemperatur ≥ 150°C ist.
  8. Abrasivborste nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoff-Material teilkristallin ist.
  9. Abrasivborste nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abrasivteilchen aus SiC und/oder Al2O3 bestehen und/oder von Diamantteilchen und/oder Korund-Teilchen und/oder Keramik-Teilchen und/oder Borcaribid-Teilchen gebildet sind.
  10. Abrasivborste nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Abrasivteilchen mit einem Haftungsmittel beschichtet sind.
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