DE102014006822A1

DE102014006822A1 - Schleifmittelträger und daraus hergestellter Schleifartikel

Info

Publication number: DE102014006822A1
Application number: DE102014006822.6A
Authority: DE
Inventors: Christine Doege; Werner Hörl; Peter Karl
Original assignee: Neenah Gessner GmbH
Current assignee: Neenah Gessner GmbH
Priority date: 2014-05-08
Filing date: 2014-05-08
Publication date: 2015-11-12
Anticipated expiration: 2034-05-09
Also published as: DE102014006822B4; WO2015169446A1; EP3140079A1; US20170050294A1

Abstract

Ein Schleifmittelträger umfasst ein Trägermaterial aus mindestens einem nass- oder trockengelegten Vlies auf Basis von natürlichen und/oder synthetischen Fasern. Das Trägermaterial ist auf einer Seite mit einer thermisch härtbaren Polymerlösung und auf der gegenüberliegenden Seite mit einer wässrigen Polymerdispersion imprägniert. Die thermisch härtbare Polymerlösung durchdringt die Dicke des Trägermaterials zu mindestens 50% und zu höchstens 80%, während die wässrige Polymerdispersion die Dicke des Trägermaterials zu mindestens 25% und zu höchstens 50% durchdringt.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Schleifmittelträger und Schleifartikel, die einen solchen Schleifmittelträger umfassen.
Stand der Technik
Um den vielseitigen technischen Anforderungen heutzutage gerecht zu werden, werden Schleifmittelträger benötigt, die zäh und fest sind, um beim Schleifen nicht zu reißen und um die Schleifkraft auf ein Werkstück gut übertragen zu können. Des Weiteren ist aber auch eine hohe Elastizität des Schleifmittelträgers wünschenswert, damit sich dieser den Konturen eines Werkstücks anpassen kann, ohne sich dabei dauerhaft zu verformen.
Seit vielen Jahren werden zur Herstellung von bogen-, band- und scheibenförmigen Schleifartikeln Vliese aus natürlichen oder synthetischen Fasern als Trägermaterial verwendet. Um den Schleifmittelträgern eine für den bestimmungsgemäßen Gebrauch ausreichende Festigkeit zu geben, werden sie meist mit einem Bindemittel imprägniert. Häufig werden als Bindemittel entweder Polymerdispersionen, wie zum Beispiel Styrol-Butadien-Latices, Acrylnitril-Butadien-Latices, Naturlatex oder Acrylatdispersionen verwendet oder es kommen Polymerlösungen, wie zum Beispiel Phenolharz in Methanol, Epoxidharz in Methanol, Harnstoff-Formaldehyd-Harz in Wasser, Melamin-Formaldehyd-Harz in Wasser zum Einsatz. Die Polymerlösungen sind bevorzugt thermisch vernetzend oder vernetzbar ausgebildet.
Ein Beispiel für ein Schleifpapier, das mit einer Polymerdispersion imprägniert ist, wird im Dokument WO 2000/015389 A2 beschrieben. Ein mit einer Polymerlösung imprägniertes Vlies ist beispielhaft in der europäischen Anmeldeschrift EP 442218 A2 offenbart.
Imprägnierungen aus Polymerdispersionen sind zwar in der Regel flexibel und zäh, verleihen dem Schleifmittelträger aber nicht die oftmals geforderte hohe Festigkeit. Besonders die Spaltfestigkeit ist bei diesen Schleifmittelträgern oft nicht ausreichend. Die Spaltfestigkeit ist ein Maß für die Faser-Faser-Bindung senkrecht zur Oberfläche des Schleifmittelträgers. Eine hohe Spaltfestigkeit wird benötigt, damit sich die später aufgebrachten Schleifkörner während des Schleifvorgangs nicht auf Grund von zu schwachen Faser-Faser-Bindungen vom Schleifmittelträger lösen.
Andererseits haben aber Imprägnierungen aus Polymerdispersionen den großen Vorteil, dass sie auf Grund der hohen Kettenlänge der Polymere die Poren des Trägers verschließen und ihn somit gegen das Eindringen von später während der Besandung aufgebrachten Grundlack abdichten. Die für die Besandung verwendeten Grundlacke sind in der Regel sehr hart. Dringen sie zu tief in den Schleifmittelträger ein, so versprödet dieser und wird hart und brüchig.
Bei der Verwendung von Polymerlösungen, insbesondere von Polymerlösungen, die sich thermisch vernetzen lassen, erhält man Schleifmittelträger mit ausgezeichneten Festigkeiten. Jedoch haben diese Imprägniermittel den großen Nachteil, dass sie den Schleifmittelträger kaum abdichten und ihn durchlässig für den während des Besandens aufgebrachten Grundlack machen. Wie bereits erwähnt, führt das dann zu harten und brüchigen Schleifartikeln.
Die Verwendung von Schleifmittelträgern, die auf beiden Seiten mit unterschiedlichen Imprägniermitteln behandelt sind, ist grundsätzlich ebenfalls bekannt. So wird im Dokument US 4,084,941 ein gewebtes Trägermaterial auf einer Seite mit einem Phenol-Formaldehyd-Harz und auf der Gegenseite mit einer wässrigen Polymerdispersion imprägniert. Das Phenol-Formaldehyd-Harz wird dabei mittels Füllstoff und viskositätserhöhenden Additiven so eingestellt, dass es nicht in das Gewebe eindringt und somit nicht zur Erhöhung der Spaltfestigkeit beiträgt.
Die wässrige Polymerdispersion, mit der das gewebte Trägermaterial gemäß US 4,084,941 von der Gegenseite imprägniert wird, soll das Trägermaterial vollständig durchdringen und ist hauptsächlich für die Festigkeit und Formstabilität verantwortlich. Ein in dieser Weise hergestellter Schleifmittelträger kommt einem Schleifmittelträger gleich, der zum Beispiel mit einer wässrigen Polymerdispersion tauchimprägniert wurde und anschließend eine Beschichtung aus einem Phenol-Formaldehyd-Harz bekommen hat. Des Weiteren ist die Auswahl der geeigneten wässrigen Polymerdispersion recht kompliziert, da ein ausgewogenes Verhältnis von Glasübergangstemperatur Tg, Viskosität und Imprägniergewicht zu beachten ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen verbesserten Schleifmittelträger bereitzustellen, der insbesondere die Nachteile herkömmlicher Schleifmittelträger überwindet. Ein solcher Träger für Schleifmittel sollte bevorzugt eine hohe Festigkeit, insbesondere Spaltfestigkeit, Formstabilität, und Elastizität aufweisen und gleichzeitig gegen das Eindringen von Grundlack während des Besandens abgedichtet sein. Außerdem soll er kostengünstig in der Herstellung sein. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schleifartikel zu schaffen, der einen solchen Schleifmittelträger umfasst.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Schleifmittelträger mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. durch einen Schleifartikel mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind den weiteren Ansprüchen zu entnehmen.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung, Ausführungsbeispiele
Der erfindungsgemäße Schleifmittelträger umfasst ein Trägermaterial aus mindestens einem nass- oder trockengelegten Vlies auf Basis von natürlichen und/oder synthetischen Fasern, wobei das Trägermaterial auf einer Seite mit einer thermisch härtbaren Polymerlösung und auf der gegenüberliegenden Seite mit einer Polymerdispersion imprägniert ist. Die thermisch härtbare Polymerlösung durchdringt dabei die Dicke des Trägermaterials zu mindestens 50% und zu höchstens 80%, während die wässrige Polymerdispersion die Dicke des Trägermaterials zu mindestens 25% und zu höchstens 50% durchdringt.
Die vorliegende Erfindung unterscheidet sich von der US 4,084,941 durch die Wahl des Trägermaterials und dadurch, dass die thermisch härtbare Polymerlösung, die zum Beispiel auch aus einem Phenol-Formaldehyd-Harz bestehen kann, die Dicke des Trägermaterials zu mindestens 50% bis höchstens 80% durchdringt. Die Gegenseite des Trägermaterials wird mit einer wässrigen Polymerdispersion in der Weise imprägniert, dass die Dispersion die Dicke des Trägermaterials zu mindestens 25% bis höchstens 50% durchdringt. Dadurch kann erreicht werden, dass der erfindungsgemäße Schleifmittelträger vorzugsweise vollständig mit Imprägniermittel durchtränkt ist, wobei jedoch die thermisch härtbare Polymerlösung und die wässrige Polymerdispersion in unterschiedlichen Mengen über die Dicke des Trägermaterials verteilt sind. Die Verteilung der beiden unterschiedlichen Imprägniermittel hat zur Folge, dass der erfindungsgemäße Schleifmittelträger eine sehr hohe Festigkeit, insbesondere Spaltfestigkeit, und Formstabilität bei gleichzeitig hoher Dichtigkeit besitzt. Eine zusätzlich Sperrschicht gegen das Eindringen von Grundlack, wie in der US 4,084,941 angegeben, ist nicht mehr zwingend notwendig.
Als Vlies sind alle Flächengebilde zu verstehen, die aus endlichen und/oder endlosen Fasern gebildet sind. Sie unterscheiden sich von Geweben durch ihre zufällige, ungeordnete Faserausrichtung.
Trockengelegte Stapelfaservliese bestehen aus Fasern mit endlicher Länge. Zur Herstellung von trockengelegten Stapelfaservliesen können sowohl natürliche als auch synthetische Fasern zum Einsatz kommen. Beispiele für natürliche Fasern sind Zellulose, Wolle, Baumwolle, Flachs. Synthetische Fasern sind zum Beispiel Polyolefinfasern, Polyesterfasern, Polyamidfasern, Polytetrafluorethylenfasern, Polyphenylensulfidfasern, Carbonfasern. Die eingesetzten Fasern können entweder gerade oder gekräuselt sein. Zur Verfestigung kann das luftgelegte Stapelfaservlies ein- oder mehrkomponentige Schmelzbindefasern enthalten, die bei einer Temperatur unterhalb der Schmelztemperatur der anderen Fasern ganz oder teilweise aufschmelzen und das Vlies verfestigen. Die Herstellung der luftgelegten Stapelfaservliese erfolgt nach dem bekannten Stand der Technik wie im Buch „Vliesstoffe, W. Albrecht, H. Fuchs, Wiley-VCH, 2012” beschrieben. Die trockengelegten Stapelfaservliese können durch die bereits erwähnten ein- oder mehrkomponentigen Schmelzbindefasern verfestigt werden. Weitere Verfestigungsmöglichkeiten sind zum Beispiel Vernadeln, Wasserstrahlvernadeln oder das Tränken oder Besprühen des Vlieses mit flüssigen Bindern mit anschließender Trocknung.
Meltblownvliese bestehen aus polymeren Endlosfasern. Zur Herstellung der Meltblownvliese für das erfindungsgemäße Filtermaterial wird der in der Fachwelt bekannte Meltblownprozess verwendet, wie er z. B. in Van A. Wente, „Superfine Themoplastic Fibers", Industrial Engineering Chemistry, Vol. 48, S. 1342–1346 beschrieben ist. Geeignete Polymere sind zum Beispiel Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat, Polyethylennaphthalat, Polybutylennaphthalat, Polyamid, Polyphenylensulfid, Polyolefin. Die typischen Faserdurchmesser bewegen sich dabei zwischen 0,5–10 μm, bevorzugt zwischen 0,5–3 μm. Den Polymeren können je nach Anforderungen noch Additive, wie zum Beispiel Hydrophilierungsmittel, Hydrophobierungsmittel, Kristallisationsbeschleuniger oder Farben, antistatitisch wirkende Mittel zugemischt werden. Je nach Anforderung kann die Oberfläche der Meltblownvliese durch Oberflächenbehandlungsverfahren, wie zum Beispiel Coronabehandlung oder Plasmabehandlung, in ihrer Eigenschaft verändert werden. Außerdem können die Meltblownvliese, falls erforderlich, mittels eines Kalanders verdichtet werden.
Spinnvliese bestehen ebenfalls aus polymeren Endlosfasern, deren Faserdurchmesser aber meistens deutlich größer ist als der von Meltblownfasern. Spinnvliese werden nach dem der Fachwelt bekannten Spinnvliesverfahren hergestellt, wie es zum Beispiel in den Patentschriften US 4,340,563A , US 3,802,817A , US 3,855,046A und US 3,692,618A beschrieben ist. Für das Spinnvliesverfahren geeignete Polymere sind z. B. Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat, Polyethylennaphthalat, Polybutylennaphthalat, Polyamid, Polyphenylensulfid, Polyolefin.
Nassgelegte Vliese oder Papiere im Sinne dieser Erfindung sind alle Vliese, die mit den in der Fachwelt bekannten Nasslegeprozessen zur Herstellung von Schleifpapieren erzeugt werden können. Die Papiere für den erfindungsgemäßen Schleifmittelträger bestehen aus natürlichen, synthetischen, anorganischen Fasern oder einer Mischung daraus. Beispiele für natürliche Fasern sind Zellulose, Baumwolle, Wolle, Hanf, wobei das eingesetzte Zellulosematerial holzfreie und/oder holzhaltige Zellulosen von Nadel- und/oder Laubbäumen, Regeneratzellulosen und fibrillierte Zellulosen sein kann. Anorganische Fasern sind zum Beispiel Glasfaser, Basaltfasern, Quarzfasern, Carbonfasern und Metallfasern. Als Synthesefasern eignen sich zum Beispiel Polyesterfasern, Polypropylenfasern, Mehrkomponentenfasern mit unterschiedlichen Schmelzpunkten der einzelnen Komponenten, Polyamidfasern und Polyacrylnitrilfasern. Der Titer der Synthesefasern beträgt typischerweise 0,1 dtex–8,0 dtex, bevorzugt 0,5 dtex–5 dtex und die Schnittlänge typischerweise 3 mm–20 mm, bevorzugt 4 mm–12 mm. Die Papiere für das erfindungsgemäße Filtermaterial können entweder zu 100% aus natürlichen, synthetischen oder anorganischen Fasern bestehen, es ist aber auch jede beliebige Mischung aus diesen Faserarten möglich.
Vliese zur Herstellung des erfindungsgemäßen Schleifmittelträgers haben eine Flächenmasse von 20 g/m²–800 g/m², bevorzugt von 30 g/m²–750 g/m², eine Dicke von 0,010 mm–2,000 mm, bevorzugt von 0,020 mm–1,800 mm, eine Bruchkraft trocken längs von 10–800 N/15 mm, bevorzugt 20–750 N/15 mm, eine Bruchkraft trocken quer von 5–600 N/15 mm, bevorzugt 10–500 N/15 mm, einen Berstdruck nach Mullen von 50 kPa–1500 kPa, bevorzugt 100 kPa–1400 kPa, eine Spaltfestigkeit quer von mindestens 0,20 N/25 mm, bevorzugt von mindestens 0,5 N/25 mm, eine Nassdehnung nach Fenchel von 0,01%–3,50%, bevorzugt von 0,05%–3,0%, eine Weiterreißfestigkeit nach Elmendorf quer von mindestens 100 mN, bevorzugt von mindestens 200 mN.
Der erfindungsgemäße Schleifmittelträger kann aus einer oder mehreren Vlieslagen bestehen. Besteht der Schleifmittelträger aus mindestens zwei Lagen, so können diese in ihrer Beschaffenheit und ihren Eigenschaften entweder gleich oder unterschiedlich ausgestaltet sein. So ist es zum Beispiel ohne weiteres möglich, zwei gleichartige Papiere oder zwei unterschiedliche Papiere oder ein Papier und ein Spinnvlies miteinander zu kombinieren. Es versteht sich von selbst, dass die angegebenen Kombinationen nur Beispiele darstellen und den Umfang der vorliegenden Erfindung nicht einschränken.
Die mindestens zwei Vliese für den erfindungsgemäßen Schleifmittelträger können vor oder nach dem Imprägnieren mittels Verklebung oder über Schweißverbindungen oder einer Kombination daraus verbunden werden.
Vorteilhafte Kleber haben einen Erweichungspunkt von über 200°C. Bei der bestimmungsgemäßen Verwendung wird der erfindungsgemäße Schleifmittelträger Temperaturen bis 150°C und hohen mechanischen Belastungen ausgesetzt. Dabei darf sich die Kleberverbindung nicht lösen. Geeignete Kleber für diese Anwendung sind Polyurethankleber, Polyamidkleber oder Polyesterkleber. Besonders bevorzugt sind dabei Polyurethankleber, die mit der Luftfeuchtigkeit vernetzen. Die Kleber können entweder als Pulver oder aufgeschmolzen mittels Rasterwalzen oder Sprühdüsen aufgebracht werden. Das Auftragsgewicht des Klebers liegt typischerweise zwischen 5–20 g/m², bevorzugt zwischen 5–10 g/m².
Die Schweißverbindung kann sowohl durch eine Ultraschallanlage als auch durch einen Thermokalander erfolgen. Dabei werden die Polymere der zu verschweißenden Lagen entweder vollflächig oder bereichsweise aufgeschmolzen und miteinander verschweißt. Die bereichsweisen Schweißverbindungen können dabei beliebige geometrische Formen haben, wie zum Beispiel Punkte, gerade Linien, gekrümmte Linien, Rauten, Dreiecke, usw. Die Fläche der bereichsweisen Schweißverbindungen beträgt vorteilhafterweise höchstens 10% der Gesamtfläche des erfindungsgemäßen Schleifmittelträgers.
Besonders bevorzugt ist die Verbindung der einzelnen Vlieslagen durch Verkleben.
Um den erfindungsgemäßen Schleifmittelträger zu erhalten, wird das mindestens eine Vlies mit einem polymeren Bindemittel imprägniert, um die geforderten Eigenschaften, wie zum Beispiel Reißfestigkeit, Spaltfestigkeit, Elastizität, Wasserbeständigkeit, Formstabilität und Dichtigkeit zu erhalten. Für den Fachmann ist es immer besonders schwierig, ein ausgewogenes Verhältnis zwischen hoher Spaltfestigkeit und hoher Dichtigkeit einzustellen. Um eine hohe Spaltfestigkeit zu erzielen, wird eine starke Faser-Faser-Bindung benötigt, die nur durch Polymerlösungen erreicht wird. Mit Polymerlösungen imprägnierte Schleifmittelträger sind aber nicht ausreichend dicht gegen das Eindringen von Grundlack während des Besandens. Polymerdispersionen andererseits dichten den Schleifmittelträger zwar sehr gut gegen den Grundlack ab, bewirken aber meist keine ausreichende Spaltfestigkeit. Den Erfindern ist es durch viele Versuche nun gelungen, einen sehr spaltfesten Schleifmittelträger herzustellen, der dennoch eine hohe Abdichtung gegenüber dem Eindringen von Grundlack während des Besandens aufweist. Diese Eigenschaften werden erreicht, indem die oben beschriebenen Vliese von der einen Seite mit einer thermisch härtbaren Polymerlösung und von der anderen Seite mit einer weichen Polymerdispersion imprägniert werden oder indem man mindestens zwei Vlieslagen miteinander kombiniert, von denen mindestens eine Lage mit einer thermisch härtbaren Polymerlösung und mindestens eine Lage mit einer wässrigen Polymerdispersion imprägniert ist.
Zur Imprägnierung der Vliese für den erfindungsgemäßen Schleifmittelträger können unterschiedliche Verfahren eingesetzt werden. Besteht das Vlies aus nur einer Lage oder wurden mindestens zwei Lagen bereits vor der Imprägnierung miteinander verbunden, so kann die eine Seite mit einer thermisch härtbaren Polymerlösung und die andere Seite mit einer wässrigen Polymerdispersion imprägniert werden. Welche Seite des Vlieses mit welchem Imprägniermittel behandelt wird, weiß der Fachmann nach den Anforderungen an den erfindungsgemäßen Schleifmittelträger auszuwählen. Die Imprägnierung geschieht in der Weise, dass die thermisch härtbare Polymerlösung die Dicke des erfindungsgemäßen Schleifmittelträgers mindesten zu 50% bis höchstens 80% durchdringt, während die wässrige Polymerdispersion die Dicke des Schleifmittelträgers zu mindestens 25% bis höchstens 50% durchdringt.
Geeignete Imprägnierverfahren sind zum Beispiel Walzenauftrag, Roll- oder Messerrakel oder Aufsprühen.
In einem weiteren Arbeitsschritt wird die Imprägnierung getrocknet. Dabei ist es möglich, jede der beiden Imprägnierungen gleich nach deren Auftrag zu trocknen oder erst gemeinsam nach dem Auftrag der zweiten Imprägnierung. Die Härtung der thermischen Polymerlösung kann entweder gleich im Anschluss zur Trocknung erfolgen oder erst später, zum Beispiel während der Besandung des Schleifmittelträgers.
Es ist weiterhin möglich, zwei oder mehr so hergestellte Vliese miteinander zu kombinieren. In einer bevorzugten Ausführung wird dabei die mit der wässrigen Polymerdispersion imprägnierte Seite des einen Vlieses mit der mit der thermisch vernetzenden Polymerlösung imprägnierten Seite des zweiten Vlieses verbunden. Geeignete Verbindungstechniken sind das Verkleben und das Verschweißen, wie bereits weiter oben beschrieben. Bevorzugt ist dabei die Verklebung mit einem unter Luftfeuchtigkeit härtenden Polyurethankleber.
Besteht der erfindungsgemäße Schleifmittelträger aus mindestens zwei Vlieslagen, so ist es auch ohne weiteres möglich, jede Vlieslage für sich zu imprägnieren und sie erst nach der Imprägnierung zusammenzufügen. Dabei wird mindestens eine Vlieslage mit einer thermisch härtbaren Polymerlösung vollständig imprägniert und mindestens eine Vlieslage mit einer wässrigen Polymerlösung vollständig imprägniert. Bevorzugt werden dabei mindestens zwei Vliese in der Weise kombiniert, dass die Dicke des oder der mit der thermisch härtbaren Polymerlösung imprägnierten Vliese mindestens 50% und höchstens 80% der Dicke des gesamten erfindungsgemäßen Schleifmittelträgers ausmacht, während die Dicke des oder der mit der wässrigen Polymerdispersion imprägnierten Vliese mindestens 25% bis höchstens 50% der Gesamtdicke des Schleifmittelträgers beträgt.
In einer Ausführungsform können die mindestens zwei Vlieslagen nach dem Imprägnieren und vor dem Trocknen zusammengefügt werden, wobei die Vlieslagen über die Imprägniermittel miteinander verklebt werden. Nach dem Trocknen kann die thermisch härtbare Polymerlösung entweder gleich oder erst später, zum Beispiel während der Besandung, gehärtet werden.
In einer bevorzugten Ausführung werden die mindesten zwei Vliese getrennt voneinander imprägniert, getrocknet und anschließend miteinander verbunden. Die Härtung der thermisch härtbaren Polymerlösung kann entweder gleich im Anschluss zur Trocknung oder später, zum Beispiel während des Besandens, erfolgen. Geeignete Verbindungstechniken sind das Verkleben und das Verschweißen, wie bereits weiter oben beschrieben. Bevorzugt ist dabei die Verklebung mit einem unter Luftfeuchtigkeit härtendem Polyurethankleber.
Geeignete Imprägnierverfahren sind zum Beispiel das Tauchimprägnieren, das Leimpressenimprägnieren, der beidseitige Walzenauftrag und das beidseitige Aufsprühen.
Die möglichen Vlieskombinationen zur Herstellung des erfindungsgemäßen Schleifmittelträgers sollen nun beispielhaft an Hand einiger Zeichnungen veranschaulicht werden. Die Zeichnungen zeigen alle einen Querschnitt durch den Schleifmittelträger. Die Zeichnungen dienen nur zur Veranschaulichung der Erfindung und stellen keine begrenzende Auswahl dar. Besonders bei den mehrlagig aufgebauten Schleifmittelträgern ist eine große Anzahl von Vlieskombinationen möglich, die sich in ihrer Art, ihren Eigenschaften und ihrer Anzahl unterscheiden können und aus Platzgründen nicht alle im Einzelnen aufgeführt werden können.
In 1 ist ein einlagiger Schleifmittelträger zu sehen. Die thermisch härtbare Polymerlösung durchdringt von der einen Seite seine Dicke zu mindestens 50% bis höchstens 80%, während die wässrige Polymerdispersion seine Dicke von der anderen Seite zu mindestens 25% bis höchstens 50% durchdringt. Beide Imprägnierungen können sich in einem Übergangsbereich vermischen.
2 zeigt einen zweilagigen Schleifmittelträger. Die beiden Vlieslagen wurden vor dem Imprägnieren miteinander mit einer der weiter oben beschriebenen Verbindungstechniken verbunden. Es können zwei gleichartige oder zwei unterschiedliche Vlieslagen verwendet werden. Das Dickenverhältnis der beiden Vlieslagen spielt dabei keine Rolle. Wichtig ist nur, dass die thermisch härtbare Polymerlösung von der einen Seite die Gesamtdicke des Schleifmittelträgers zu mindestens 50% bis höchstens 80% durchdingt, während die wässrige Polymerdispersion seine Gesamtdicke von der anderen Seite zu mindestens 25% bis höchstens 50% durchdringt. Dabei kann eine der beiden Imprägnierungen über die Verbindungsstelle der beiden Vlieslagen hinausgehen. Eine Vermischung der beiden Imprägnierarten in einem Übergangsbereich ist auch hier möglich.
3 stellt einen dreilagigen Aufbau dar. Die drei Vlieslagen wurden vor dem Imprägnieren miteinander mit einer der weiter oben beschriebenen Verbindungstechniken verbunden. Es können entweder gleichartige oder unterschiedliche Vlieslagen verwendet werden. Das Dickenverhältnis der Vlieslagen spielt dabei keine Rolle. Wichtig ist nur, dass die thermisch härtbare Polymerlösung von der einen Seite die Gesamtdicke des Schleifmittelträgers zu mindestens 50% bis höchstens 80% durchdingt, während die wässrige Polymerdispersion seine Gesamtdicke von der anderen Seite zu mindestens 25% bis höchstens 50% durchdringt. Dabei kann eine der beiden Imprägnierungen über eine oder beide Verbindungsstelle der drei Vlieslagen hinausgehen. Eine Vermischung der beiden Imprägnierarten in einem Übergangsbereich ist auch hier möglich.
In 4 ist ein Schleifmittelträger dargestellt, der aus zwei Vlieslagen zusammengesetzt ist. Die Vlieslagen wurden vor dem Verbinden einzeln imprägniert. Vlieslage A wurde mit einer thermisch härtbaren Polymerlösung und Vlieslage B mit einer wässrigen Polymerlösung getränkt. Die Dicke der Vlieslage A macht mindestens 50% bis höchstens 80% der Gesamtdicke des Schleifmittelträgers aus, während die Vlieslage B mindestens 25% bis höchstens 50% zur Gesamtdicke beiträgt. Auch bei dieser Variante können zwei gleichartige oder zwei unterschiedliche Vlieslagen verwendet werden.
Der in 5 dargestellte Schleifmittelträger ist aus drei Vlieslagen aufgebaut, die ebenfalls vor dem Verbinden einzeln imprägniert wurden. Zwei Vlieslagen sind mit der thermisch vernetzbaren Polymerlösung und eine Vlieslage mit der wässrigen Polymerdispersion imprägniert. Dabei können die drei Vlieslagen gleich oder unterschiedlich ausgestaltet sein. Die Dicke der beiden mit der thermisch vernetzbaren Polymerlösung imprägnierten Vlieslagen zusammen macht mindestens 50% bis höchstens 80% der Gesamtdicke des Schleifmittelträgers aus, während die Dicke der Vlieslage, die mit der wässrigen Polymerlösung imprägniert ist, mindestens 25% bis höchstens 50% zur Gesamtdicke beiträgt.
6 entspricht im wesentlichen 5, nur dass hier eine Vlieslage mit der thermisch vernetzbaren Polymerlösung und zwei Vlieslagen mit der wässrigen Polymerdispersion imprägniert sind. Die Dicke der mit der thermisch vernetzbaren Polymerlösung imprägnierten Vlieslage trägt auch hier zu mindestens 50% bis höchstens 80% der Gesamtdicke des Schleifmittelträgers bei. Die Dicken der beiden Vlieslagen, die mit der wässrigen Polymerdispersion imprägniert sind, machen zusammen mindestens 25% bis höchstens 50% der Gesamtdicke aus.
7 zeigt eine Kombination aus zwei Lagen des in 1 dargestellten Schleifmittelträgers. Die beiden Lagen wurden getrennt voneinander imprägniert und anschließend in der Weise miteinander verbunden, dass die mit wässriger Polymerdispersion imprägnierte Seite von Lage A auf der mit der thermisch vernetzbaren Polymerlösung imprägnierten Seite von Lage B zu liegen kommt. Auch hier können die beiden Vlieslagen gleich oder unterschiedlich ausgestaltet sein.
8 entspricht im wesentlichen 7, nur dass hier drei Lagen des in 1 dargestellten Schleifmittelträgers miteinander kombiniert sind. Die drei Lagen wurden getrennt voneinander imprägniert und anschließend in der Weise miteinander verbunden, dass die mit wässriger Polymerdispersion imprägnierte Seite von Lage A auf der mit thermisch vernetzbarer Polymerlösung imprägnierten Seite von Lage B zu liegen kommt. Die mit der thermisch härtbaren Polymerlösung imprägnierte Seite von Vlies C ist mit der Seite von Vlies B verbunden, die mit der wässrigen Polymerdispersion imprägniert ist. Die drei Vlieslagen können gleich oder unterschiedlich ausgestaltet sein.
9 entspricht im wesentlichen 7, nur dass hier drei Lagen des in 1 dargestellten Schleifmittelträgers miteinander kombiniert sind. Die drei Lagen wurden getrennt voneinander imprägniert und anschließend in der Weise miteinander verbunden, dass die mit der thermisch vernetzbaren Polymerlösung imprägnierte Seite von Lage A auf der mit der thermisch vernetzbaren Polymerlösung imprägnierten Seite von Lage B zu liegen kommt. Die mit der thermisch härtbaren Polymerlösung imprägnierte Seite von Vlies C ist mit der Seite von Vlies B verbunden, die mit der wässrigen Polymerdispersion imprägniert ist. Die drei Vlieslagen können gleich oder unterschiedlich ausgestaltet sein.
10 zeigt eine Kombination aus zwei Lagen des in 2 dargestellten Schleifmittelträgers. Die beiden Lagen wurden getrennt voneinander imprägniert und anschließend in der Weise miteinander verbunden, dass die mit wässriger Polymerdispersion imprägnierte Seite des Vlieses A auf der mit der thermisch vernetzbaren Polymerlösung imprägnierten Seite des Vlieses B zu liegen kommt. Alle Vlieslagen können gleich oder unterschiedlich ausgestaltet sein.
11 entspricht im wesentlichen 10, nur dass hier drei Lagen des in 2 dargestellten Schleifmittelträgers miteinander kombiniert sind. Die drei Lagen wurden getrennt voneinander imprägniert und anschließend in der Weise miteinander verbunden, dass die mit wässriger Polymerdispersion imprägnierte Seite des Vlieses A auf der mit thermische vernetzbarer Polymerlösung imprägnierten Seite des Vlieses B zu liegen kommt. Die mit der thermisch härtbaren Polymerlösung imprägnierte Seite von Vlies C ist mit der Seite von Vlies B verbunden, die mit der wässrigen Polymerdispersion imprägniert ist. Alle Vlieslagen können gleich oder unterschiedlich ausgestaltet sein.
12 entspricht im wesentlichen 10, nur dass hier drei Lagen des in 2 dargestellten Schleifmittelträgers miteinander kombiniert sind. Die drei Lagen wurden getrennt voneinander imprägniert und anschließend in der Weise miteinander verbunden, dass die mit der thermisch vernetzbaren Polymerlösung imprägnierte Seite des Vlieses A auf der mit der thermische vernetzbaren Polymerlösung imprägnierten Seite des Vlieses B zu liegen kommt. Die mit der thermisch härtbaren Polymerlösung imprägnierte Seite von Vlies C ist mit der Seite von Vlies B verbunden, die mit der wässrigen Polymerdispersion imprägniert ist. Alle Vlieslagen können gleich oder unterschiedlich ausgestaltet sein.
Als thermisch härtbare Polymerlösungen eignen sich zum Beispiel Phenolharze, Epoxidharze, Melamin-Formaldehyd-Harze, Harnstoff-Formaldehyd-Harze, Polyvinylalkohole, Polyurethanharze oder Mischungen daraus. Geeignete Lösemittel sind je nach verwendetem Harztyp entweder Wasser oder organische Lösemittel, wie zum Beispiel Methanol.
Die Polymere sind entweder von sich aus thermisch selbstvernetzend oder sie können durch Zugabe geeigneter Vernetzer, wie zum Beispiel Polyaminen, Polycarbonsäuren, Hexamethylentetramin, Formaldehyd, Metallverbindungen vernetzend eingestellt werden.
Den thermisch härtbaren Polymerlösungen können nach Bedarf noch weitere Stoffe, wie zum Beispiel Farben, Füllstoffe, grenzflächenaktive Substanzen, Flammschutzmittel, antistatisch wirkende Mittel zugegeben werden.
Die thermisch vernetzbaren Polymerlösungen haben einen Feststoffgehalt von 10%–100% und eine Viskosität von 2 mPas–15000 mPas.
Geeignete wässrige Polymerdispersionen zur Imprägnierung des Trägermaterials sind zum Beispiel wässrige Dispersionen aus Acrylsäureestern, Polyvinylacetat, Acrylnitril-Butadien-Kautschuk, Acrylsäureester-Styrol-Copolymere, Ethylen-Vinylacetat-Copolymere, Styrol-Butadien-Kautschuk, Phenolharz, Epoxidharz, Naturkautschuk oder Mischungen daraus.
Bei Bedarf können den wässrigen Polymerdispersionen noch weitere Stoffe, wie zum Beispiel Farben, Füllstoffe, grenzflächenaktive Substanzen, Flammschutzmittel, antistatisch wirkende Mittel zugegeben werden.
Geeignete wässrige Polymerdispersionen haben eine Glasübergangstemperatur von –20°C bis 70°C. Vor ihrer Verarbeitung als Imprägniermittel werden sie durch Zugabe von Wasser und bei Bedarf eines geeigneten Viskositätsreglers, zum Beispiel Polyacrylsäure, auf eine Viskosität von 5 mPas–1000 mPas, bevorzugt von 10 mPas–500 mPas und einen Feststoffgehalt von 5%–50%, bevorzugt von 10–45% eingestellt.
Das Trägermaterial wird mit 5 Gew.%–50 Gew.% der getrockneten Polymerlösung bezogen auf das Gewicht des imprägnierten Trägermaterials imprägniert. Der Imprägniermittelgehalt an getrockneter Polymerdispersion beträgt 2 Gew.%–25 Gew.% bezogen auf das Gewicht des imprägnierten Trägermaterials.
Geeignete Imprägnierverfahren sind zum Beispiel Walzenauftrag, Roll- oder Messerrakel oder Aufsprühen.
In einer speziellen Ausführungsform des Schleifmittelträgers ist auf der mit der wässrigen Polymerdispersion imprägnierten Seite ein Sperrstrich aufgetragen. Besitzt der Schleifmittelträger zwei Seiten, die mit einer wässrigen Polymerdispersion imprägniert sind, so wählt der Fachmann auf Grund der Anforderungen die am besten geeignete Seite aus. Dieser Sperrstrich kann beispielsweise durch Aufbringen einer wässrige Dispersion auf der Basis Acrylsäureestern, Polyvinylacetat, Acrylnitril-Butadien-Kautschuk, Acrylsäureester-Styrol-Copolymere, Ethylen-Vinylacetat-Copolymere, Styrol-Butadien-Kautschuk, Phenolharz, Epoxidharz, Naturkautschuk oder Mischungen daraus hergestellt werden. Die Auftragsmenge nach dem Trocknen beträgt 2–15 g/m², bevorzugt 3–12 g/m².
Dem Sperrstrich können noch verschiedene Additive und/oder Füllstoffe zugegeben werden. Beispiele für Additive sind Farben, Vernetzer, Hydrophobierungsmittel, Oleophobierungsmittel, Hydrophilierungsmittel, antistatisch wirkende Mittel oder Mischungen daraus. Als Füllstoffe kann z. B. Kaolin, Titandioxid, Talkum, Calciumkarbonat, Siliciumdioxid, Bentonite oder Mischungen daraus eingesetzt werden.
Geeignete Beschichtungsverfahren sind z. B. Rollrakel, Messerrakel, Luftbürste oder Walzenauftrag.
Zur Steigerung der Oberflächenglätte und der Flexibilität kann der imprägnierte und gegebenenfalls mit Sperrstrich beschichtete Schleifmittelträger kalandriert werden. Bevorzugt läuft der erfindungsgemäße imprägnierte Schleifmittelträger dabei durch den Spalt eines Walzenpaares bestehend aus einer Stahl- und einer Gummiwalze mit einem Spaltdruck von 30 bis 300 N/mm, bevorzugt von 50 bis 250 N/15 mm. Dabei wird der Schleifmittelträger in der Weise dem Kalander zugeführt, dass die Seite mit der Imprägnierung aus Polymerdispersion mit der Stahlwalze in Berührung kommt. Die Kalandertemperatur liegt zwischen 20° und 80°C, bevorzugt zwischen 50°C und 70°C.
Der erfindungsgemäße Schleifmittelträger hat eine Flächenmasse von 50–1000 g/m², bevorzugt von 100–900 g/m², eine Dicke von 0,010–2,000 mm, bevorzugt von 0,020–1,800 mm, eine Bruchkraft trocken in Längsrichtung von 20–1500 N/15 mm, bevorzugt von 30–1400 N/15 mm, eine Bruchkraft trocken in Querrichtung von 10–1200 N/15 mm, bevorzugt von 20 N/15 mm–1000 N/15 mm, einen Berstdruck nach Mullen von mindestens 200 kPa, bevorzugt von mindestens 300 kPa, eine Spaltfestigkeit von mindestens 0,5 N/25 mm, bevorzugt von mindestens 1,0 N/25 mm, eine Nassdehnung nach Fenchel von 0,05%–3,50%, bevorzugt von 0,05%–3,00%, eine Weiterreißfestigkeit nach Elmendorf quer von mindestens 200 mN, bevorzugt von mindestens 300 mN und eine Luftdurchlässigkeit von höchstens 50 l/m²s, bevorzugt von höchstens 45 l/m²s.
Zur Herstellung des Schleifartikels wird der erfindungsgemäße Schleifmittelträger noch besandet. Unter Besanden versteht man das Aufbringen eines Grundlacks auf den Schleifmittelträger, das anschließende Aufstreuen des Schleifkorns, das Trocknen des Grundlacks, das Aufbingen eines Decklacks auf das Schleifkorn und die endgültige Trocknung des Decklacks. Der Grundlack besteht z. B. aus Epoxidharz, Phenolharz, Alkydharz, Harnstoffharz oder Mischungen daraus. Die Harze werden in einem geeigneten Lösemittel dispergiert und auf das Vlies (Schleifrohpapier) aufgetragen. Der Grundlack wird auf der mit der Polymerdispersion imprägnierten Seite des Schleifmttelträgers aufgebracht. Besitzt der Schleifmittelträger zwei Seiten, die mit einer wässrigen Polymerdispersion imprägniert sind, so wählt der Fachmann auf Grund der Anforderungen die am besten geeignete Seite aus. Besitzt der Schleifmittelträger einen Sperrstrich, so wird der Grundlack auf den Sperrstrich aufgebracht. Die Schleifkörner werden dann auf den noch nassen Grundlack aufgestreut, wobei die einzelnen Körner durch elektrostatische Vorrichtungen auf dem Schleifrohpapier optimal ausgerichtet werden. Anschließend läuft das mit dem nassen Grundlack und dem darauf haftenden Schleifkörnern beschichtete Schleifrohpapier in einen Trockenofen, in dem der Grundlack getrocknet wird. Nach der Trocknung erfolgt die Beschichtung der Schleifkörner mit dem Decklack. Der Decklack ist für gewöhnlich ein hartes, duroplastisch härtendes Harz, das die Schleifkörner zusätzlich auf dem Schleifpapier verankert. Abgeschlossen wird die Besandung durch das Aushärten des Grund- und Decklackes. Anwendung findet der erfindungsgemäße Schleifartikel als Schleifscheiben, Schleifbänder und bogenförmige Schleifartikel.
Prüfmethoden
Berstfestigkeit nach Mullen nach DIN EN ISO 2758
Luftdurchlässigkeit nach Verseidag nach DIN EN ISO 9237 mit einer Probenfläche von 20 cm² und einem Druck von 1000 mm Wassersäule.
Nassdehnung nach Fenchel nach DIN 53130:
Aus dem Schleifmittelträger werden zwei Streifen mit jeweils 15 mm Breite in quer zur Laufrichtung der Schleifmittelträgerbahn geschnitten und 30 Minuten bei 120°C nachgetrocknet. Danach erfolgt eine Reklimatisierung für 24 h bei 23°C und 50% relativer Luftfeuchte. Die Messung erfolgt mit dem Nassdehnungsprüfer NDT 6/10 der Fa. Kögl WMP GmbH Leipzig.
Einer der Schleifmittelträgerstreifen wird mit 100 mm freier Länge spannungsfrei zwischen zwei Klemmen eingespannt. Die untere Klemme ist starr und das Gewicht der oberen Klemme wird durch ein Gegengewicht ausgeglichen und ist mit der Anzeige verbunden. Ein Becherglas wird mit 900 ml temperiertem (23%) Wasser gefüllt. Durch Eintauchen des Schleifmittelträgerstreifens in das Wasser (Becherglas fährt nach oben) dehnt sich der Streifen aus. Durch das Gegengewicht wird eine definierte Probenspannkraft von 15 g auf den Streifen ausgeübt, die den Streifen dehnt. Die Dehnung wird in Prozent an der Skala angezeigt. Dauer der Messung 1800 s. Der angegebene Dehnungswert in % ist der Mittelwert aus zwei Messungen.
Flächenmasse nach DIN EN ISO 536

Dicke nach DIN EN ISO 534 mit 20 N Auflagedruck und einer Messfläche von 200 mm²
Bruchkraft trocken in Längs- und Querrichtung nach DIN EN ISO 1924-2, Streifenbreite 15 mm, Einspannlänge 100 mm, Abzugsgeschwindigkeit 150 mm/min
Bruchdehnung trocken in Längs- und Querrichtung nach DIN EN ISO 1924-2, Streifenbreite 15 mm, Einspannlänge 100 mm, Abzugsgeschwindigkeit 150 mm/min
Weiterreißwiderstand nach Elmendorf in Querrichtung nach DIN EN 21974 mit einem Probenpaket aus 2 Papierblättern

Spaltfestigkeit in Querrichtung:
Aus einem vorher 24 Stunden bei 23°C und 50% relativer Luftfeuchtigkeit klimatisiertem Schleifmittelträger werden 2 Streifen mit je 50 mm Breite und 200 mm Länge geschnitten. Die 200 mm lange Seite verläuft dabei quer zur Laufrichtung des Schleifmittelträgers. Auf die Vorder- und Rückseite dieser Muster werden dann ca. 150 mm lange Streifen des Testklebebandes Scotch 3M 365 (50 mm breit) faltenfrei so aufgeklebt, dass an einem Ende der Schleifmittelträger um ca. 50 mm übersteht. Dieser Verbund wird dann anschließend mit einer 4,5 kg schweren und 50 mm breiten Stahlwalze verpresst. Dabei wird die Stahlwalze ohne zusätzlichen Druck per Hand zweimal über den Verbund gerollt. Aus jedem Streifen, bestehend aus dem Schleifmittelträger und dem Testklebeband auf beiden Seiten des Schleifmittelträgers, wird eine Probe mit 25 mm Breite und 200 mm Länge zugeschnitten. Von dem Ende her, an dem der Schleifmittelträger übersteht, wird auf einer Seite das Klebeband mit der Hand ein kurzes Stück weit abgezogen, so dass der Schleifmittelträger über die ganze Breite der Probe aufgespalten wird. Bevorzugt wird die Aufspaltung auf der Schleifmittelträgerseite durchgeführt, auf der das Testklebeband am stärksten haftet. Je nach Imprägnierung oder Beschichtung des Schleifmittelträgers kann es vorkommen, dass das Aufspalten Schwierigkeiten bereitet. Bei schlechter Haftung des Testklebebands auf dem zu prüfenden Schleifmittelträger und bei sehr hoher Spaltfestigkeit muss der zu prüfende Schleifmittelträger mit einer Rasierklinge vorsichtig eingeschnitten und dann mit Hilfe des Testklebebandes weiter gespalten werden. Die Messung der Spaltfestigkeit erfolgt in einer Universalprüfmaschine der Fa. Zwick Typ Roell Z 0.5 mit folgenden Einstellungen:
Messbereich 0,5 F
Programm Nassschleif-Spaltfestigkeit
Geschwindigkeit 300 mm/min
Klemmenabstand 25 mm
Das mit der Hand abgezogene Testklebeband Scotch 3M 365 wird in die obere Klemme der Zugprüfmaschine eingespannt. Der zu prüfende Schleifmittelträger mit dem darauf haftenden 2. Streifen des Testklebebandes wird so in die untere Klemme der Universalprüfmaschine eingespannt, dass der Verbund im 90°-Winkel zur Zugrichtung absteht. Während der Messung ist darauf zu achten, dass die Spaltung in der Mitte des zu prüfenden Schleifmittelträgers erfolgt und nicht nur einzelne Fasern aus der Trägeroberfläche gerissen werden. Messungen, bei denen die Spaltung nicht in Papiermitte erfolgt, werden verworfen und wiederholt. Gemessen wird die durchschnittliche Kraft, die benötigt wird, um den Schleifmittelträger zu spalten. Das Ergebnis ist der Mittelwert aus zwei Einzelmessungen.
Der Anteil des Imprägniermittels in einem Schleifmittelträger berechnet sich nach folgender Formel: Imprägniermittelanteil in % = (FM Imp./FM Träger)·100 mit

FM Imp.: = Masse des trockenen Imprägniermittels pro m² Träger und
FM Träger: = Flächenmasse des imprägnierten Trägers

Beispiele
Beispiel 1 (Vergleichsbeispiel)
Nach dem allgemein bekannten Verfahren der Papierherstellung wurde in einer Papiermaschine eine Papierbahn aus 100% Zellulose erzeugt. Das so hergestellte Papier hatte eine Flächenmasse von 150 g/m², eine Dicke von 0,255 mm, eine Bruchkraft trocken längs von 129 N/15 mm, eine Bruchkraft trocken quer von 76 N/15 mm, einen Berstdruck nach Mullen von 341 kPa, eine Spaltfestigkeit von 1,33 N/25 mm, eine Nassdehnung nach Fenchel von 1,531% und eine Weiterreißfestigkeit nach Elmendorf quer von 1654 mN.
In einem getrennten Arbeitsgang wurde das Papier mit einer Lösung von 2 Gewichtsteilen Epoxidharz und 1 Gewichtsteil Härter in Methanol mittels beidseitigem Walzenauftrag imprägniert, getrocknet und anschließend bei 120°C gehärtet. Der Imprägniermittelanteil betrug 17,5%.
Das Epoxid-Harz ist unter der Bezeichnung CHS 520 von der Fa. Spolchemie in der Tschechischen Republik zu beziehen. Der Härter ist unter der Bezeichnung ITAMID D von der Firma ddchem in Italien erhältlich.
Schließlich wurde das imprägnierte und getrocknete Papier mittels eines Walzenpaares bestehend aus einer Stahl- und einer Gummiwalze mit einem Spaltdruck von 200 N/mm und einer Temperatur von 70°C kalandriert.
Die Eigenschaften des so erzeugten Schleifmittelträgers sind in Tabelle 1 zusammengefasst.
Beispiel 2 (Vergleichsbeispiel)
Das gleiche Papier, wie in Beispiel 1 beschrieben, wurde mit in einem getrennten Arbeitsschritt mit einer SBR-Dispersion mittels Tauchimprägnierung imprägniert und getrocknet. Der Imprägniermittelanteil betrug 10,7%.
Die wässrige Polymerdispersion ist unter der Bezeichnung Litex SX 1009 von der Fa. Syntomer, Marl zu beziehen und hatte bei der Verarbeitung einen Feststoffgehalt von 27,3% und eine Brookflied-Viskosität LV von 19,3 mPas.
Anschließend wurde das imprägnierte und getrocknete Papier mittels eines Walzenpaares bestehend aus einer Stahl- und einer Gummiwalze mit einem Spaltdruck von 200 N/mm und einer Temperatur von 70°C kalandriert.
Die Eigenschaften des so erzeugten Schleifmittelträgers sind in Tabelle 1 zusammengefasst.
Beispiel 3 (Erfindung)
Das gleiche Papier, wie in Beispiel 1 beschrieben, wurde in einem getrennten Arbeitsschritt auf seiner Oberseite mit einer Lösung von 2 Gewichtsteilen Epoxidharz und 1 Gewichtsteil Härter in Methanol und auf seiner Siebseite mit einer wässrigen Dispersion mittels beidseitigem Walzenauftrag imprägniert, getrocknet und anschließend bei 120°C gehärtet. Der Imprägniermittelanteil an thermisch härtbarem Polymer betrug 20% und an Polymerdispersion 3%.
Das Epoxid-Harz ist unter der Bezeichnung CHS 520 von der Fa. Spolchemie, Tschechische Republik zu beziehen.
Der Härter ist unter der Bezeichnung ITAMID D von der Firma ddchem, Italien zu beziehen. Die thermisch härtbare Polymerlösung aus Epoxidharz, Härter und Methanol hatte bei der Verarbeitung einen Gesamtfeststoffgehalt von 33% und eine Brookfield-Viskosität LV von 4,6 mPas.
Die wässrige Dispersion hat die Bezeichnung Acronal 2416, erhältlich von der Fa. BASF, Ludwigshafen. Sie hatte bei der Verarbeitung einen Feststoffgehalt von 45% und eine Brookfield-Viskosität LV von 23 mPas.
Die Siebseite eines Papiers ist die Seite, mit der die Papierbahn bei seiner Erzeugung mit dem Entwässerungssieb in Berührung kommt. Die Oberseite ist die der Siebseite gegenüberliegende Seite.
Anschließend wurde das imprägnierte und getrocknete Papier mittels eines Walzenpaares bestehend aus einer Stahl- und einer Gummiwalze mit einem Spaltdruck von 200 N/mm und einer Temperatur von 70°C kalandriert. Dabei wurde der Schleifmittelträger in der Weise dem Kalander zugeführt, dass die Seite mit der Imprägnierung aus Polymerdispersion mit der Stahlwalze in Berührung kam.
Die Eigenschaften des so erzeugten Schleifmittelträgers sind in Tabelle 1 zusammengefasst.
Beispiel 4 (Erfindung)
Zwei Lagen des imprägnierten Papiers aus Beispiel 3 wurden mittels 5 g/m² eines reaktiven Einkomponenten Polyurethanklebers des Typs Kleiberit PUR 700.7 der Firma Klebchemie, Weingarten so miteinander verbunden, dass die Seite der einen Lage, die mit der thermisch härtbaren Polymerlösung imprägniert wurde, auf der Seite der zweiten Lage, die mit der wässrigen Polymerdispersion imprägniert wurde, zu liegen kam.
Anschließend wurde dieser Verbund mittels eines Walzenpaares bestehend aus einer Stahl- und einer Gummiwalze mit einem Spaltdruck von 200 N/mm und einer Temperatur von 70°C kalandriert. Dabei wurde der Schleifmittelträger in der Weise dem Kalander zugeführt, dass die Seite mit der Imprägnierung aus Polymerdispersion mit der Stahlwalze in Berührung kam.

Die Eigenschaften des so erzeugten Schleifmittelträgers sind in Tabelle 1 zusammengefasst. Tabelle 1

	Beispiel 1 (Vergleich)	Beispiel 2 (Vergleich)	Beispiel 3 (Erfindung)	Beispiel 4 (Erfindung)
Flächenmasse roh	150 g/m²	150 g/m²	150 g/m²	150 g/m²
Flächenmasse imprägniert	188 g/m²	168 g/m²	194 g/m²	414 g/m²
Bruchkraft längs	312 N/15 mm	134 N/15 mm	149 N/15 mm	573 N/15 mm
Berstfestigkeit nach Mullen	858 kPa	684 kPa	794 kPa	> 3000 kPa
Nassdehnung nach Fenchel	1,47%	1,92%	1,74%	1,74%
Spaltfestigkeit	spaltet nicht	3,1 N/25 mm	spaltet nicht	spaltet nicht
Weiterreissfestigkeit nach Elmendorf	> 8000 mN	1668 mN	1711 mN	> 8000 mN
Luftdurchlässigkeit	120 l/m²s	42 l/m²s	26 l/m²s	0 l/m²s

Die Ergebnisse zeigen, dass der erfindungsgemäße Schleifmittelträger aus Beispiel 3 die hohe Spaltfestigkeit des Vergleichsbeispiels 1 und die geringe Luftdurchlässigkeit des Vergleichsbeispiels 2 in sich vereint. Die Berstfestigkeit als Maß für die Elastizität liegt beim Beispiel 3 zwischen dem von Beispiel 1 und 2 und ist somit im Bereich der üblicherweise geforderten Werte. Das gleiche gilt für die Nassdehnung nach Fenchel, die ein Maß für die Dimensionsstabilität darstellt. Mit Beispiel 4, das ja eine Kombination von zwei Lagen des erfindungsgemäßen Schleifmittelträgers aus Beispiel 3 darstellt, lässt sich eine weitere Verbesserung der physikalischen Eigenschaften des Trägers erreichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2000/015389 A2 [0004]
EP 442218 A2 [0004]
US 4084941 [0008, 0009, 0013]
US 4340563 A [0017]
US 3802817 A [0017]
US3855046 A [0017]
US 3692618 A [0017]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Vliesstoffe, W. Albrecht, H. Fuchs, Wiley-VCH, 2012 [0015]
Van A. Wente, „Superfine Themoplastic Fibers”, Industrial Engineering Chemistry, Vol. 48, S. 1342–1346 [0016]
DIN EN ISO 9237 [0062]
DIN EN ISO 534 [0064]
DIN EN ISO 1924-2 [0064]
DIN EN ISO 1924-2 [0064]
DIN EN 21974 [0064]

Claims

Schleifmittelträger umfassend ein Trägermaterial aus mindestens einem nass- oder trockengelegten Vlies auf Basis von natürlichen und/oder synthetischen Fasern, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial auf einer Seite mit einer thermisch härtbaren Polymerlösung und auf der gegenüberliegenden Seite mit einer wässrigen Polymerdispersion imprägniert ist, wobei die thermisch härtbare Polymerlösung die Dicke des Trägermaterials zu mindestens 50% und zu höchstens 80% durchdringt, während die wässrige Polymerdispersion die Dicke des Trägermaterials zu mindestens 25% und zu höchstens 50% durchdringt.
Schleifmittelträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial ein Papier umfasst.
Schleifmittelträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial ein trockengelegtes Stapelfaservlies umfasst.
Schleifmittelträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial ein Meltblownvlies umfasst.
Schleifmittelträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial ein Spinnvlies umfasst.
Schleifmittelträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial aus mehreren gleichen Vlieslagen besteht.
Schleifmittelträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial aus mehreren unterschiedlichen Vlieslagen besteht.
Schleifmittelträger umfassend mindestens zwei Lagen eines Trägermaterials nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der wässrigen Polymerdispersion imprägnierte Seite der mindestens einen Lage mit der mit der themisch vernetzbaren Polymerlösung imprägnierten Seite der nachfolgenden Lage verbunden ist.
Schleifmittelträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der mit der Polymerdispersion imprägnierten Seite ein Sperrstrich aufgebracht ist.
Schleifmittelträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schleifmittelträger kalandriert ist.
Schleifartikel, umfassend einen Schleifmittelträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schleifmittelträger auf der mit der Polymerdispersion imprägnierten Seite besandet ist.
Schleifartikel nach Anspruch 11, wobei auf der mit der Polymerdispersion imprägnierten Seite des Schleifmittelträgers ein Sperrstrich angeordnet ist und der Schleifmittelträger auf der außenliegenden Seite des Sperrstrichs besandet ist.