DE102013015564A1

DE102013015564A1 - Schleifscheibe mit Füllstoff auf Phosphatbasis

Info

Publication number: DE102013015564A1
Application number: DE102013015564.9A
Authority: DE
Inventors: Gunnar Bühler; Herbert Pütz; Thorsten Konzack
Original assignee: Rhodius Schleifwerkzeuge GmbH and Co KG
Current assignee: Rhodius Schleifwerkzeuge GmbH and Co KG
Priority date: 2013-09-20
Filing date: 2013-09-20
Publication date: 2015-03-26
Also published as: WO2015040172A1; EP3046728A1; CN105592983A; US20160236326A1

Abstract

Die Schleifscheibe besteht aus einer Mischung von Schleifkorn, Bindemittel und gegebenenfalls weiteren Füllstoffen, und enthält ein Additiv auf Phosphatbasis enthält. Bei der Herstellung der Schleifscheibe wird das pulverförmigen Additiv auf Phosphatbasis mit dem Schleifkorn vermischt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schleifscheibe bestehend aus einer Mischung von Schleifkorn, Bindemittel und gegebenenfalls weiteren Füllstoffen, sowie ein Verfahren zur Herstellung solcher Schleifscheiben.
Eine Schleifscheibe besteht im Wesentlichen aus Schleifkorn, welches mit einem Bindemittel zu einer Schleifscheibe verpresst wird. Als Bindemittel werden häufig Duroplaste, insbesondere Phenolharze, modifizierte Phenolharze, z. B. Epoxy- und/oder Gummimodifizierte Phenolharze eingesetzt. Zusätzlich kann eine Schleifscheibe noch weitere Füllstoffe enthalten. Diese können schleifaktiv sein (z. B. Kühlung) und damit den Schleifprozess unterstützen oder der Stabilisierung (Berstfestigkeit, Flexibilität) der Schleifscheibe dienen.
Es ist in der Schleifmittelindustrie allgemein bekannt, dass Schleifmittel insbesondere Schleifscheiben gewissen Alterungseffekten unterliegen. Eine Ursache dieser Alterungseffekte scheint die Adsorption von Feuchtigkeit durch das Material der Schleifscheibe zu sein. Dabei wird nach heutiger Vorstellung die Grenzfläche zwischen Korn und umgebender Bindungsmatrix durch Feuchtediffusion geschwächt, was zu einem leichteren Ausbrechen des Schleifkorns führt. Diese Phänomene werden durch alkalisch reagierende Bindungsbestandteile verstärkt, welche zu einer Zersetzung der Phenolharzmatrix beitragen. Die Standzeit herkömmlicher Schleifscheiben wird durch diese Alterungseffekte erheblich beeinträchtigt.
Frühere Untersuchungen (C. Stang; „Rezeptur und Feuchteeinflüsse auf die Standzeit von phenolharzgebundenen Trennschleifscheiben; Lehrstuhl für Kunststofftechnik 2009, Erlangen und Untersuchungen bei Rhodius Schleifwerkzeuge GmbH) haben gezeigt, dass Schleifscheiben üblicherweise nach einer Lagerzeit von 8 bis 12 Monaten bezüglich der in der Matrix gebundenen Feuchte einen gesättigten Gleichgewichtszustand mit ihrer Umgebung erreichen. Dies entspricht einer Konditionierungsdauer von 14 bis 21 Tagen in einem Feuchtwechselklima nach DIN 50016. Auf Basis einer standardisierten Testmethode geht die ermittelte Schleifscheibenleistung alleine durch diese Alterungseffekte auf etwa 40% bis 50% der Initialleistung zurück, wobei der Leistungsverlust anfänglich deutlich stärker ausfällt und die Kurve zum Sättigungspunkt hin abflacht.
Die Alterungseffekte scheinen dabei relativ unabhängig von dem verwendeten Harzsystemen und Kornbeschichtungen zu sein. In ausgedehnten Versuchsreihen konnten durch konventionelle Modifikationen der Harzysteme, der Kornbeschichtungen und verschiedener schleifaktiver Füllstoffe keine positiven Auswirkungen hinsichtlich einer Standzeitverlängerung oder einer Leistungserhaltung der Schleifscheiben erzielt werden.
Bisher wird versucht Alterungserscheinungen in Schleifscheiben durch eine geeignete Verpackung vorzubeugen, wie zum Beispiel Schleifscheiben in Kunststofffolien einzuschweißen. Allerdings können Alterungseffekte dadurch natürlich nur verhindert werden, solange die Verpackungen geschlossen sind. Werden die Verpackungen geöffnet oder werden die Diffusionsbarrieren der Verpackungen für eine hinreichende Zeitdauer überschritten, können Alterungseffekte nicht verhindert werden. Wiederverschließbare, diffusionsdichte Verpackungen sind demgegenüber vergleichsweise aufwendig und teuer.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schleifscheibe mit höherer Standzeit und höherer Schleifleistung bereitzustellen, ohne die Herstellungskosten signifikant zu erhöhen und ohne die Handhabung der Schleifscheiben zu verkomplizieren.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Schleifscheibe ein Additiv auf Phosphatbasis zugesetzt wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Additiv auf Phosphatbasis in der Ausgangsmischung der Schleifscheibe in einer Konzentration von 1 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise in einer Konzentration von 1 bis 10 Gew.-%, weiter vorzugsweise in einer Konzentration von 1 bis 5 Gew.-%, und besonders bevorzugt in einer Konzentration von etwa 4 Gew.-% enthalten.
Vorzugsweise enthält das Additiv auf Phosphatbasis Phosphate von Erdalkalimetallen, wie Magnesium-, Calcium-, Strontium- und Bariumphosphate, Eisen(II)-Phosphate, Eisen(III)-Phosphate, Mangan-, Aluminium- und Zinkphosphate, synthetische oder mineralische Phosphate, sowie Mischungen hiervon. Besonders bevorzugt ist das Additiv auf Phosphatbasis ein Calciumphosphat wie Dicalciumphosphat bzw. dessen Anhydrid oder Monetit bzw. Brushit, Tricalciumphosphat oder Hydroxylapatit bzw. Pentacalciumhydroxytriphosphat (Ca₅(PO₄)₃OH, Fluorapatit, Dimagnesiumphosphat, Trimagnesiumphosphat, Magnesiumdiphosphat oder eine Mischung hiervon.
Als Bindemittel eignen sich bei der Schleifscheibe der vorliegenden Erfindung beliebige Duroplaste. Vorzugsweise werden Kunstharze wie Phenolharze oder modifizierte Phenolharze, z. B. Epoxy- und/oder Gummimodifizierte Phenolharze als Bindemittel eingesetzt.
Vorzugsweisebeträgt liegt das Bindemittel in der Ausgangsmischung der Schleifscheibe in einer Konzentration von 1 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise in einer Konzentration von 5 bis 30 Gew.-% und besonders bevorzugt in einer Konzentration von 10 bis 20 Gew.-% in der Schleifscheibenmischung vor.
Als Füllstoffe können Natriumkryolith, Kaliumkryolith, Kaliumaluminiumfluoride, Eisensulfide, Zinksulfide, Mangansulfide, Manganchloride, Kupfersulfide, Chalkopyrite, Pyrite, Eisen(II)oxide, Eisen(III)oxide, Eisen(II/III)oxide, Kalk, Kreide, Kohlenstoffmodifikationen wie Graphite, Ruße, Kohle, sowie Gemische hiervon eingesetzt werden.
Tricalciumphosphat (TCP) wird bisher z. B. in der Lebensmitteltechnik als Säureregulator, Festigungsmittel oder Trennmittel eingesetzt. Es kommt auch als sogenanntes „Rieselhilfsmittel” zur Anwendung, um einer Verklumpung von feuchtigkeitsempfindlichen Schüttgütern entgegenzuwirken. Die eingesetzten Konzentrationen finden sich dabei in der Regel im einstelligen Prozentbereich. Dem Fachmann ist weiterhin bekannt, dass TCP aufgrund der großen spezifischen Oberfläche (bis zu 70 m²/g) der Pulverpartikel bis über 10% Feuchtigkeit bezogen auf das Eigengewicht der Partikel an der Partikeloberfläche reversibel adsorbieren kann.
Umfangreiche Experimente haben gezeigt, dass durch die Hinzufügung eines Additivs auf Phosphatbasis, sowohl die Standzeit als auch die Leistung der erfindungsgemäßen Schleifscheiben erhöht wird. Zwar ist bekannt, dass z. B. TCP gute Adsorptionsfähigkeit für Feuchtigkeit aufweist. Da die Feuchtigkeit durch TCP aber lediglich latent und reversibel adsorbiert werden kann, war für den Fachmann nicht zu erwarten, dass durch die Hinzufügung eines solchen Additivs auf Phosphatbasis die Standzeit kunstharzgebundener Schleifscheiben erhöht werden kann. Insbesondere war nicht zu erwarten und ist bislang auch nicht zu erklären, wodurch es zu der Erhöhung der Schleifleistung der erfindungsgemäßen Schleifscheiben kommt.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Schleifscheiben ist, dass der Phosphatzusatz keiner chemischen Veränderung während der Schleifscheibenherstellung unterliegt. Deshalb können mittels Röntgendiffraktometrie in Veraschungsrückständen von Schleifscheiben eindeutig kristalline Apatit-Phasen nachgewiesen werden. Zudem kann mittels Röntgenfluoreszenzspektrometrie der Phosphat-Anteil im Veraschungsrückstand präzise quantifiziert und so der Phosphat-Anteil der zugrundeliegenden Schleifscheibenzusammensetzung errechnet werden.
Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist zudem ein Verfahren zur Herstellung einer Schleifscheibe mit einem Additiv auf Phosphatbasis. Das Verfahren umfasst die Schritte des Bereitstellens eines pulverförmigen Additivs auf Phosphatbasis, des Vermischens des pulverförmigen Additivs auf Phosphatbasis mit Schleifkorn, Bindemittel und gegebenenfalls weiteren Füllstoffen, des Einfüllens der Ausgangsmischung in eine dafür vorgesehene Form, des Hinzufügens von Glasgewebe, der Verpressung der Mischung zu einem Grünling sowie des Aushärtens des Grünlings zum Erhalt einer Schleifscheibe.
Vorzugsweise wird bei dem Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Schleifscheibe zunächst das pulverförmigen Additiv auf Phosphatbasis mit dem Schleifkorn vermischt. Anschließend wird dieses Gemisch mit dem Bindemittel und gegebenenfalls weiteren Füllstoffen vermengt.
Anhand nachfolgender Abbildungen werden die Schleifscheibe der vorliegenden Erfindung sowie das Verfahren zu deren Herstellung näher diskutiert. Es zeigen:
1 Diagramm der normierten Leistungswerte der Schleifscheiben gemäß Beispiel 1 und 2 sowie der Referenzscheibe 1 im Automatentest;
2 Diagramm der normierten Leistungswerte der Schleifscheiben aus 1 im Handtest;
3 Diagramm der normierten Leistungswerte der Schleifscheiben gemäß Beispiel 3 und der Referenzscheibe 3 im Handtest.
4 Diagramm der normierten Leistungswerte der Schleifscheiben gemäß Beispiel 4 und der Referenzscheibe 1 im Handtest.
Herstellung der Schleifscheiben:

Zur Illustration der vorteilhaften Eigenschaften der erfindungsgemäßen Schleifscheiben wurde die Schleifleistung von Schleifscheiben mit Phosphatadditiven mit der Schleifleistung von herkömmlich hergestellten Phenolharzschleifschieben verglichen. In Tabelle 1 ist eine Übersicht über die untersuchten Schleifscheiben angegeben.

	Beispiel 1/2 (Versuch Nr.: 13290.1/.2)	Referenz 1 (Versuch Nr.: 13290)	Beispiel 3 (Versuch Nr.: 13290.4)	Referenz 3 (Versuch Nr.: 13290.4)	Beispiel 4 (Versuch Nr.: 13366)
Komponente	Massenanteil [%]	Massenanteil [%]	Massenanteil [%]	Massenanteil [%]	Massenanteil [%]
Schleifkorn (Korund)	65	65	69	73	65
Phenolharz	18	18	16	14,5	18
Aktive Füllstoffe	13	17	11	12,5	13
Tricalciumphosphat (TCP)	4	-	4	-	-
Dicalciumphosphat (DCP)	-	-	-	-	4

Tabelle 1: Untersuchte Schleifscheiben

Die Schleifscheiben gemäß Beispiel 1 und 2 (Versuchs-Nr. 13290.1 und 13290.2) enthalten zu 65 Gew.-% Korund-Schleifkorn mit einer Körnung F46 und F60. Das Schleifkorn wurde zunächst mit 4 Gew.-% feinpulvrigem TCP mit einer Korngröße D50 (entspricht 3 bis 5 μm) vermengt. Anschließend wurde 7,5 Gew.-% flüssiges Phenolharz zu der Mischung gegeben. Schließlich wurde dieses Gemisch zu einer Vorlage aus 10,5 Gew.-% pulverförmigen Phenolharz und aktiven Füllstoffen, nämlich 10 Gew.-% Kryolith und 3 Gew.-% Kaliumaluminiumfluoride gegeben und mittels eines Eirich Intensivmischers für 30 Minuten intensiv vermischt. Das so hergestellte granulatartige Gemisch wurde mit einem Sieb einer Maschenweite von 2 mm gesiebt, um größere Brocken zu entfernen. Anschließend wurde das Granulat abgewogen in Formen verteilt, Glasgewebe, Etiketten und Flanschringe hinzugefügt und zu Grünlingen verpresst. Die Grünlinge wurden zuletzt bei erhöhter Temperatur von 185°C über insgesamt 18 Stunden ausgehärtet. Die Schleifscheiben gemäß Beispiel 1, 2, 4 und gemäß Referenz 1 haben einen Radius von 125 mm und eine Dicke von 1 mm.
Die Referenz-Schleifscheiben 1 und 3 wurden nach demselben Verfahren hergestellt, wobei diese Referenzscheiben natürlich ohne Zusatz von TCP hergestellt wurden. Stattdessen enthielten diese Scheiben entsprechend mehr Füllstoffe.
Bei der Schleifscheibe gemäß Beispiel 2 wurde dieselben Komponenten verwendet wie bei der Schleifscheibe gemäß Beispiel 1. Allerdings wurde bei der Schleifscheibe gemäß Beispiel 2 das Herstellungsverfahren etwas modifiziert. Das TCP wurde nicht dem Schleifkorn, sondern dem Gemisch aus pulverförmigen Phenolharzen und aktiven Füllstoffen beigemengt.
Die Schleifscheibe gemäß Beispiel 4 wurde im Wesentlichen ebenfalls wie die Schleifscheibe aus Beispiel 1 hergestellt. Allerdings wurde bei der Schleifscheibe gemäß Beispiel 4 ein unterschiedliches Phosphat-Additiv, nämlich Dicalciumphosphat Anhydrid (CaHPO4), eingesetzt. DCP Anhydrid wird auch Monocalciumhydrogenphosphat genannt und kommt in natürlicher Form als Monetit bzw. Brushit vor.
Die Schleifscheiben gemäß Beispiel 3 und Referenz 3 haben ein Format von 230 × 1,9 mm.
Untersuchung der Schleifleistung der Schleifscheiben:
Zur Analyse der Schleifleistung der Schleifscheiben, wurden die Schleifscheiben standardisierten Leistungstests unterzogen, nämliche einem Automatentest und einem Handtest. Die Schleifscheiben durchliefen dabei alle dasselbe Schleiftestprogramm.
Der im Automatentest verwendete Testautomat besteht aus einer Vorrichtung, in die ein Winkelschleifer (Fa. Flex, 1400 W) an einem beweglichen Arm eingespannt wird und der Arm von einem Motor mit fest eingestelltem Vorschub auf und ab bewegt wird. Bei der Abwärtsbewegung wird dabei ein ca. 2 bis 3 mm breites Stück eines Stahlrohres (V2A 15 × 15 × 1,5 mm) abgetrennt. Nach der Aufwärtsbewegung wird das Rohr mit einer automatischen Vorrichtung nachgeschoben, so dass bei der nächsten Abwärtsbewegung wiederum ein Stück Rohr abgetrennt wird. Der Automat bestimmt permanent den Restdurchmesser der Scheibe und zählt die Trennvorgänge. Bei einem Restdurchmesser der Schleifscheibe von 95 mm stoppt der Automat den Versuch.
Im Handtest wurde der Winkelschleifer (Fa. Flex, 1400 W) von einer Testperson geführt. Es wurde jeweils eine vorbestimmte Anzahl von Schnitten im V2A Vollmaterial durchgeführt. Das Vollmaterial (Vierkantstab V2A, 25 × 25 mm) wurde dabei in einem Schraubstock fest eingespannt. Die Schleifleistung wurde hierbei durch einen Vergleich des Schleifscheibendurchmessers vor und nach dem Test bestimmt. Der ermittelte Scheibenabrieb stellt dabei ein Maß für die Schleifleistung dar.
In 1 sind die Ergebnisse eines Automatentests auf Rohr V2A 15 × 15 × 1,5 mm für die Schleifscheiben gemäß Beispiel 1 und 2 und Referenz 1 dargestellt.
Für einen Teil der Schleifscheiben wurde der Schleiftest direkt nach der Herstellung durchgeführt. Zu diesem Zeitpunkt ist die Schleifleistung der Schleifscheiben maximal. Um den Einfluss von Feuchtigkeit auf die Schleifleistung zu untersuchen, wurde der andere Teil der Schleifscheiben in einer Klimakammer einzeln hängend gelagert und einem Feuchtwechselklima nach DIN 50016 ausgesetzt. Die Lagerung in einer solchen Klimakammer über 14 bis 21 Tage entspricht in etwa der Lagerung der Schleifscheiben unter normalen Bedingungen mitteleuropäischen Klimas über 8 bis 12 Monaten. Wie oben bereits diskutiert, haben phenolharzgebundene Schleifscheiben nach dieser Lagerzeit üblicherweise bezüglich der in dem Schleifscheibenmaterial gebundenen Feuchtigkeit einen Gleichgewichtszustand erreicht und die Schleifleistung erreicht ein Sättigungsniveau.
Nach verschiedenen Lagerzeiten von 3, 7, 14 und 21 Tagen wurden jeweils Testsätze der Schleifscheiben entnommen und ebenfalls dem Schleiftestprogramm unterzogen. In 1 sind die normierten Leistungswerte gegenüber der Lagerzeit aufgetragen.
Die direkt nach der Herstellung untersuchten Schleifscheiben (Lagerzeit: 0 Tage) zeigten die höchste Schleifleistung. Die Anzahl der Schnitte die mit diesen Schleifscheiben durchgeführt werden konnten wurde auf 100% normiert. Wie aus 1 hervorgeht, nimmt die Schleifleistung, d. h. die Anzahl der durchgeführten Schnitte, der Referenzschleifscheibe 1 mit der Lagerzeit kontinuierlich ab und nähert sich nach 21 Tagen Lagerung einem Schleifleistungsniveau von etwa 50% der ursprünglichen Leistung an. Die Schleifleistung der Schleifscheiben gemäß Beispiel 1 und 2 nimmt ebenfalls mit zunehmender Lagerzeit ab. Die Versuche zeigen jedoch eindeutig, dass die Abnahme der Schleifleistung geringer ist und dass die nach 21 Tagen Lagerung erreichte Sättigungsschleifleistung mit über 60% höher ist, als die Sättigungsschleifleistung der konventionell hergestellten Referenzschleifscheibe 1.
Überraschenderweise zeigte die Schleifscheibe gemäß Beispiel 1 einen weiteren vorteilhaften Effekt. Die Schleifscheibe nach Beispiel 1 hatte eine höhere Initialschleifleistung gegenüber der Referenzschleifscheibe 1. Die direkt nach ihrer Herstellung untersuchte Schleifscheibe gemäß Beispiel 1 leistete 237 Schnitte bis ein Restdurchmesser von 95 mm erreicht war. Mit der Referenzschleifscheibe 1 waren dagegen nur 208 Schnitte möglich. Dies entspricht einer Leistungssteigerung der erfindungsgemäßen Schleifscheibe gegenüber der Referenzschleifscheibe 1 von etwa 14%.
Eine Schleifscheibe aus einem Wiederholungsversuch des oben beschriebenen Beispiels 1 (Versuchs Nr. 13290.3) zeigte im Automatentest eine Initialleistung von 241 Schnitte auf Rohr V2A 15 × 15 × 1,5 mm. Zur Untersuchung der Sättigungsschleifleistung wurde diese Scheibe für 69 Tage (2 Monate und 1 Woche) in der Klimakammer belassen. Die normierte Restleistung betrug auch nach dieser langen Exposition im Wechselklima noch 59% der Initialleistung (141 Schnitte im Automatentest auf Rohr V2A 15 × 15 × 1,5 mm). Dies zeigt, dass sich die Schleifleistung, die sich nach 21 Tagen im Wechselklima einstellt, tatsächlich eine Sättigungsschleifleistung darstellt und dass auch nach längeren Verweilzeiten keine signifikante Änderung der Schleifleistung aufgrund der Lagerungsbedingungen mehr eintritt.
Interessanterweise konnten mit einer Schleifscheibe gemäß Beispiel 2 nur 189 Schnitte durchgeführt werden. Die Initialleistung der Schleifscheibe gemäß Beispiel 2 ist also um 10% niedriger gewesen, als die Initialleistung der konventionellen Scheibe. Die Ursache hierfür liegt offenbar in der Art der Einarbeitung des TCP-Additivs bei der Schleifscheibenherstellung. Während die Schleifscheiben nach Beispiel 1 und 2 jeweils deutliche verbesserte Leistungserhaltungseigenschaften gegenüber konventionellen Schleifscheiben aufweisen, bietet nur die Schleifscheibe gemäß Beispiel 1 den zusätzlichen Vorteil einer erhöhten Initialschleifleistung.
2 zeigt die normierten Leistungswerte der Schleifscheiben aus 1 im Handtest auf Vollmaterial V2A 25 × 25 mm. Bei diesem Test wurden jeweils 10 Schnitte durchgeführt und anschließend der Restdurchmesser der Schleifscheiben bestimmt. Qualitativ stimmen die Ergebnisse mit den Erkenntnissen des anhand 1 beschriebenen Automatentests überein. Auch im Handtest zeigte sich, dass die Schleifleistung der Schleifscheiben gemäß Beispiel 1 und 2 grundsätzlich höher ist, als die Schleifleistung der Referenzschleifscheibe 1. Insbesondere die Resultate nach 21 Tagen Lagerung zeigen, dass die Sättigungsschleifleistung der Referenzschleifscheibe 1 etwas weniger als 50% beträgt, wohingegen, die Sättigungsschleifleistung der Schleifscheiben nach Beispiel 1 und 2 immer noch in etwa 60% der Initialleistung beträgt.
Die etwas schwankenden Resultate in den Ergebnissen des Handtests dürften vermutlich auf die Entnahmezeitpunkte der Schleifscheiben aus der Klimakammer zurückzuführen sein. Da (insbesondere) bei Lagerzeiten von unter 21 Tagen gegebenenfalls noch keine Sättigung der Feuchtigkeitsaufnahme eingetreten ist, wird hier die Schleifleistung vermutlich von der zum Zeitpunktpunkt der Entnahme der Schleifscheiben vorherrschenden Feuchtigkeit beeinflusst. Zum anderen muss auch die Tagesform der Testperson berücksichtigt werden.
In dem Diagramm von 3 sind die Ergebnisse des Leistungstests für Schleifscheiben gemäß Beispiel 3 und Referenzschleifscheiben 3 dargestellt. In diesem Versuch wurde die Leistung und die Alterung der Schleifscheiben anhand eines Handtests auf Vollmaterial V2A 25 × 25 mm bestimmt Hierbei wurden mit jeder Schleifscheibe 20 Schnitte ausgeführt und der Scheibenabrieb durch Messen des Scheibendurchmessers vor und nach dem Test bestimmt. Die Ergebnisse zeigen wiederum den positiven Einfluss des TCP Additivs auf den Leistungserhalt der Schleifscheiben. Mit der Referenzscheibe 3 konnten zudem nach 21 Tagen Lagerung nur mehr 19 Schnitte ausgeführt werden, der Restdurchmesser erlaubte keinen weiteren Schnitt im Vollmaterial V2A 25 × 25 mm. Wie in 3 dargestellt konnte mit der konventionellen Schleifscheibe nach 21 Tagen Lagerung nur noch eine Schleifleistung von weniger als 15%, unter Beachtung des fehlenden Schnittes, gegenüber der Initialschleifleistung erreicht werden. Die Schleifleistung der Schleifscheibe nach Beispiel 3 erreichte demgegenüber nach 21 Tagen eine Sättigungsschleifleistung von etwa 50%.
Zudem zeigt sich auch bei diesem Versuch wieder, dass die Initialschleifleistung, also die Schleifleistung direkt nach der Herstellung (Lagerung: 0 Tage) der erfindungsgemäßen Schleifscheibe höher ist, als die Initialschleifleistung der Referenzschleifscheibe 3. Bei der Schleifscheibe gemäß Beispiel 3 betrug der Abrieb nach 20 Schnitten lediglich 15,7 mm, während der Abrieb der Referenzschleifscheibe 3 16,2 mm betrug. Dies ist umso erstaunlicher als die Referenzschleifscheibe um 4 Gew.-% mehr Schleifkorn aufweist als die Schleifscheibe nach Beispiel 3 und daher eine höhere Initialleistung der Referenzschleifscheibe zu erwarten war. Da die Initialschleifleistung noch nicht durch eine eventuelle Feuchtigkeitsaufnahme des Schleifscheibenmaterials beeinflusst ist, lässt sich die verbesserte Schleifleistung nicht alleine durch die adsorbtiven Eigenschaften des TCP Additivs erklären. Es müssen vielmehr weitere Effekte vorliegen aufgrund derer das TCP additiv die Schleifleistung von Kunstharzschleifscheiben erhöht.
Dieselben Leistungstests wurden für Schleifscheiben gemäß Beispiel 4 durchgeführt. Wie oben angegeben entspricht die Rezeptur dieser Schleifscheiben der Rezeptur der Schleifscheiben gemäß Beispiel 1 mit dem Unterschied dass DCP Anhydrid anstelle von TCP eingesetzt wurde. Das DCP wurde dabei ebenfalls zum Schleifkorn gegeben. Die Initiale Schleifleistung der Schleifscheiben gemäß Beispiel 4 lag bei 258 Schnitten im Automatentest, also nochmals höher als die Initialleistung der Schleifscheiben gemäß den vorhergehenden Beispielen. Allerdings zeigte sich bei dem Automatentest auf V2A Rohr 15 × 15 × 1,5 mm keine signifikant positive Auswirkung nach 14 Tagen Alterung. Die Ermittelte Restleistung in diesem Test betrug 52% der Initialleistung.
In dem Diagramm von 4 sind die Ergebnisse des Leistungstests für Schleifscheiben gemäß Beispiel 4 dargestellt. Die Referenzscheibe entspricht der Referenzscheibe aus 2. Im Handtest (10 Schnitte auf Vollmaterial V2A 25 × 25 mm) lag die normierte Leistung allerdings nach 7 Tagen bei 78% der Initialleistung deutlich über der Referenz mit 56% Restleistung zu diesem Zeitpunkt. Nach 14 Tagen Alterung lag die Restleistung mit 66% weiterhin deutlich über der Restleistung der Referenz 32%. Zum Zeitpunkt der Anmeldung war diese Versuchsreihe noch nicht abgeschlossen, so dass keine Angaben zur Schleifleistung der Schleifscheiben gemäß Beispiel 4 nach 21 Tagen gemacht werden können.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

C. Stang; „Rezeptur und Feuchteeinflüsse auf die Standzeit von phenolharzgebundenen Trennschleifscheiben; Lehrstuhl für Kunststofftechnik 2009, Erlangen und Untersuchungen bei Rhodius Schleifwerkzeuge GmbH [0004]
DIN 50016 [0004]
DIN 50016 [0034]

Claims

Eine Schleifscheibe bestehend aus einer Mischung von Schleifkorn, Bindemittel und gegebenenfalls weiteren Füllstoffen, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifscheibe ein Additiv auf Phosphatbasis enthält.
Eine Schleifscheibe gemäß Anspruch 1, das Additiv auf Phosphatbasis in der Ausgangsmischung der Schleifscheibe in einer Konzentration von 1 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise in einer Konzentration von 1 bis 10 Gew.-%, weiter vorzugsweise in einer Konzentration von 1 bis 5 Gew.-% und besonders bevorzugt in einer Konzentration von etwa 4 Gew.-% enthalten ist.
Eine Schleifscheibe gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das Additiv auf Phosphatbasis Phosphate von Erdalkalimetallen, wie Magnesium-, Calcium-, Strontium- und Bariumphosphate, Eisen(II)-Phosphate, Eisen(III)-Phosphate, Mangan-, Aluminium- und Zinkphosphat, synthetische oder mineralische Phosphate, sowie Mischungen hiervon ist.
Eine Schleifscheibe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Additiv auf Phosphatbasis ein Calciumphosphat wie Dicalciumphosphat, Tricalciumphosphat, Hydroxylapatit, Fluorapatit, Dimagnesiumphosphat, Trimagnesiumphosphat, Magnesiumdiphosphat oder Gemische hiervon ist.
Eine Schleifscheibe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Bindemittel ein Duroplast insbesondere Phenolharz oder modifiziertes Phenolharz ist.
Eine Schleifscheibe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Bindemittel in einer Konzentration von 1 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise in einer Konzentration von 5 bis 30 Gew.-% und besonders bevorzugt in einer Konzentration von 10 bis 20 Gew.-% in der Schleifscheibenmischung vorliegt.
Verfahren zur Herstellung einer Schleifscheibe gemäß Anspruch 1, welches die folgenden Schritte umfasst: – Bereitstellen von pulverförmigen Additiv auf Phosphatbasis, – Vermischen des pulverförmigen Additivs auf Phosphatbasis mit Schleifkorn, Bindemittel und gegebenenfalls weiteren Füllstoffen; – Einfüllen der Ausgangsmischung in eine dafür vorgesehene Form – Hinzufügung von Glasgewebe, – Verpressung der Mischung zu einem Grünling; – Aushärten des Grünlings zum Erhalt einer Schleifscheibe.
Verfahren zur Herstellung einer Schleifscheibe gemäß Anspruch 7, wobei das pulverförmigen Additiv auf Phosphatbasis zunächst mit dem Schleifkorn vermischt wird und dieses Gemisch anschließend mit dem Bindemittel und gegebenenfalls weiteren Füllstoffen vermengt wird.