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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft elastische flexible Schleifvorrichtungen
der Art, die manchmal als Schleifschwämme bezeichnet werden, welche
alle eine dünne
Trägerschicht
aus Schaum aufweisen und eine Schicht aus Schleifpartikeln aufweisen,
welche durch eine Schicht eines flexiblen Klebstoffs zusammen und an
der Trägerschicht
haften.
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Allgemeiner
Stand der Technik
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Elastische
flexible Schleifschwämme,
welche eine dünne
Trägerschicht
(z.B. etwa 3/16 Inch oder 0,5 cm dick) aus Urethanschaum aufweisen
und eine Schicht aus Schleifpartikeln aufweisen, welche durch eine Schicht
eines flexiblen Klebstoffs zusammen und entlang einer von deren
Hauptflächen
an der Schaumträgerschicht
haften, sind im Stand der Technik wohlbekannt. Ein solcher Schleifschwamm
ist kommerziell von der Minnesota Mining and Manufacturing Company,
St. Paul, MN, unter der Handelsbezeichnung „Softback Sanding Sponge" erhältlich.
Typischerweise ordnet ein Benutzer dieses Schleifschwamms die dem
Schleifmittel gegenüberliegende
Fläche
der Trägerschicht
in seiner Handinnenfläche
an und reibt das Schleifmittel über eine
zu schleifende Fläche,
wobei die Schleifmittelschicht in der Form an die Fläche, welche
geschliffen wird, angepasst wird. Während solche Schleifschwämme recht
gut funktionieren, um Objekte zu schleifen, welche parallele Flächen aufweisen,
werden ihre Träger
zu leicht zerrissen, wenn sie benutzt werden, um die überschneidenden
Flächen
von Vorsprüngen,
wie z.B. die Ecken einer Tischplatte, zu schleifen. Handdruck auf
den Schleifschwamm kann dazu führen,
dass ein solcher Vorsprung die Trägerschicht des Schleifschwamms durchdringt
und zerreißt,
wenn dieser über
den Vorsprung bewegt wird. Bei den bislang angewendeten Verfahren
zur Bildung des Urethanschaum trägers
war die Reißfestigkeit
des Trägers
zum großen
Teil eine Funktion der Urethanchemie, welche bei der Herstellung
des Schaums verwendet wurde. Es war schwierig, eine hohe Reißfestigkeit
für den
Träger
zu erzielen, und erforderte häufig
viele Versuche, Erfahrung und Glück;
und die maximalen erzielten Reißfestigkeiten
waren immer noch geringer als die angestrebten.
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Auch
muss die Schicht des flexiblen Klebstoffs in solch einem Schleifschwamm,
welche die Schicht der Schleifpartikel zusammen und entlang einer
von deren Hauptflächen
an der Schaumträgerschicht
haften lässt,
eine ausreichende Integrität
und Haftung an den Schleifpartikeln und an der Schaumträgerschicht
aufweisen, so dass sie nicht zerbricht oder die Schleifpartikel
freigibt oder sich von der Schaumträgerschicht ablöst, wenn
der elastische flexible Schleifschwamm in der Form angepasst und
benutzt wird, um eine Fläche
zu schleifen. Eine solche Integrität wird bereitgestellt, indem
eine Schicht eines Klebstoffmaterials aufgebracht wird, welche einen
Hauptteil aufweist, der über
der Hauptfläche
der Trägerschicht
liegt, an welcher sie haftet (wobei die Schleifpartikel in dem Hauptteil
eingebettet sind), und nur greifarmartige Teile aufweist, welche
sich in die offenen Zellen der Hauptfläche der Schaumträgerschicht
hinein erstrecken, um die Klebstoffschicht an dem Schaum zu befestigen.
Obwohl solch eine Schicht eines flexiblen Klebstoffmaterials die
gewünschte
Integrität
und Haftung an den Schleifpartikeln und der Schaumträgerschicht
bereitstellen kann, ist ihr Hauptteil, welcher über der Hauptfläche der
Trägerschicht
liegt, dick genug, um mehr der Schleifpartikel zu ummanteln, als
angestrebt sein könnte,
wodurch die Fähigkeit
der Schleifpartikel, eine Fläche
zu schleifen, über
welche der Schleifschwamm gerieben wird, begrenzt wird.
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Offenbarung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung stellt einen elastischen flexiblen Schleifschwamm
bereit, welcher eine dünne
Trägerschicht
aufweist, die etwa so flexibel und verformbar ist wie die Urethanträgerschichten
auf bekannten Schleifschwämmen
des Standes der Technik, während,
verglichen mit den Trägerschichten
jener Schleifschwämme
des Standes der Technik, eine deutlich verbesserte Reißfestigkeit
bereitgestellt wird.
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Der
Schleifschwamm gemäß der vorliegenden
Erfindung weist eine Schaumträgerschicht
auf, welche entlang einer ihrer Hauptflächen eine Schicht aus Schleifpartikeln
aufweist, welche durch eine Schicht eines flexiblen Klebstoffmaterials
zusammen und an der Trägerschicht
haften. Die Trägerschicht
weist, gemessen gemäß dem A.S.T.M.-Testverfahren
ASTM D 3574-95, eine Kompressionskraft-Durchbiegung von weniger
als 64 kPa (4 Pfund je Quadrat-Inch) bei 50%iger Durchbiegung auf
(wie Schleifschwämme
des Standes der Technik), um eine gute Anpassung der Form auf eine
zu schleifende Fläche
bereitzustellen, während
sie eine Reißfestigkeit
von mindestens 880 Newton je Meter (5 Pfund je Inch) aufweist, was
dem Schleifschwamm, verglichen mit Schleifschwämmen des Standes der Technik,
eine deutlich verbesserte Reißfestigkeit
verleiht, so dass der Schleifschwamm nicht leicht zerreißt, wenn
er benutzt wird, um Vorsprünge
zu schleifen.
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Diese
Trägerschicht
mit hoher Reißfestigkeit
kann bereitgestellt werden, indem für die Trägerschicht entweder (1) ein
Urethan-Schaumvlies oder (2) ein Schaum, welcher zwischen seinen
Hauptflächen
eine Schicht eines verstärkenden
Materials umgibt, verwendet wird. Ein Urethan-Schaumvlies mit einem
Kompressionsverhältnis
von mindestens 2, vorzugsweise mit einem Kompressionsverhältnis im
Bereich von etwa 3 bis 4, ist als Trägerschicht geeignet. Urethan-Schaumvliese
mit Kompressionsverhältnissen über 4 können auch als
Trägerschicht
geeignet sein, eine Erhöhung
des Kompressionsverhältnisses
erhöht
jedoch sowohl die Steifheit als auch die Kosten der Trägerschicht.
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Wenn
die Trägerschicht
des Schleifschwamms aus einem Urethan-Schaumvlies ist, kann sie
auch einen Hauptteil der Schicht des flexiblen Klebstoffmaterials
umgeben, welches die Schicht der Schleifpartikel entlang ihrer Fläche zusammenklebt,
um die benötigte
strukturelle Integrität,
Haftung an den Schleifpartikeln und Haftung an der Schaumträgerschicht
bereitzustellen, welche für
die Schicht des Klebstoffmaterials erforderlich sind, damit sie
nicht zerbricht oder die Schleifpartikel freigibt oder sich von
der Schaumträgerschicht löst, wenn
der Schleifschwamm in der Form an eine Fläche angepasst wird und benutzt
wird, um diese zu schleifen, während
große
Teile der Schleifpartikel über
die Schicht des Klebstoffmaterials hinausragen gelassen werden,
wo sie eine Fläche, über welche
der Schleifschwamm gerieben wird, wirksam schleifen können.
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Schleifschwämme werden
typischerweise hergestellt, indem ein flüssiger Grundschicht-Klebstoff über eine
Hauptfläche
der Trägerschicht
geschichtet wird, eine Schicht der Schleifpartikel auf die mit Klebstoff
beschichtete Fläche
der Trägerschicht
geschichtet wird und der Klebstoff danach getrocknet wird. Wenn
die Trägerschicht
aus einem Schaumvlies ist, wird mehr von dieser Schicht des Grundschicht-Klebstoffs über einen Kapillareffekt
in die Trägerschicht
eingezogen und an dieser adsorbiert, als wenn die Trägerschicht
eine Schicht aus einem nicht verfilzten Urethanschaum ist, offensichtlich
wegen der kleineren Zellengröße und der zerdrückten Zellenwände des
Schaumvlieses. Diese größere Adsorption
des Grundschicht-Klebstoffs hat verschiedene wünschenswerte Effekte. (1) Durch
sie wird ein fest strukturierter Hauptteil der Schicht des flexiblen Klebstoffs
unterhalb der Oberfläche
der Trägerschicht
gebildet, entlang welcher die Schicht der Schleifpartikel haftet
(d.h., der Teil der Schicht des flexiblen Klebstoffs unterhalb der
Oberfläche
der Trägerschicht
haftet fest an den Zellenwänden
der Schaumträgerschicht
und weist sehr wenige Hohlräume
auf, welche seine strukturelle Integrität schwächen könnten). (2) Das Einziehen des
Grundschicht-Klebstoffs in das Urethan-Schaumvlies-Trägermaterial über den
Kapillareffekt bewirkt, dass der Klebstoff um die Schleifpartikel
herum Träger zieht,
während
Menisken des Klebstoffs um die Schleifpartikel herum belassen werden,
um sie in Position zu halten, wodurch ein höherer Prozentsatz der Schleifpartikel
für den
Kontakt mit einer zu schleifenden Fläche frei liegt, als er frei
liegen würde,
wenn weniger des Grundschicht-Klebstoffs über den Kapillareffekt in die
Trägerschicht
eingezogen wird. (3) Ebenso scheint das Einziehen des Grundschicht-Klebstoffs über den
Kapillareffekt in das Urethan-Schaumvlies-Trägermaterial zu bewirken, dass
die meisten der Schleifpartikel eng entlang der Fläche der
Trägerschicht
getragen werden (statt dass einige Schleifpartikel auf Teilen der
Klebstoffschicht mit verschiedenen Dicken getragen werden, wie es
bei den Schleifschwämmen
des Standes der Technik der Fall zu sein scheint), wodurch eine äußere Fläche bereitgestellt
wird, die durch die Enden der Schleifpartikel gegenüber der
Trägerschicht
definiert ist, welche fast so gleichmäßig ist wie die Fläche der
Trägerschicht,
entlang welcher die Schleifpartikel haften, und welche gleichmäßiger zu
sein scheint als die Flächen, welche
auf Schleifschwämmen
des Standes der Technik durch die Spitzen der Schleifpartikel definiert
sind.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die
vorliegende Erfindung wird nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen
weiter beschrieben, wobei gleiche Bezugsziffern in den verschiedenen
Ansichten sich auf gleiche Teile beziehen, und wobei:
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1 eine
perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines Schleifschwamms
gemäß der vorliegenden
Erfindung ist;
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2 eine
Farbfotographie eines Fragments des Schleifschwamms der 1 ist,
welche mit einer 50-fachen
Vergrößerung entlang
einer Seite des Schleifschwamms aufgenommen wurde;
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3 eine
perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform eines Schleifschwamms
gemäß der vorliegenden
Erfindung ist; und
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4 eine
vergrößerte fragmentarische
schematische Schnittansicht des Schleifschwamms der 3 ist,
welche ungefähr
entlang der Linie 4-4 der 3 vorgenommen
wurde.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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In 1 und 2 ist
eine erste Ausführungsform
eines elastischen flexiblen Schleifschwamms gemäß der vorliegenden Erfindung
veranschaulicht, welcher allgemein mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet
ist.
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Im
Allgemeinen weist der Schleifschwamm 10 eine Trägerschicht 12 aus
einem Urethan-Schaumvlies mit einer hohen Reißfestigkeit auf, welche gegenüberliegende
Hauptflächen 14 und 15 aufweist;
eine Schicht von Schleifpartikeln 16, welche entlang deren
Hauptfläche 14 verteilt
sind, und eine Schicht 18 eines flexiblen Klebstoffmaterials,
welches die Schleifpartikel 16 zusammen und an der Trägerschicht 12 haften
lässt.
Eine Schicht einer (nicht dargestellten) harten staubabweisenden „Size"-Beschichtung erstreckt
sich über
die Flächen
der Schicht 18 des flexiblen Klebstoffs und der Schleifpartikel 16 gegenüber der
Trägerschicht 12.
Wie in 2 zu sehen ist, erstreckt sich ein fest struk turierter
Hauptteil der Schicht 18 des flexiblen Klebstoffs unter die
Fläche 14 der
Trägerschicht 12.
Mit „Hauptteil" meinen wir, dass
sich mehr als die Hälfte
der Dicke der Schicht 18 des flexiblen Klebstoffs unterhalb
der Fläche 14 der
Trägerschicht 12 befindet.
Wir schätzen
aus der Beobachtung, dass sich etwa 60 bis 80 Prozent der Dicke
der Schicht 18 des flexiblen Klebstoffs unterhalb der Fläche 14 der
Trägerschicht 12 befinden.
Dieser Hauptteil der Schicht 18 des flexiblen Klebstoffs
unterhalb der Fläche 14 der
Trägerschicht 12 haftet
fest an den Zellenwänden
der Schaumträgerschicht 12 und
weist sehr wenige Hohlräume
auf, welche seine strukturelle Integrität schwächen könnten. Somit stellt dieser
Hauptteil der Schicht 18 des flexiblen Klebstoffs unterhalb
der Fläche 14 der
Trägerschicht 12 zusammen
mit dem kleineren Teil der Schicht 18 des flexiblen Klebstoffs
oberhalb der Fläche 14 der
Trägerschicht 12 die
erforderliche Integrität
für die
Schicht 18 des flexiblen Klebstoffs bereit, damit sie nicht
zerbricht, wenn sie gebogen wird, um sich der Form einer Fläche anzupassen,
wenn der Schleifschwamm 10 benutzt wird. Der Hauptteil der
Schicht 18 des flexiblen Klebstoffs unterhalb der Fläche 14 der
Trägerschicht 12 stellt
die erforderliche feste Haftung der Schicht 18 des flexiblen
Klebstoffs an der Schaumträgerschicht 12 bereit,
damit sie sich nicht von der Schaumträgerschicht 12 löst, wenn
der Schleifschwamm 10 gebogen wird, um sich der Form verschiedener
Flächen
anzupassen, während
diese geschliffen werden. Der kleinere Teil der Schicht 18 des
flexiblen Klebstoffs oberhalb der Fläche 14 der Trägerschicht 12 stellt
die erforderliche feste Haftung der Schicht 18 des flexiblen
Klebstoff an den Schleifpartikeln 16 bereit, welche erforderlich
ist, damit die Schleifpartikel 16 sich nicht von der Schicht 18 des
flexiblen Klebstoffs lösen,
wenn der Schleifschwamm 10 benutzt wird, obwohl noch Hauptteile
der Schleifpartikel 16 über
der Schicht 18 des flexiblen Klebstoffmaterials herausragen,
wo sie wirksam eingreifen und eine Fläche schleifen können, über welche
der Schleifschwamm 10 gerieben wird.
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Das
Urethan-Schaumvlies, welches für
die Trägerschicht 12 verwendet
wird, wird durch Komprimieren einer oder mehrerer Schichten erwärmten Urethanschaums
(eines thermoplastischen Schaums) in einer ersten Richtung gebildet,
um die Dicke der Schichten zu verringern und dem Schaum eine gewünschte Dichte
zu verschaffen. Polyurethan-Schaumvlies ist in einem Bereich von
Kompressionsverhältnissen,
welcher zumindest 2 bis 10 umfasst, von Crest Foam Industries, Inc.,
Moonachie, New Jersey, erhältlich
(das Kompressionsverhältnis
des Schaumvlieses ist das Verhältnis
der Dicke des Schaums, bevor er komprimiert wird, zu der Dicke des
Schaums, nachdem er komprimiert wurde). Es wurde herausgefunden,
dass ein nicht vernetztes Urethan-Schaumvlies mit einem Kompressionsverhältnis von
3 (z.B. ein von Crest Foam Industries, Inc., Moonachie, New Jersey,
unter der Handelsbezeichnung „Felt
7018 NAT N/R 0.3450/0.118 × 46 × 56" erhaltenes Urethan-Schaumvlies)
gut als Trägerschicht 12 des
Schleifschwamms 10 zu verwenden ist, da es sowohl die gewünschte Kombination
aus Weichheit und Reißfestigkeit
bietet, als auch ermöglicht
oder bewirkt, dass der fest strukturierte Hauptteil der Schicht 18 des
flexiblen Klebstoffmaterials unterhalb seiner Oberfläche 14 gebildet
wird, offensichtlich durch Einziehen des Klebstoffmaterials über einen
Kapillareffekt in verschiedene Schichten von Zellen unterhalb der
Oberfläche
der Trägerschicht 12,
wenn es als Flüssigkeit
aufgetragen wird. Schaumvliese mit anderen niedrigeren oder höheren Kompressionsverhältnissen
(z.B. 2, 4 oder 5) sollten auch geeignet sein. Urethan-Schaumvliese
mit niedrigeren Kompressionsverhältnissen
sind flexibler und preisgünstiger
als jene mit einem Kompressionsverhältnis von 3, bieten aber eine
geringere Reißfestigkeit
und können
die Schicht 18 des flexiblen Klebstoffs nicht so leicht über einen
Kapillareffekt einziehen lassen. Voraussichtlich erhöht sich
die Reißfestigkeit
und die Fähigkeit,
einen fest strukturierten Hauptteil der Schichten des flexiblen
Klebstoffs über
einen Kapillareffekt einziehen zu lassen, für Urethan-Schaumvliese mit
höheren Zahlen
des Kompressionsverhältnisses,
solche Urethan-Schaumvliese werden jedoch auch steifer und teurer, wenn
ihre Kompressionsverhältnisse
sich erhöhen.
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Die
Trägerschicht 12 sollte,
wenn sie aus einem Urethan-Schaumvlies mit einem Kompressionsverhältnis von
3 hergestellt ist, zwischen ihren gegenüberliegenden Hauptflächen eine
Dicke von weniger als 1,27 cm (einem halben Inch) aufweisen und
sollte vorzugsweise eine Dicke von 0,5 cm (drei Sechzehntel Inch)
aufweisen, so dass sie flexibel genug ist, um sich an die Form der
Flächen
anzupassen, die mit dem Schleifschwamm 10 geschliffen werden
sollen.
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Bei
den Schleifpartikeln 16 kann es sich um irgendwelche der
Schleifpartikel handeln, welche in US-A-6,059,850 beschrieben sind, insbesondere
z.B. Partikel aus Aluminiumoxid, Keramik oder Siliciumcarbid im
Bereich von etwa 36 bis 400 Grit.
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Die
Schicht 18 des flexiblen Klebstoffmaterials, welche die
Schicht der Schleifpartikel 16 miteinander und mit der
Trägerschicht 12 verbindet,
sollte die Schleifpartikel 16 fest zusammen und an der
Trägerschicht 12 haften
lassen und dabei flexibel genug sein, um sich mit der Trägerschicht 12 an
die Form der Flächen
anzupassen, die mit dem Schleifschwamm 10 geschliffen werden
sollen. Eine Zusammensetzung eines Grundschicht-Klebstoffs und ein
Verfahren zur Auftragung desselben, welches in US-A-6,059,850 beschrieben
ist, kann verwendet werden, um die Schicht 18 des flexiblen
Klebstoffs zu bilden. Diese Zusammensetzung des flexiblen Klebstoffs
wird über
einen Kapillareffekt in eine Trägerschicht 12 aus
einem Urethan-Schaumvlies mit einer Festigkeitszahl von 3 eingezogen
und wird dort adsorbiert, so dass ein Hauptteil der gebildeten Schicht des
flexiblen Klebstoffs sich unterhalb deren Oberfläche 14 befindet, voraussichtlich
aufgrund der kleinen Zellengröße und der
zerdrückten
Zellenwände
des Schaumvlieses. Diese Adsorption des Klebstoffs bewirkt, dass das
Klebstoffmaterial fest mit der Schicht des Urethan-Schaumvlies-Trägermaterials
verbunden ist. Das Einziehen des Grundschicht-Klebstoffs über einen
Kapillareffekt in das Urethan-Schaumvlies-Trägermaterial, wenn der Schleifschwamm 10 hergestellt
wird, bewirkt, dass das Klebstoffmaterial um die Schleifpartikel
herum Träger
zieht, während
Menisken des Klebstoffs um die Schleifpartikel 16 herum
belassen werden, um sie in Position zu halten, wodurch ein hoher
Prozentsatz der Schleifpartikel 16 für den Kontakt mit einer zu
schleifenden Fläche
frei liegt. Ebenso scheint das Einziehen der Zubereitung des Grundschicht-Klebstoffs über einen
Kapillareffekt in das Urethan-Schaumvlies-Trägermaterial 12, wenn
der Schleifschwamm 10 hergestellt wird, zu bewirken, dass
die meisten der Schleifpartikel 16 eng entlang der Fläche 14 der
Trägerschicht 12 getragen
werden, statt dass die Schleifpartikel auf Teilen der Klebstoffschicht
mit verschiedenen Dicken getragen werden, wodurch eine äußere Fläche bereitgestellt
wird, die durch die Enden der Schleifpartikel 16 gegenüber der
Trägerschicht 12 definiert
ist, welche fast so gleichmäßig ist
wie die Fläche 14 der
Trägerschicht 12,
an welcher die Schleifpartikel haften.
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Die
Schicht der harten staubabweisenden „Size"-Beschichtung, welche sich über die
Flächen
der Schicht 18 des flexiblen Klebstoffs und der Schleifpartikel 16 gegenüber der
Trägerschicht 12 erstreckt,
kann unter Verwendung der Zubereitung und des Auftragsverfahrens
aufgetragen werden, welches in US-A-6,059,850 beschrieben ist.
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In 3 und 4 ist
eine zweite Ausführungsform
eines elastischen flexiblen Schleifschwamms gemäß der vorlie genden Erfindung
veranschaulicht, welche allgemein mit der Bezugsziffer 20 bezeichnet
ist.
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Im
Allgemeinen weist der Schleifschwamm 20 eine Trägerschicht 22 aus
einem verstärkten
Schaum (z.B. Urethanschaum) mit einer hohen Reißfestigkeit auf, welche gegenüberliegende
Hauptflächen 24 und 25 aufweist;
eine Schicht von Schleifpartikeln 26, welche entlang deren
Hauptfläche 24 verteilt
sind, und eine Schicht 28 eines flexiblen Klebstoffmaterials,
welches die Schleifpartikel 26 zusammen und an der Trägerschicht 22 haften
lässt.
Eine Schicht einer (nicht dargestellten) harten Anti-Beladungs-Beschichtung
erstreckt sich über
die Flächen
der Schicht 28 des flexiblen Klebstoffs und der Schleifpartikel 26 gegenüber der
Trägerschicht 22.
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Der
verstärkte
Schaum, welcher für
die Trägerschicht 22 verwendet
wird, wird hergestellt, indem der Schaum um ein starkes Verstärkungsmaterial 30 (z.B.
getrennte Metall- oder Polymerfasern (z.B. Nylon) oder eine poröse Schicht
eines Faservlieses befestigter Metall- oder Polymerfasern oder gewebte Metall-
oder Polymerstränge
(z.B. ein Fenstergitter)) herum gebildet wird (oder das Verstärkungsmaterial
ist in dem Schaum enthalten, wenn er hergestellt wird), welches
die Festigkeit und Reißfestigkeit
des darum gegossenen Schaums erhöht.
Es wurde herausgefunden, dass ein solcher verstärkter Polyurethanschaum, welcher
von Fulflex, Inc., Middletown, RI, unter der Handelsbezeichnung „Polycryl
500" erhältlich ist
und durch Fein-Denier-Fasern
verstärkt
zu sein scheint, gut als Trägerschicht 22 des
Schleifschwamms 20 zu verwenden ist.
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Die
verstärkte
Urethanschaum-Trägerschicht 22 sollte
zwischen ihren gegenüberliegenden
Hauptflächen 24 und 25 eine
Dicke von weniger als 1,27 cm (einem halben Inch) aufweisen und
sollte vorzugsweise eine Dicke von 0,5 cm (drei Sechzehntel Inch)
aufweisen, so dass sie flexibel genug ist, um sich an die Form der
Flächen anzupassen,
die mit dem Schleifschwamm 20 geschliffen werden sollen.
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Die
Schleifpartikel 26 und die Schicht 28 des flexiblen
Klebstoffmaterials, welches die Schleifpartikel 26 mit
der Trägerschicht 22 verbindet,
können
dieselben sein wie jene, die oben für die Verwendung im Schleifschwamm 10 beschrieben
sind, und/oder dieselben wie jene, die in US-A-6,059,850 beschrieben
sind.
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Untersuchungsergebnisse
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Es
wurden vergleichende Untersuchungen gemäß dem A.S.T.M.-Testverfahren
ASTM D 3574 95 mit dem Titel „Standard
Test Methods for Flexible Cellular Materials – Slab, Bonded, and Molded
Urethane Foams" durchgeführt. Diese
vergleichenden Untersuchungen wurden durchgeführt an (1) einem offenzelligen
Standard-Urethanschaum der Art, welche derzeit als Träger für die Schleifschwämme verwendet
wird, die derzeit unter der Handelsbezeichnung „Soft-backed Sanding Sponge" von der Minnesota
Mining and Manufacturing Company, St. Paul, MN, erhältlich sind;
(2) einem Urethan-Schaumvlies mit einem Kompressionsverhältnis von
3, erhalten von Crest Foam Industries, Inc., Moonachie, New Jersey
unter der Handelsbezeichnung „Fett 7018
NAT N/R 0.3450/0.118 × 46 × 56", von welchem wir
annehmen, dass es sich um ein Urethan-Schaumvlies mit 70 Zellen
je 2,54 cm (1 Inch), einer Dichte von 29 kg/m3 (1,8
Pfund je Kubikfuß)
und natürlicher
Farbe handelt, wobei der Schaum nicht vernetzt ist, zwischen seiner
Ausgangs- und Enddicke ein Verhältnis
von 0,3450 bis 0,118 oder 2,92 aufweist und als 2,54 cm (1 Inch)
dickes, 116,84 cm (46 Inch) breites und 142,24 cm (56 Inch) langes
Stück vertrieben
wird; und (3) einem verstärkten
Polyurethanschaum, erhalten von Fulflex, Inc., Middletown, RI, unter
der Handelsbezeichnung „Polycryl
500", bei welchem
es sich um einen Schaum zu handeln scheint, der durch Fein- Denier-Nylonfasern
verstärkt
ist.
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Die
Untersuchungsergebnisse waren die folgenden:
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Kompressionskraft-Durchbiegung, eine Messung der Härte bei
50%iger Kompression
- ** Druckverformungsrest nach 50%iger Durchbiegung
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Im
Allgemeinen wird die Reißfestigkeit
gemessen, indem eine Probe des zu untersuchenden Schaums mit den
Maßen
2,54 cm × 2,54
cm × 15,2
cm (1 Inch × 1
Inch × 6
Inch) hergestellt wird, ein 3,81 cm (1,5 Inch) langer Schlitz von
einem Ende der Probe aus durch die Probe geschnitten wird, um in
der Nähe
dieses Endes der Probe zwei lange Abschnitte mit den Maßen 2,54
cm × 1,27
cm × 3,81
cm (1 Inch × 0,5
Inch × 1,5
Inch) zu bilden, und diese Endabschnitte dann unter Benutzung eines
Kraftmessgeräts
mit gleichbleibender Geschwindigkeit auseinander gezogen werden,
um die Kraft zu ermitteln, die benötigt wird, um die Untersuchungsprobe
beginnend am Ende des Schlitzes auseinander zu reißen. Wie
man aus den Untersuchungsergebnissen sehen kann, waren die Reißfestig keit
des Urethan-Schaumvlieses mit einem Kompressionsverhältnis von
3 und die Reißfestigkeit
des faserverstärkten
Polyurethanschaums beide deutlich größer als die Reißfestigkeit
des Standard-Urethanschaums, während
die Verformbarkeit dieses Schaumvlieses und verstärkten Schaums
der Verformbarkeit des Standard-Urethanschaums ähnelte, wie es an den ähnlichen
Kompressionskraft-Durchbiegungswerten
bei 50%iger Durchbiegung für
diese Schäume
zu sehen ist. Diese Ergebnisse entsprachen unserer Erfahrung, dass,
wenn man Vorsprünge
mit Schleifschwämmen
schleift, welche mit Trägerschichten
aus dem Urethan-Schaumvlies und dem oben beschriebenen faserverstärkten Schaum
hergestellt sind, die Träger
dieser Schleifschwämme
deutlich weniger dazu neigten, zu reißen, als es Schleifschwämme mit
Trägern
aus Standard-Urethanschaum taten, obwohl sie fast dieselbe Verformbarkeit
wie Schleifschwämme
mit Trägern
aus Standard-Urethanschaum aufwiesen. Aus unserer Erfahrung würden wir
erwarten, dass Träger
für Schleifschwämme mit
einer geringfügig
niedrigeren Reißfestigkeit
von mindestens etwa 880 Newton je Meter (5 Pfund je Inch) ebenso
eine deutliche Verbesserung der Reißfestigkeit gegenüber Schleifschwämmen des
Standes der Technik darstellen würden.
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Eine
90-Grad-Durchschlagsuntersuchung wurde ebenso durchgeführt an (1)
einem offenzelligen Standard-Urethanschaum der Art, welche derzeit
als Träger
für die
Schleifschwämme
verwendet wird, die derzeit unter der Handelsbezeichnung „Soft-backed
Sanding Sponge" von
der Minnesota Mining and Manufacturing Company, St. Paul, MN, erhältlich sind;
(2) einem Urethan-Schaumvlies mit einem Kompressionsverhältnis von
3, erhalten von Crest Foam Industries, Inc., Moonachie, New Jersey
unter der Handelsbezeichnung „Felt
7018 NAT N/R 0.3450/0.118 × 46 × 56". Beide Materialien
wurden unter Verwendung derselben Mengen an flüssigem Grundschicht-Klebstoff
je Flächeneinheit
mit denselben Mengen an Schleifkörnchen
je Flächeneinheit
beschichtet. Streifen der Maße
2,54 cm × 15,2
cm (1 Inch × 6
Inch) wurden an einem Ende an einer horizontalen Ebene befestigt,
die Spitze eines 0,32 cm (1/8 Inch) dicken Vorsprungs mit in 90
Grad zueinander auseinander laufenden Seiten war quer entlang den
Seiten ihrer oberen Flächen
angeordnet, wobei sich die Spitze auf der Hälfte ihrer Länge und
ihrer Breite befand, und ihre Enden, welche denjenigen gegenüberlagen, die
an der Ebene befestigt waren, waren an dem Kopf eines Instron-Testgeräts befestigt,
welches mit einer Geschwindigkeit von 25,4 cm je Minute (10 Inch
je Minute) im rechten Winkel zu der Ebene in Richtung des Vorsprungs
bewegt wurde, und welches die benötigte Kraft maß, bevor
der Vorsprung die Probe durchschlug. Die Proben des Urethan-Schaumvlieses
waren 0,49 cm (0,194 Inch) dick, und die Proben des Standard-Urethanschaums waren
0,45 cm (0,179 Inch) dick. Als Mittelwert nach der Untersuchung
von 6 Proben jedes Materials wurde herausgefunden, dass die auf
die Dicke bezogene Belastung bei maximaler Belastung für das Schaumvlies
3,12 kN (58,6 Fuß·Pfund
je Inch) und für
den Standardschaum 1,6 kN (29,94 Fuß·Pfund je Inch) betrug, was
zeigt, dass das Schaumvlies eine deutlich höhere Durchschlagsfestigkeit
aufwies.
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Die
vorliegende Erfindung ist nun mit Bezug auf zwei Ausführungsformen
und mögliche
Modifikationen von diesen beschrieben worden. Es ist für den Fachmann
ersichtlich, dass in den beschriebenen Ausführungsformen viele Veränderungen
vorgenommen werden können,
ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu überschreiten. Zum Beispiel
könnte
unter Verwendung einer Schaumvlies-Trägerschicht
oder einer verstärkten Trägerschicht
der oben beschriebenen Arten, um diese Trägerschicht mit einer hohen
Reißfestigkeit
zu versehen, ein rechtwinkliger flexibler elastischer Schleifschwamm
einer bekannten Art hergestellt werden, welcher eine Trägerschicht
aufweist, die dicker ist als diejenige des oben beschriebenen Schleifschwamms
(z.B. 2,54 cm (1 Inch) dick), und Schleifmittelschichten auf 4 oder
6 Seiten aufweist, welche durch Schichten eines flexiblen Klebstoffs
an dieser Trägerschicht
haften. Es sollte möglich
sein, eine Urethanschaum-Trägerschicht
für einen
Schleifschwamm herzustellen, welche sowohl leicht verfilzt ist,
als auch ein verstärkendes
Material aufweist, um eine preisgünstige Trägerschicht bereitzustellen,
welche sowohl ein gewünschtes
Maß an
Reißfestigkeit
aufweist, als auch einen merklichen oder Hauptteil der Schicht des
flexiblen Klebstoffmaterials umgibt. Schleifschwämme, welche suspensionsbeschichtet
sind (d.h., die Schleifpartikel und der flüssige Grundschicht-Klebstoff
werden gleichzeitig als Suspension auf die Trägerschicht geschichtet, welche
typischerweise im Verhältnis
mehr Klebstoff enthält,
als aufgetragen wird, wenn der Klebstoff und die Schleifpartikel
getrennt auf die Trägerschicht
geschichtet werden), sollten verbessert werden, indem eine Trägerschicht
aus Schaumvlies verwendet wird, weil so der Grundschicht-Klebstoff über einen
Kapillareffekt in die Trägerschicht
eingezogen wird, so dass das Schleifmittel besser frei liegt. Daher
sollte der Umfang der vorliegenden Erfindung nicht auf die in dieser
Patentanmeldung beschriebenen Strukturen beschränkt werden, sondern nur durch
die Strukturen, wie sie durch den Wortlaut der Patentansprüche beschrieben
sind, und deren Äquivalente.
