DE60103422T2

DE60103422T2 - UNIFORM BRUSH WITH ABRASIVE-COATED BRISTLES AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF

Info

Publication number: DE60103422T2
Application number: DE60103422T
Authority: DE
Inventors: J. Yeun CHOU; L. Loren BARBER
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2000-10-17
Filing date: 2001-10-16
Publication date: 2005-06-02
Anticipated expiration: 2021-10-17
Also published as: WO2002032254A2; ATE266952T1; JP2004511281A; EP1326508A2; EP1326508B1; WO2002032254A3; DE60103422D1; US20020065031A1

Abstract

The present invention relates to a unitary brush (such as a cup brush, for example) which has abrasive particles secured to at least some of its bristles via a first coating. The unitary brush is made by providing a unitary brush, coating at least a portion of the surfaces of the bristles with a first coating, adhering abrasive particles to at least some of the coated bristles and curing the first coating.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine einheitliche Bürste (zum Beispiel eine Becherbürste), die an zumindest einiger ihrer Borsten befestigte Schleifpartikel aufweist, und ein Verfahren zur Herstellung der Bürste.The The present invention relates to a uniform brush (for Example a cup brush), the abrasive particles attached to at least some of their bristles and a method of making the brush.

Drehbürsten sind in der Schleiftechnik bekannt. Derartige Bürsten werden verwendet, um Oberflächen zu reinigen, abzuschleifen und zu polieren, um Beschichtungen zu entfernen und um Oberflächen für eine nachfolgenden Behandlung vorzubereiten. Drehbürsten sind besonders nützlich, um Stöße in Metallblechstrukturen zu reinigen, wie zum Beispiel Autokörperblechbaugruppen, wobei die flexiblen Borsten in vertieften Nahtbereichen arbeiten können (wo das Metallblech nicht auf gleicher Ebene ist) ohne Metallblech (auf gleicher Ebene) signifikant abzurunden oder anderweitig zu verformen. Beispiele für derartige Artikel sind Bürstenanordnungen die Metalldrähte oder mit Schleifmittel beschichtete Polymerborsten beinhalten. Verbund oder Bürstenstrukturen mit Mantel-Kern-Borsten sind auch bekannt. Das US-Patent Nr. 5.737.794 (Barber et al.) beschreibt Verbundschleifborsten. Das US-Patent Nr. 5.443.906 (Pihl et al.) beschreibt Schleiffilamente mit thermoplastischen Elastomeren. Die Borsten derartiger Bürsten können so orientiert sein, dass sie sich radial oder senkrecht zu einer angetriebenen Basisstruktur erstrecken. Bürsten, die Borsten aufweisen, die sich radial erstrecken, werden häufig als radiale Bürsten bezeichnet. Bürsten, die Borsten aufweisen, die sich senkrecht zur Basis erstrecken, werden häufig als Winkelbürsten bezeichnet.Rotary brushes are known in the grinding industry. Such brushes are used to Surfaces too clean, sand and polish to remove coatings and around surfaces for a subsequent one To prepare treatment. rotating brushes are especially useful to shocks in sheet metal structures to clean, such as automobile body assemblies, wherein the flexible bristles can work in recessed seam areas (where the metal sheet is not on the same level) without metal sheet (on same level) significantly round off or otherwise deform. examples for Such articles are brush arrangements the metal wires or abrasive coated polymer bristles. composite or brush structures with sheath-core bristles are also known. U.S. Patent No. 5,737,794 (Barber et al.) Describes Composite abrasive filaments. U.S. Patent No. 5,443,906 (Pihl et al.) describes abrasive filaments with thermoplastic elastomers. The Bristles of such brushes can be oriented so that it is radial or perpendicular to one driven base structure extend. Brushes that have bristles, which extend radially are often referred to as radial brushes. To brush, having bristles that extend perpendicular to the base, become common as angle brushes designated.

Einheitliche Bürsten sind dadurch gekennzeichnet, dass sie in einer einstückigen Struktur einen Naben- oder Körperteil aufweisen, der aus der gleichen Zusammensetzung wie die Borsten besteht. Das heißt, die Nabe oder der Körper und die an dem Körper angebrachten Borsten werden aus der gleichen Materialmasse zur gleichen Zeit und ohne Klebstoffverbindung oder mechanische Befestigung der Borsten an der Nabe oder dem Körperteil ausgeformt. Derartige Bürsten werden geschätzt, weil sie eine exzellente Verankerung der Borsten aufweisen, ohne das Problem von Borstenverlusten, die durch ein Versagen des Klebstoffs oder mechanischer Befestiger hervorgerufen werden.Standardized to brush are characterized in that they are in a one-piece structure a hub or body part that consist of the same composition as the bristles consists. That is, the Hub or the body and those on the body attached bristles are made of the same material mass to the same Time and without adhesive connection or mechanical attachment of Bristles on the hub or the body part formed. Such brushes be appreciated because they have an excellent anchoring of the bristles, without the problem of bristle loss caused by a failure of the adhesive or mechanical fastener.

Eine Art einer einheitlichen Bürste ist eine durch Spritzguss geformte Bürste. Spritzgegossene Borstenbürsten sind in den US-Patenten Nr. 5.915.436 und 5.903.951 (Johnson et al.) beschrieben. Diese Artikel weisen als Vorteile Gestaltungsflexibilität und Kontrolle der Borstenorientierung während ihrer Verwendung auf. Andere Arten von einheitlichen Bürsten werden durch Schneiden eines Nabenformteils, das eine radiale Anordnung von Borstenvorsprüngen trägt, z. B. aus einer Bahn hergestellt wird und entweder ein einzelnes Formteil als Bürste verwendet wird oder eine Vielzahl derartiger Formteile gestapelt wird, bis ein einheitlicher Stapel erhalten wird, und die Formteile mechanisch oder mit Klebstoff aneinander befestigt werden.A Kind of a uniform brush is an injection molded brush. Injection molded bristle brushes are in U.S. Patent Nos. 5,915,436 and 5,903,951 (Johnson et al.). described. These articles have the advantages of design flexibility and control the bristle orientation during their use. Other types of uniform brushes will be by cutting a hub molding that has a radial arrangement of bristle projections wearing, z. B. is made of a web and either a single molding as a brush is used or a variety of such moldings stacked is until a uniform stack is obtained, and the moldings mechanically or adhesively secured together.

Es verbleibt ein Bedürfnis, eine Bürste bereitzustellen, die die Gestaltungsflexibilität einer einheitlichen Bürste aber eine verbesserte Leistung als Schleifartikel aufweist.It there remains a need a brush provide the design flexibility of a uniform brush but has improved performance as abrasive article.

Die Erfindung stellt bereit:

(a) eine einheitliche Bürste, wobei die Bürste eine Vielzahl von Borsten umfasst, wobei jeder Borsten eine Oberfläche aufweist,
(b) eine erste Beschichtung auf zumindest einem Teil von zumindest einigen der Borstenflächen und
(c) eine Vielzahl von Schleifpartikel, die vermittels der ersten Beschichtung an zumindest einem Teil von einigen der Bürstenflächen befestigt sind.

The invention provides:

(a) a uniform brush, the brush comprising a plurality of bristles, each bristle having a surface,
(b) a first coating on at least a portion of at least some of the bristle surfaces and
(c) a plurality of abrasive particles attached to at least a portion of some of the brush surfaces by the first coating.

Bei einer anderen Ausführungsform ist eine zweite Beschichtung über den Schleifpartikeln und der ersten Beschichtung hinzugefügt.at another embodiment is a second coating over added to the abrasive particles and the first coating.

Die Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung einer Schleifbürste bereit mit folgenden Schritten:

(a) Bereitstellen einer einheitlichen Bürste mit einem aus einem Material gebildeten Basisteil und einer Vielzahl von aus dem gleichen Material bestehenden Borsten, die sich davon weg erstrecken, und wobei jede Borste eine Fläche aufweist,
(b) Beschichten zumindest eines Teils der Flächen von zumindest einem Teil der Borsten mit einer ersten Beschichtung,
(c) Anhaften einer Vielzahl von Schleifpartikel an zumindest einige der Borstenflächen vermittels der ersten Beschichtung und
(d) Aushärten der ersten Beschichtung, um die Schleifpartikel an den Bürstenflächen anzuhaften.

The invention provides a method for producing a brush with the following steps:

(a) providing a unitary brush having a base portion formed from a material and a plurality of bristles made of the same material extending therefrom and each bristle having a surface,
(b) coating at least a portion of the surfaces of at least a portion of the bristles with a first coating,
(c) adhering a plurality of abrasive particles to at least some of the bristle surfaces by means of the first coating and
(d) curing the first coating to adhere the abrasive particles to the brush surfaces.

Bei einer weiteren Ausführungsform, wird eine zweite Beschichtung über die Schleifpartikel und die erste Beschichtung aufgebracht und die zweite Beschichtung ausgehärtet.at another embodiment, is a second coating over the abrasive particles and the first coating applied and the cured second coating.

Der Begriff "einheitlichen Bürste" meint jede Bürste, die aus einer Nabe oder einem Körper und Borsten besteht, die an dem Körper oder der Nabe befestigt sind und aus der gleichen Materialmasse wie die Nabe oder der Körper bestehen und ohne Klebung mit Klebstoff oder eine mechanische Befestigung von Borsten an der Nabe oder dem Körperteil angebracht sind. Beispielhafte einheitliche Bürsten sind durch Spritzguss geformt oder werden von einem einzelnen ausgeschnittenen Segment oder einem Stapel von aus Bahnmaterial ausgeschnittenen Segmenten gebildet, die mit einer Matrize geschnitten, mit einem Wasserstrahl geschnitten, oder mit einem Laser geschnitten wurden, um einzelne Segmente von Nabenteilen zu bilden, die eine Vielzahl von Borsten tragen.Of the Term "uniform Brush "means any brush that from a hub or a body and bristles attached to the body or hub are made of the same material mass as the hub or the body and without adhesive bonding or mechanical fastening of bristles are attached to the hub or body part. exemplary uniform brushes are molded by injection molding or are cut from a single one Segment or a stack of cut out of web material Segments formed with a die cut, with a Water jet cut, or cut with a laser, to form individual segments of hub parts which have a plurality of Wear bristles.

Die einheitlichen Bürsten sind vorzugsweise durch Spritzguss geformte Drehbürsten und sind vorzugsweise um eine Achse drehbar. Sie sind vorzugsweise so gestaltet, dass sie an ein Drehwerkzeug wie beispielsweise ein elektrisches oder pneumatisches Werkzeug angebracht werden können.The uniform brushes are preferably injection molded rotary brushes and are preferably rotatable about an axis. They are preferably like this designed to attach to a rotary tool such as an electric or pneumatic tool can be installed.

Der neue Schleifartikel der Erfindung mit einer einheitlichen Bürste weist eine Anzahl von Vorteilen auf, wie ein breiterer Bereich des Schleifvermögens, Gestaltungsflexibilität und eine effiziente Bürstenfertigung.Of the new abrasive article of the invention having a uniform brush a number of advantages, such as a broader range of grinding ability, design flexibility and a efficient brush production.

1a stellt eine frontale Draufsicht einer Ausführungsform eines Artikels der Erfindung dar. 1a FIG. 12 illustrates a frontal plan view of one embodiment of an article of the invention. FIG.

1b stellt einen mittigen Querschnitt entlang einer der Borsten des Artikels von 1a dar. 1b represents a central cross-section along one of the bristles of the article of FIG 1a represents.

2 stellt eine isometrische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Artikel der Erfindung dar. 2 FIG. 4 illustrates an isometric view of another embodiment of an article of the invention. FIG.

3a stellt eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform eines Artikels der Erfindung dar. 3a FIG. 3 illustrates a side view of another embodiment of an article of the invention. FIG.

3b stellt einen mittigen Querschnitt durch eine der Borsten des Artikels von 3a dar. 3b represents a central cross section through one of the bristles of the article of 3a represents.

Schleifpartikelabrasive particles

Bei dem Artikel der Erfindung verwendete Schleifpartikel können organisch, anorganisch oder ein Verbund aus einem oder beiden der vorgenannten sein. Schleifpartikelzusammensetzungen, Konzentration und Größe werden entsprechend der Natur der betreffenden Werkstückoberfläche und des erwünschten Effekts der mit Schleifmittel beschichteten einheitlichen Bürste auf der Werkstückoberfläche gewählt. Geeignete anorganisch Teilchen umfassen, ohne aber hierauf beschränkt zu sein, Siliziumkarbid, Talk, Granat, Glasblasen, Glaskugeln, kubisches Bornitrid, Diamant und Aluminiumoxid einschließlich keramischem Aluminiumoxid wie beispielsweise das unter dem Handelsnamen CUBITRON Abrasive von Minnesota Mining and Manufacturing Company, St. Paul, Minnesota erhältliche. Geeignete organische Schleifpartikel umfassen, ohne aber hierauf beschränkt zu, thermoplastische und/oder wärmehärtende Polymermaterialien. Verbundschleifpartikel umfassen, ohne aber hierauf beschränkt zu sein, Agglomerate, die anorganische Teilchen umfassen, die in anorganischen, polymeren oder keramischen Bindern haften. Auch genau geformte Schleifpartikel können eingesetzt werden. Größen von brauchbaren Schleifpartikeln variieren typischerweise von mittleren Teilchendurchmessern von etwa 0,1 bis etwa 1000 Mikrometer, typischerweise von etwa 100 bis etwa 500 Mikrometer. Der mittlere Teilchendurchmesser beträgt typischerweise etwa 1/10 bis etwa das 1-fache des mittleren Borstendurchmessers, und insbesondere etwa 1/5 bis etwa das 1/2-fache des mittleren Borstendurchmessers.at Abrasive particles used in the article of the invention may be organic, inorganic or a composite of one or both of the aforementioned be. Abrasive particle compositions, concentration and size according to the nature of the relevant workpiece surface and the desired Effects of the abrasive coated uniform brush on the Workpiece surface selected. suitable inorganic particles include, but are not limited to, Silicon carbide, talc, garnet, glass bubbles, glass beads, cubic Boron nitride, diamond and alumina including ceramic alumina such as the trade name CUBITRON Abrasive of Minnesota Mining and Manufacturing Company, St. Paul, Minnesota available. Suitable organic abrasive particles include, but are not limited to, thermoplastic and / or thermosetting polymer materials. Composite abrasive particles include, but are not limited to, Agglomerates comprising inorganic particles dispersed in inorganic, adhere to polymeric or ceramic binders. Also precisely shaped abrasive particles can be used. Sizes of useful abrasive particles typically vary from average Particle diameters of about 0.1 to about 1000 microns, typically from about 100 to about 500 microns. The mean particle diameter is typically about 1/10 to about 1 times the average bristle diameter, and more preferably about 1/5 to about 1/2 times the average bristle diameter.

Erste BeschichtungFirst coating

Die erste Beschichtung, die verwendet wird, um die Schleifpartikel an den Borsten zu befestigen sorgt vorzugsweise für eine gute Befestigungshaftung oder -klebung sowohl der Borsten als auch der Schleifpartikel und zeigt Abnutzungs- und Biegsamkeitseigenschaften ähnlich zu denjenigen der Borsten. Beschichtungen können in organischen oder wässrigen Lösungen oder Dispersionen getragen sein oder können 100 feste Materialien sein, wie beispielsweise thermoplastische Polymermaterialien. Die erste Beschichtung ist vorzugsweise ein Klebstoff. Die erste Beschichtung enthält vorzugsweise ein härtbares organisches Material (d. h. ein Monomer, Oligomer oder ein Material, das polymerisieren und/oder quervernetzen kann nach der Einwirkung von Wärme und/oder anderen Energiequellen, wie beispielsweise Ultraviolettlicht, sichtbarem Licht, etc., oder zeitlich nach der Hinzufügung eines chemischen Katalysators, von Feuchtigkeit oder anderen Wirkstoffen, die bewirken, dass das Material härtet oder polymerisiert). Repräsentative Beschichtungsbeispiele umfassen quervernetzbare Materialien wie beispielsweise Asphenolharze, Bismaleimidharze, Vinylätherharze, Aminoplastharze mit anhängenden ungesättigten alpha, beta-Carbonylgruppen, Urethanharze, Epoxidharze, Polyurethanharze, Acrylatharze, Acrylatdisocyanuratharze, Harnstoff-Formaldehydharze, Isocyanuratharze und Mischungen daraus. Als weitere repräsentative Materialien für die erste Beschichtung können Aminopolymere oder Aminoplastpolymere wie alkylisierte Harnstoff-Formaldehydpolymere, Melamineformaldehydpolymere und alkylisierte Benzoguanamin-Formaldehydpolymere, Acrylatpolymere einschließlich Acrylaten und Methacrylaten, Alkylacrylate, acrylisierte Polyester, acrylisierte Polyäther, Vinyläther, acrylisierte Öle und acrylisierte Silicone, Alkydpolymere wie beispielsweise Urethanalkydpolymere, Polyesterpolymere, reaktive Urethanepolymere, Phenolpolymere wie beispielsweise Resol- und Novolacpolymere, Phenol/Latexpolymere, Epoxypolymere wie beispielsweise Biphenolepoxypolymere, Isocyanate, Isocyanurate, Polysiloxanpolymere einschließlich Alkylalkoxysilanpolymere und reaktive Vinylpolymere gewählt werden. Die resultierende erste Beschichtung kann in der Form von Monomeren, Oligomeren, Polymeren oder Kombinationen daraus vorliegen.The first coating used to attach the abrasive particles to the bristles preferably provides for good adherence or adhesion of both the bristles and the abrasive particles, and exhibits wear and flexural properties similar to those of the bristles. Coatings may be carried in organic or aqueous solutions or dispersions or may be 100 solid materials, such as thermoplastic polymer materials. The first coating is preferably an adhesive. The first coating preferably contains a curable organic material (ie, a monomer, oligomer, or material that can polymerize and / or crosslink after exposure to heat and / or other energy sources, such as ultraviolet light, visible light, etc., or after time the addition of a chemical catalyst, moisture or other agents that cause the material to harden or polymerize). Representative coating examples include crosslinkable materials such as asphenol resins, bismaleimide resins, vinyl ether resins, aminoplast resins having pendant unsaturated alpha, beta-carbonyl groups, urethane resins, epoxy resins, polyurethane resins, acrylate resins, acrylate disulfurate resins, urea-formaldehyde resins, isocyanurate resins, and mixtures thereof. Other representative materials for the first coating may include amino copolymers or aminoplast polymers such as alkylated urea-formaldehyde polymers, melamine-formaldehyde polymers and alkylated benzoguanamine-formaldehyde polymers, acrylate polymers including acrylates and methacrylates, alkyl acrylates, acrylated polyesters, acrylated polyethers, vinyl ethers, acrylated oils and acrylated silicones, alkyd polymers such as urethane alkyd polymers, polyester polymers, reactive urethane polymers, phenolic polymers such as Resole and novolac polymers, phenol / latex polymers, epoxy polymers such as biphenol epoxy polymers, isocyanates, isocyanurates, polysiloxane polymers including alkylalkoxysilane polymers, and reactive vinyl polymers. The resulting first coating may be in the form of monomers, oligomers, polymers or combinations thereof.

Zusätzlich zu den wärmehärtenden Polymeren können auch thermoplastische Polymere verwendet werden. Beispiele von geeigneten thermoplastischen Polymeren umfassen, ohne aber darauf beschränkt zu sein, Polyamide, Polyäthylene, Polypropylene, Polyester, Polyurethane, Polyetherimide, Polysulfone, Polystyrene, Acrylonitril-Butadien-Styren-Blockcopolymere, Styren-Butadien-Styren-Blockcopolymere, Styren-Isopren-Styren-Blockcopolymere, Acetalpolymere, Polyvinylchloride und Kombinationen daraus.In addition to the thermosetting Polymers can also thermoplastic polymers are used. Examples of suitable thermoplastic polymers include, but are not limited to, Polyamides, polyethylenes, Polypropylenes, polyesters, polyurethanes, polyetherimides, polysulfones, Polystyrenes, acrylonitrile-butadiene-styrene block copolymers, Styrene-butadiene-styrene block copolymers, Styrene-isoprene-styrene block copolymers, acetal polymers, polyvinyl chlorides and combinations thereof.

Im Falle einer ersten Beschichtung, die Äthylen ungesättigte Monomere und Oligomere beinhaltet, können Polymerizationsinitiatoren enthalten sein. Repräsentative Beispiele umfassen organische Peroxide, Azoverbindungen, Quinone, Nitrosoverbindungen, Acylhalogenide, Hydrazone, Mercaptanverbindungen, Pyryliumverbindungen, Imidazole, Chlorotriazine, Benzoin, Benzoinalkyläther, Diketone, Phenone, Mischungen daraus und dergleichen.in the Case of a first coating, the ethylene unsaturated monomers and oligomers Polymerization initiators may be included. Representative examples include organic peroxides, azo compounds, quinones, nitroso compounds, Acyl halides, hydrazones, mercaptan compounds, pyrylium compounds, Imidazoles, chlorotriazines, benzoin, benzoin alkyl ethers, diketones, phenones, mixtures thereof and the same.

Ein geeignetes Initiatorsystem kann auch einen Photosensibilisator beinhalten. Repräsentative Photosensibilisatoren können Carbonylgruppen, tertiäre Aminogruppen oder Kombinationen daraus aufweisen. Bevorzugte Photosensibilisatoren mit Carbonylgruppen sind Benzophenon, Acetophenon, Benzil, Benzaldehyd, O-Chlorobenzaldehyd, Xanthon, Thioxanthon, 9,10-Anthraquinon und undere aromatische Ketone. Bevorzugte Photosensibilisatoren mit tertiären Aminogruppen sind Methyldiethanolamin, Äthyldiethanolamin, Triäthanolamin, Phenylmethyl-Äthanolamin und Dimethylaminoäthylbenzoat.One suitable initiator system may also include a photosensitizer. Representative Photosensitizers can Carbonyl groups, tertiary Have amino groups or combinations thereof. Preferred photosensitizers with carbonyl groups are benzophenone, acetophenone, benzil, benzaldehyde, O-chlorobenzaldehyde, Xanthone, thioxanthone, 9,10-anthraquinone and undere aromatic ketones. Preferred photosensitizers with tertiary Amino groups are methyldiethanolamine, ethyldiethanolamine, triethanolamine, Phenylmethyl-ethanolamine and dimethylaminoethyl benzoate.

Im Allgemeinen kann die Menge des Photoinitiators von etwa 0,01 bis etwa 10 Gewichtsprozent und insbesondere von etwa 0,25 bis 4 Gewichtsprozent der ersten Beschichtung variieren. Zusätzlich wird der Initiator vorzugsweise vor dem Hinzufügen von irgendwelchem Partikelmaterial, wie beispielsweise Füllmaterialpartikel, in der ersten Beschichtung (vorzugsweise gleichförmig) verteilt.in the Generally, the amount of photoinitiator can be from about 0.01 to about about 10 weight percent, and more preferably from about 0.25 to 4 weight percent vary the first coating. In addition, the initiator is preferably before adding of any particulate material, such as filler particles, in the first coating (preferably uniform) distributed.

Kationische Initiatoren können verwendet werden, um die Polymerisation zu initialisieren, wenn die erste Beschichtung auf einem Epoxydharz oder einem funktionalen Vinylätherharz basiert. Beispiele von kationischen Initiatoren umfassen Salze von Onium-Kationen, wie beispielsweise Arylsulfoniumsalze, sowie organometallische Salze wie beispielsweise ionarene Systeme. Andere Beispiele sind in den US-Patenten Nr. 4.751.138 (Tumey et al.), 5.256.170 (Harmer et al.), 4.985.340 (Palazotto) und 4.950.696 (Palazotto et al.) angegeben.cationic Initiators can used to initialize the polymerization, though the first coating on an epoxy resin or a functional Vinyl ether resin based. Examples of cationic initiators include salts of Onium cations such as arylsulfonium salts, as well as organometallic salts such as ionic systems. Other examples are in the U.S. Patent Nos. 4,751,138 (Tumey et al.), 5,256,170 (Harmer et al.), 4,985,340 (Palazotto) and 4,950,696 (Palazotto et al.).

Die erste Beschichtung kann außerdem ein Additiv beinhalten, das Füllstoffe, Pigmente, Gleitmittel und Schleifhilfen enthalten kann, ohne darauf beschränkt zu sein.The first coating can also contain an additive containing fillers, Pigments, lubricants and grinding aids may contain, without it limited to be.

Eine bevorzugte Beschichtungszusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält 70,37 Gewichtsteile Polyurethan (z. B. das unter dem Handelsnamen ADIPRENE BL-16 Polyurethan von Uniroyal Chemical Ltd., Elmira, Ontario, Canada erhältlich ist), 19,54 Gewichtsteile Härter (z. B. 4,4'-Diaminobenzanilid, das von Biddle Sawyer Corporation, New York, New York handelsüblich erhältlich ist), 4,04 Gewichtsteile Gleitmittel (z. B. das unter dem Handelsnamen "PM" Lithiumstearat von Witco Corporation, Greenwich, Connecticut handelsüblich erhältliche), 5,65 Gewichtsteile Lösungsmittel (z. B. das unter dem Handelsnamen ARCOSOLV PM Acetatpropylenacetatmonomethylätheracetat, das von Arco Chemical Company, Houston, Texas handelsüblich erhältlich ist) und 0,5 Gewichtsteile verdampftes Siliziumdioxid (z. B. das unter dem Handelsnamen CAB-O-SIL von Cabot Corporation, Tuscola, Illinois erhältliche).A preferred coating composition according to the present invention contains 70.37 parts by weight of polyurethane (eg that under the trade name ADIPRENE BL-16 polyurethane from Uniroyal Chemical Ltd., Elmira, Ontario, Canada available is), 19.54 parts by weight of hardener (e.g., 4,4'-diaminobenzanilide, the commercially available from Biddle Sawyer Corporation, New York, New York), 4.04 parts by weight of lubricant (eg the one under the trade name "PM" lithium stearate of Witco Corporation, Greenwich, Connecticut), 5.65 parts by weight of solvent (eg, under the trade name ARCOSOLV PM Acetate Propylene Acetate Monomethyl Ether Acetate, which is commercially available from Arco Chemical Company, Houston, Texas) and 0.5 parts by weight of vaporized silica (e.g. the trade name CAB-O-SIL available from Cabot Corporation, Tuscola, Illinois).

Die Dicke der ersten Beschichtung kann variieren. Die Dicke der ersten Beschichtung hängt von einer Anzahl von Faktoren ab, wie beispielsweise der Größe und der Menge der verwendeten Schleifpartikel. Das Trockengewicht der ersten Beschichtung auf einer Bürste hängt von der Bürstengröße ab und reicht typischerweise von etwa 0,01 bis etwa 100 Gramm je Bürste. Die erste Beschichtung auf einer 3" (7,6 cm) Borstenbürste, die ausreicht, um Siliziumkarbidteilchen mit ANSI Grad 36 anzuheften, wird zum Beispiel typischerweise ein Trockengewicht zwischen etwa 0,1 und etwa 10 Gramm haben. Die erste Beschichtung ist typischerweise dick genug, um die Schleifpartikel an den Borsten anzuheften, aber nicht so dick, dass die Schleifpartikel überdeckt werden. Die Dicke der ersten Beschichtung ist typischerweise proportional zum Durchmesser der Schleifpartikel (d. h. der größten Dimension). Die Dicke der ersten Beschichtung beträgt typischerweise etwa 25 bis etwa 70 Prozent des Schleifpartikeldurchmessers, typischerweise etwa 40 bis etwa 60 Prozent.The thickness of the first coating may vary. The thickness of the first coating depends on a number of factors, such as the size and amount of abrasive particles used. The dry weight of the first coating on a brush depends on the brush size, and typically ranges from about 0.01 to about 100 grams per brush. For example, the first coating on a 3 "(7.6 cm) bristle brush sufficient to adhere silicon carbide particles having ANSI grade 36 will typically have a dry weight of between about 0.1 and about 10 grams The first coating is typically thick enough to adhere the abrasive particles to the bristles, but not so thick that the abrasive particles overlap become. The thickness of the first coating is typically proportional to the diameter of the abrasive particles (ie, the largest dimension). The thickness of the first coating is typically about 25 to about 70 percent of the abrasive particle diameter, typically about 40 to about 60 percent.

Zweite BeschichtungSecond coating

Der Artikel der Erfindung enthält bei einer Ausführungsform außerdem eine zweite Beschichtung, die über die Schleifpartikel und die erste Beschichtung in so aufgebracht wird, das sie freiliegen. Die zweite Beschichtung zeigt vorzugsweise eine gute Haftung an den Schleifpartikel und der ersten Beschichtung und trägt sich ab, wenn die Schleifpartikel sich abtragen. Die zweite Beschichtung weist unter Betriebsbedingungen vorzugsweise einen minimalen Hang zu einem Übertrag vom Schleifartikel auf das Werkstück auf.Of the Article of the invention contains in one embodiment Furthermore a second coating over the abrasive particles and the first coating applied in this way will they be exposed. The second coating preferably shows good adhesion to the abrasive particles and the first coating and carries himself when the abrasive particles wear off. The second coating preferably has a minimal slope under operating conditions to a carryover from the abrasive article to the workpiece.

Die zweite Beschichtung kann die gleichen Materialien wie die oben beschriebene erste Beschichtung umfassen. Die zweite Beschichtung ist vorzugsweise ein Klebstoff. Die zweite Beschichtung kann die gleiche Zusammensetzung oder eine andere Zusammensetzung als die erste Beschichtung aufweisen. Für einige Ausführungsformen kann es bevorzugt werden, eine zweite Beschichtungszusammensetzung vorzusehen, die ähnlich oder identisch zur ersten Beschichtungszusammensetzung ist, um für eine gute Haftung zwischen den Beschichtungen und für eine Biegsamkeit zu sorgen, die mit den einheitlichen Borsten kompatibel ist. Für andere Ausführungsformen kann es jedoch bevorzugt sein, eine zweite Beschichtungszusammensetzung vorzusehen, die härter und abriebfester ist als die erste Beschichtungszusammensetzung.The second coating may be the same materials as those described above include first coating. The second coating is preferably an adhesive. The second coating can be the same composition or have a composition other than the first coating. For some embodiments it may be preferred to use a second coating composition to provide the similar or identical to the first coating composition, in order to be good Adhesion between the coatings and to provide flexibility which is compatible with the uniform bristles. For others embodiments however, it may be preferable to use a second coating composition to provide the harder and more resistant to abrasion than the first coating composition.

Die Dicke der zweiten Beschichtung kann variieren. Die Dicke der zweiten Beschichtung hängt von einer Anzahl von Faktoren ab, wie beispielsweise der Größe und der Menge der verwendeten Schleifpartikel. Die zweite Beschichtung ist typischerweise dick genug, um die Befestigungshaftung oder -klebung der Schleifpartikel an der ersten Beschichtung zu verstärken, aber nicht so dick, dass die Schleiftextur der beschichteten Borste verdeckt wird. Die Dicke der zweiten Beschichtung ist typischerweise proportional zum Durchmesser der Schleifpartikel (d. h. der größten Abmessung). Die Dicke der Beschichtung beträgt typischerweise 10 bis 40 Prozent des mittleren Schleifpartikeldurchmessers, und insbesondere typischerweise etwa 20 bis etwa 40 Prozent.The Thickness of the second coating may vary. The thickness of the second Coating hangs from a number of factors, such as size and Amount of abrasive particles used. The second coating is typically thick enough to hold the attachment bond or bond but to strengthen the abrasive particles on the first coating not so thick that the sanding texture of the coated bristle is obscured becomes. The thickness of the second coating is typically proportional to the diameter of the abrasive particles (i.e., the largest dimension). The thickness of the coating is typically 10 to 40 percent of the mean abrasive particle diameter, and more typically about 20 to about 40 percent.

Bürstentyp und VerwendungBrush type and use

Die einheitlichen Bürsten, die beschichtet werden, um Schleifartikel der Erfindung bereitzustellen, können wie zuvor erwähnt alle Bürsten sein, die eine Nabe oder ein Basisteil und Borsten oder Filamente aufweisen, die sich von der Nabe oder dem Basisteil aus erstrecken und aus dem gleichen Material hergestellt sind, das die Nabe oder das Basisteil in einem Stück bildet. Das heißt die Borsten sind nicht klebend oder mechanisch an der Nabe oder dem Basisteil befestigt, sondern sind entweder spritzgussgeformt, durch einen anderen geformt (gegossen, pressgeformt, etc.), oder sie sind durch das Zuschneiden von Segmenten aus einer Materialbahn geformt, wie beispielsweise einer Kunststofffolie, die ein Basisteilsegment bildet, das Borsten trägt, die die erwünschte Ausrichtung haben. Derartige Segmente können mittels Laser geschnitten, mittels Wasserstrahl geschnitten, mittels Matrize geschnitten oder mechanisch geschnitten werden. Derartige Segmente können dann einzeln oder gestapelt und mechanisch befestigt oder so zusammengeklebt verwendet werden, dass die individuellen Segmente eine Stapelstruktur bilden, wobei die Borsten wie gewünscht von der Nabe nach Außen zeigen. Eine mechanische Befestigung kann bewerkstelligt werden, indem geeignete Klammern verwendet werden, die ohne weiteres handelsüblich erhältlich sind, oder indem ein geeignetes Klebstoffmaterial verwendet wird, das ebenso handelsüblich erhältlich ist. Die gestapelten Segmente können direkt aufeinander gestapelt werden oder sie können durch ein Abstandstück-Nabenteil getrennt werden, das keine Borsten trägt, um einen Zwischenraum zwischen entlang der Nabe ausgerichteten Borsten vorzusehen. Ein gemeinsames Merkmal der Borsten in einer einheitlichen Bürste besteht darin, dass sie aus dem gleichen Material wie die Nabe bestehen und zur im Wesentlichen gleichen Zeit wie die Nabe ausgebildet werden.The uniform brushes, coated to provide abrasive articles of the invention, can As previously mentioned all brushes be a hub or base and bristles or filaments have, which extend from the hub or the base part and are made of the same material that the hub or the base part in one piece forms. This means the bristles are not adhesive or mechanical to the hub or attached to the base, but are either injection molded, molded by another (cast, press-formed, etc.), or they are made by cutting segments of a material web shaped, such as a plastic film, which is a base segment forms, which carries bristles, the desired Have alignment. Such segments can be cut by laser, cut by water jet, cut by means of die or be cut mechanically. Such segments can then individually or stacked and mechanically fastened or glued together used that the individual segments have a stack structure with the bristles facing outwardly from the hub as desired. A mechanical attachment can be accomplished by appropriate Brackets are used, which are readily available commercially, or by using a suitable adhesive material, the also commercially available available is. The stacked segments can can be stacked directly on top of each other or through a spacer hub part be separated, which carries no bristles to a space between Provide along the hub aligned bristles. A common Feature of the bristles in a uniform brush is that they consist of the same material as the hub and to essentially same time as the hub are trained.

Die mit Schleifmittel beschichteten einheitlichen Bürsten der Erfindung können eine von vielen Arten sein und für vielfältige Verwendungen bestimmt sein, wie beispielsweise Reinigung, Beschichtungsentfernung, Entgraten, Kantenrundung und Anbringen von dekorativen Beschichtungen auf einer Vielzahl von Substraten, wie beispielsweise Metallen, Kunststoff, Glas, Holz und dergleichen. Die erfindungsgemäße Bürste schmiegt sich vorzugsweise ohne weiteres an die Konturen eines Werkstücks an. Die erfindungsgemäße Bürste beseitigt ohne weiteres den Abtrag (d. h. "belädt" nicht) und weist eine hohe Schneidrate auf.The With abrasive coated uniform brushes of the invention can a be of many types and for diverse Be used, such as cleaning, coating removal, deburring, Edge rounding and applying decorative coatings on one Variety of substrates, such as metals, plastic, Glass, wood and the like. The brush according to the invention preferably hugs readily to the contours of a workpiece. The brush according to the invention eliminates readily the removal (i.e., does not "load") and rejects a high cutting rate.

Die einheitliche Bürste umfasst typischerweise eine im Großen und Ganzen plane Basis mit einer ersten Seite und einer zweiten Seite, wobei die Basis eine Vielzahl von Borsten aufweist, die sich von den Seiten weg erstrecken. Die Borsten sind einstückig mit der Basis ausgebildet.The unitary brush typically includes a generally planar base having a first side and a second side, the base having a plurality of bristles extending from the sides extend away. The bristles are integrally formed with the base.

Eine Art einer einheitlichen Bürste weist Borsten auf, die sich von der ersten Seite der Basis aus erstrecken. Dieser Typ von Bürste ist gemeinhin als Becherbürste, Endbürste oder Winkelbürste bekannt, und wird typischerweise durch ein Winkelwerkzeug angetrieben. Derartige einheitliche Bürsten werden in geeigneter Weise durch eine der oben genannten Formungstechniken hergestellt.A Kind of a uniform brush has bristles extending from the first side of the base. This type of brush is commonly called a cup brush, Endbürste or angle brush is known, and is typically driven by an angle tool. Such uniform brushes be suitably by any of the above molding techniques produced.

Eine weitere Art einer einheitlichen Bürste weist Borsten auf, die sich von dem äußeren peripheren Rand zwischen der ersten Seite und der zweiten Seite der Basis aus erstrecken. Derartige Bürsten sind allgemein als Radialbürsten, Radbürsten oder Zylinderbürsten bekannt. Diese Art einer einheitlichen Bürste kann durch die zuvor beschriebenen Formungs- oder Schneidtechniken hergestellt werden.A Another type of uniform brush has bristles which from the outer peripheral edge extend between the first side and the second side of the base. Such brushes are generally called radial brushes, wheel brushes or cylinder brushes known. This type of uniform brush can be achieved by the previously described Forming or cutting techniques are produced.

Das Material, das die Bürste einschließlich der Borsten enthält, kann variieren und seine Auswahl hängt von einer Anzahl von verschiedener Faktoren ab, wie zum Beispiel seinem Haftvermögen an einer Beschichtung, seinem Vermögen, die erwünschte Drehgeschwindigkeit auszuhalten, und seinem Vermögen, sich ähnlich wie die Beschichtung(en) abzunutzen. Die Bürste einschließlich der Borsten kann eine beliebige Zahl von unterschiedlichen Materialien umfassen, einschließlich, aber ohne Beschränkung hierauf, formbarer Polymere, einschließlich Polyamide, Polyolefine, Polyester, thermoplastische Elastomere, Poly(ether imides), Polysulfone, Polyaramide und dergleichen. Die Bürste einschließlich der Borsten umfasst typischerweise ein Material, das aus der aus Polyestern, Polyolefinen, Polyamiden und thermoplastischen Elastomeren bestehenden Gruppe ausgewählt wird.The Material that the brush including contains the bristles, can vary and its selection depends on a number of different ones Factors such as its adhesion to a coating, his fortune, the desired one Withstand the speed of rotation, and its ability to resemble the coating (s) wear off. The brush including The bristles can be any number of different materials include, but without restriction thereon, moldable polymers, including polyamides, polyolefins, Polyesters, thermoplastic elastomers, poly (ether imides), polysulfones, Polyaramides and the like. The brush including the Bristles typically comprise a material that is made of polyesters, Polyolefins, polyamides and thermoplastic elastomers group selected becomes.

Die Gestaltung der einheitlichen Bürste kann zu der erfolgreichen Verwendung des erfindungsgemäßen Artikels beitragen. Gestaltungsmerkmale wie beispielsweise die Borstenlänge, der Borstenquerschnitt und die Borstenkrümmung können die Funktion und Leistung der Bürste beeinflussen. Die Borstenlänge ist vorzugsweise ausreichend lang, um eine gute Lebensdauer zu gestatten, aber nicht so lang, dass sie zu einem Borstenbruch beim Betrieb bei hohen Geschwindigkeiten führt. Das Verhältnis von mittlerer Borstenlänge zu mittlerem Borstendurchmesser reicht für eine Radialbürste von etwa 3:1 bis etwa 100:1, und typischerweise von etwa 5:1 bis etwa 30:1. Das Verhältnis von mittlerer Borstenlänge zu mittlerem Borstendurchmesser reicht für eine Radialbürste von etwa 3:1 bis etwa 50:1 und typischerweise von etwa 5:1 bis etwa 20:1.The Design of the uniform brush may contribute to the successful use of the article of the invention contribute. Design features such as the bristle length, the Bristle cross section and the curvature of the bristles can improve the function and performance the brush influence. The bristle length is preferably sufficiently long to allow a good life but not so long that they cause a bristle break during operation at high speeds. The relationship of medium bristle length to medium bristle diameter is sufficient for a radial brush of from about 3: 1 to about 100: 1, and typically from about 5: 1 to about 30: 1st The relationship of medium bristle length to medium bristle diameter is sufficient for a radial brush of from about 3: 1 to about 50: 1, and typically from about 5: 1 to about 20: 1.

Bei einer Ausführungsform kann die Bürste einschließlich der Borsten außerdem Schleifpartikel umfassen, die in der Bürste und/oder den Borsten enthalten sind. Bei einer anderen Ausführungsform kann die einheitliche Bürste einschließlich der Borsten außerdem eines oder mehrere Additive enthalten, wie beispielsweise Gleitmittel, Farbstoffe, Kopplungsstoffe, Verträglichkeitsstoffe, Formablösestoffe, Keimbildungsstoffe und dergleichen.at an embodiment can the brush including the bristles as well Include abrasive particles contained in the brush and / or the bristles are. In another embodiment can the uniform brush including the bristles as well contain one or more additives, such as lubricants, Dyes, Couplers, Compatibilizers, Release Agents, Nucleating agents and the like.

Verfahren zur Herstellung der ArtikelProcess for the preparation the item

Der Betrag der Oberfläche der Borsten, auf dem Schleifpartikel befestigt sind, kann von einer Anzahl von Faktoren abhängen, wie beispielsweise der Natur der abzuschleifenden Oberfläche, der erwarteten Lenesdauer des Schleifartikels und der Gestaltung der Bürste. Die Schleifpartikel werden typischerweise auf im Wesentlichen die ganze Fläche der Borsten aufgebracht, obschon es unter bestimmten Umständen wünschenswert sein kann, die Schleifpartikel nur auf einem Teil der Borsten aufzubringen. Die Konzentration der Schleifpartikel auf den Borsten der Bürste kann auch variieren. Für einige Anwendungen kann es wünschenswert sein, eine hohe Konzentration von Schleifpartikeln auf den Borsten zu haben. Für andere Anwendungen kann es wünschenswert sein, eine niedrigere Konzentration von Schleifpartikeln auf den Borsten zu haben. Der Umfang der Borstenfläche, der von Schleifpartikeln bedeckt ist, reicht typischerweise von 10 bis etwa 100 Prozent, typischerweise auch von etwa 50 bis etwa 100 Prozent und insbesondere von etwa 90 bis etwa 100 Prozent.Of the Amount of surface of the bristles, on which abrasive particles are attached, can of a Depend on number of factors, such as the nature of the surface to be abraded, the expected duration of the abrasive article and the design of the Brush. The abrasive particles are typically deposited on substantially whole area of the bristles, although it is desirable under certain circumstances may be to apply the abrasive particles only on a portion of the bristles. The concentration of abrasive particles on the bristles of the brush can also vary. For Some applications may be desirable be, a high concentration of abrasive particles on the bristles to have. For Other applications may be desirable be a lower concentration of abrasive particles on the To have bristles. The circumference of the bristle surface, that of abrasive particles typically ranges from 10 to about 100 percent, typically also from about 50 to about 100 percent and in particular from about 90 to about 100 percent.

Der erfindungsgemäße Artikel kann zum Beispiel wie folgt hergestellt werden. Zuerst wird eine einheitliche Bürste bereitgestellt. Als nächstes wird eine erste Beschichtung auf zumindest einen Teil von zumindest einigen der Borsten und vorzugsweise auf alle Borsten aufgebracht. Die erste Beschichtung wird vorzugsweise auf die ganze Oberfläche von zumindest einigen der Borsten und vorzugsweise die ganzen Borsten aufgebracht. Die erste Beschichtung kann durch ein beliebiges von mehreren unterschiedlichen Verfahren aufgebracht werden, einschließlich, ohne aber hierauf beschränkt zu sein, Rollbeschichtung, Sprühbeschichtung, "Tauch und Dreh"-Verfahren, etc. Der Ausdruck "Tauch und Dreh" meint das Eintauchen der Borsten in die Beschichtung und das schnelle Drehen der Bürste, um eine überschüssige Beschichtung von den Borsten zu entfernen. Als nächstes werden Schleifpartikel auf die erste Beschichtung aufgebracht. Dies kann durch ein beliebiges Verfahren einer Anzahl verschiedener Verfahren erfolgen, einschließlich, ohne aber hierauf beschränkt zu sein, Sprühbeschichtung, Tauchbeschichtung, Beschichtung mit Wirbelschicht, und/oder elektrostatisches Beschichten. Dem folgt ein Schritt des Aushärtens der ersten Beschichtung, wodurch die Schleifpartikel auf der beschichteten einheitlichen Bürste befestigt werden. Dieser Schritt kann durch Erwärmen, um die Beschichtung zu trocknen und/oder zu polymerisieren, durch die Anwendung von Strahlungsenergie (wie beispielsweise Ultraviolettstrahlung), durch Quervernetzen der Beschichtung durch atmosphärische Feuchtigkeit oder durch Kühlen einer thermoplastischen Beschichtung erzielt werden. Dem folgt für einige Ausführungsformen, ein zusätzlicher Schritt des Aufbringens einer zweiten Beschichtung über die Schleifpartikel und die erste Beschichtung gefolgt von einem Aushärten der zweiten Beschichtung, wodurch die Schleifpartikel noch mehr an den Borsten befestigt werden. Das Härten der zweiten Beschichtung kann durch Erhitzen, um die Beschichtung zu trocknen und/oder zu polymerisieren, durch die Einwirkung von Strahlungsenergie oder atmosphärische Feuchtigkeit, um die Beschichtung querzuvernetzen, oder durch Kühlen einer thermoplastischen Beschichtung bewerkstelligt werden.The article according to the invention can be prepared, for example, as follows. First, a uniform brush is provided. Next, a first coating is applied to at least a portion of at least some of the bristles, and preferably all bristles. The first coating is preferably applied to the entire surface of at least some of the bristles, and preferably the entire bristles. The first coating may be applied by any of several different methods including, but not limited to, roll coating, spray coating, dip and spin, etc. The term "dip and spin" means immersing the bristles in the coating and fast turning of the brush to remove excess coating from the bristles. Next, abrasive particles are applied to the first coating. This can be done by a be A variety of methods, including, but not limited to, spray coating, dip coating, fluidized bed coating, and / or electrostatic coating, may be used. This is followed by a step of curing the first coating whereby the abrasive particles are affixed to the coated unitary brush. This step can be achieved by heating to dry and / or polymerize the coating by the application of radiant energy (such as ultraviolet radiation), by cross-linking the coating to atmospheric moisture, or by cooling a thermoplastic coating. This is followed, for some embodiments, by an additional step of applying a second coating over the abrasive particles and the first coating followed by curing the second coating, thereby further securing the abrasive particles to the bristles. The curing of the second coating may be accomplished by heating to dry and / or polymerize the coating by exposure to radiant energy or atmospheric moisture to crosslink the coating, or by cooling a thermoplastic coating.

Die vorliegende Erfindung wird in Bezug auf die folgenden Figuren besser verstunden werden.The The present invention will be better understood with reference to the following figures be understood.

1a veranschaulicht eine Vorderansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Artikels. Der Artikel 2 ist eine Radialbürste, die eine mittige Nabe 3 mit Borsten 4 aufweist, die sich von dieser aus radial erstrecken. Die mittige Nabe 3 weist in ihrer Mitte ein Loch 7 auf. An den Borsten 4 haften Schleifpartikel 6, die mittels einer ersten Beschichtung 8 daran haften. Eine zweite Beschichtung 10 ist über die Schleifpartikel 6 und die erste Beschichtung 8 aufgebracht (gezeigt in 1b). 1b ist ein mittiger Querschnitt entlang einer der Borsten von 1a. 1a illustrates a front view of an embodiment of an article according to the invention. The item 2 is a radial brush that has a central hub 3 with bristles 4 has, which extend radially from this. The central hub 3 has a hole in its center 7 on. On the bristles 4 adhere abrasive particles 6 by means of a first coating 8th adhere to it. A second coating 10 is about the abrasive particles 6 and the first coating 8th applied (shown in 1b ). 1b is a central cross-section along one of the bristles of 1a ,

2 ist eine isometrische Ansicht eines erfindungsgemäßen Artikels 20 mit drei Artikeln 2 von 2 is an isometric view of an article according to the invention 20 with three articles 2 from

1, die mittels eines Metalladapters 22 aneinander befestigt sind, um eine größere Bürste 20 zu bilden. 1 by means of a metal adapter 22 attached to each other, to a larger brush 20 to build.

3a ist eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Artikels. Der Artikel 24 ist eine Winkel- oder Becherbürste mit einer Basis 26 und Borsten 28, die im rechten Winkel zur Basis 26 an der Basis 26 angebracht sind. Schleifpartikel 30 haften mittels einer ersten Beschichtung 32 an den Borsten 28. Die Basis 26 weist in ihrer Mitte ein Loch 34 auf. Der Innenumfang des Lochs 34 ist mit einem Gewinde versehen, um zum Beispiel eine einfache Befestigung an einem tragbaren Drehwerkzeug zu erlauben. 3b ist ein mittiger Querschnitt entlang einer der Borsten von 3a. 3a is a side view of another embodiment of an article according to the invention. The item 24 is an angle or cup brush with a base 26 and bristles 28 that is at right angles to the base 26 at the base 26 are attached. abrasive particles 30 adhere by means of a first coating 32 on the bristles 28 , The base 26 has a hole in its center 34 on. The inner circumference of the hole 34 is threaded to allow, for example, easy attachment to a portable rotary tool. 3b is a central cross-section along one of the bristles of 3a ,

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter veranschaulicht, wobei alle Teil- und Prozentangaben das Gewicht betreffen, es sei denn, es ist anders angegeben.The Invention is further illustrated by the following examples, where all parts and percentages are by weight, it is because, it is stated differently.

BEISPIELEEXAMPLES

Verfahren zur Spritzgussformung einer BürsteMethod for injection molding a brush

Eine durch Spritzguss geformte Bürste mit radialen Borsten, die vierzig 2,2 cm lange integrale Borsten, einer 1,5 Inch (3,8 cm) Nabe, einem 3,0 Inch (7,6 cm Durchmesser) und einem Gewicht von 1,65 Gramm wurde aus Polyamid 11 (BESNO P40TL, das von Elf Atochem, Arlington Heights, Ill. handelsüblich erhältlich ist). Es wurde eine Form mit einem einzigen Hohlraum eingesetzt. Die verwendete Spritzgussmaschine war eine Maschine von Cincinnati Milacron (Batavia, Ohio) mit 220-Tonnen (200.000 kg) Klemmkraft, die einen Extruder mit Einzeleinspritzung und mit einer Allzweckschnecke einsetzte.An injection molded radial bristle brush comprising forty 2.2 cm integral bristles, a 1.5 inch (3.8 cm) hub, a 3.0 inch (7.6 cm diameter), and a weight of 1, 65 grams was made of polyamide 11 (BESNO P40TL, which is commercially available from Elf Atochem, Arlington Heights, Ill.). It was used a mold with a single cavity. The injection molding machine used was a Cincinnati Milacron (Batavia, Ohio) machine with 220 tons (200,000 kg) clamping force employing a single injection extruder and a general purpose screw.

Typische Formungsparameter waren: Düsentemperatur 232°C (450°F), Temperatur an der Vorderseite des Zylinders (nahe der Düse) 216°C (420°F), Temperatur an der Rückseite des Zylinders (nahe dem Trichter) 232°C (450°F), Schneckendrehung 75% des Maximums, Spritzdruck 2760–3450 kPa (400–500 Psi) und eine Spritzstrecke oder -länge von 2,29 cm (0,90 Inch). Eine komplette Zyklusdauer betrug im Mittel etwa 20 Sekunden je spritzgegossener Bürste.typical Forming parameters were: nozzle temperature 232 ° C (450 ° F), temperature at the front of the cylinder (near the nozzle) 216 ° C (420 ° F), temperature at the back of the cylinder (near the funnel) 232 ° C (450 ° F), screw rotation 75% of the Maximums, spray pressure 2760-3450 kPa (400-500 Psi) and a jetting distance or length of 2.29 cm (0.90 inches). A complete cycle time averaged about 20 seconds each injection molded brush.

Beispiel 1example 1

Mit Schleifmittel beschichtete, durch Spritzguss geformte, erfindungsgemäße Radialbürsten wurden wie folgt vorbereitet. Die Klebstoffzusammensetzung, die zum Beschichten jeder spritzgegossenen Bürste verwendet wurde, ist in Tabelle I wiedergegeben. Zwölf spritzgegossene Bürsten aus Polyamid ("BESNO P40TL", das von Elf Atochem handelsüblich erhältlich ist), die jeweils gemäß des "Verfahrens zur Spritzgussformung von Bürsten" vorbereitet wurde, wurden auf einem elektrisch angetriebenen Futter mit 1,5 Inch (3,8 cm) breiten und 0,5 Inch (1,3 cm) dicken Abstandsstücken aus TEFLON Polytetrafluroäthylen zwischen jeder Bürste montiert, bei etwa 15 Upm gedreht, in die Klebstoffzusammensetzung für etwa 10 Sekunden eingetaucht, während die Drehung andauerte, aus der Klebstoffzusammensetzung entfernt und mit etwa 300 Upm für etwa 10 Sekunden gedreht, um überschüssigen Klebstoff zu entfernen. Die resultierende erste Beschichtung wurde aufgebracht, um ein zusätzliches Trockengewicht von 0,3 Gramm je Bürste zu erhalten.Abrasive coated injection molded radial brushes of the present invention were prepared as follows. The adhesive composition used to coat each injection molded brush is shown in Table I. Twelve injection-molded polyamide brushes ("BESNO P40TL", commercially available from Elf Atochem), each prepared according to the "brush injection molding method", was placed on a 1.5 inch (3.8 cm) wide and 0.5 inch (1.3 cm) thick spacers of TEFLON polytetrafluoroethylene mounted between each brush, rotated at about 15 rpm, dipped in the adhesive composition for about 10 seconds while rotation continued, removed from the adhesive composition and rotated at about 300 rpm for about 10 seconds to remove excess adhesive to remove. The resulting first coating was applied to obtain an additional dry weight of 0.3 grams per brush.

Das Futter wurde zu einer Sprühhütte transportiert, wo Siliziumkarbid-Schleifpartikel mit ANSI-Grad 36 über eine Sprühpistole auf eine nasse erste Beschichtung auf jeder Bürste aufgebracht wurden. Die Schleifpartikel wurden auf beide Seiten von elf der Bürsten aufgebracht bis keine zusätzlichen Schleifpartikel mehr an den nassen ersten Beschichtungen anhafteten; dies machte etwa 2,4 Gramm Schleifpartikel je Bürste aus. Die mit Schleifmittel beschichteten Bürsten wurden dann für 45 Minuten auf 130°C erwärmt, um die erste Beschichtung zu härten und Schleifpartikel an den spritzgegossenen Bürsten zu befestigen. Unter den gleichen Bedingungen wurde auch eine Bürste ohne Schleifpartikel erwärmt. (Diese Bürste half bei der Berechnung des Trockengewichts der ersten Beschichtung.) Nach der Erwärmung wurde eine zweite Beschichtung (mit der gleichen Zusammensetzung wie die erste Beschichtung) auf alle Bürsten aufgebracht. Diese zweite Beschichtung wurde verwendet, um die Schleifpartikel noch mehr an den Bürsten zu befestigen. Die zweite Beschichtung wurde auf identische Weise wie die erste Beschichtung aufgebracht, mit dem Unterschied, dass die Drehperiode bei 300 Upm auf etwa 15 Sekunden ausgedehnt wurde. Die resultierende zweite Beschichtung hatte ein Trockengewicht von etwa 0,4 Gramm je Bürste. Die Bürsten wurden danach in einem Ofen bei 130°C für 45 Minuten erwärmt, um die zweite Beschichtung zu härten. Nach der Entfernung von dem Prozessfutter wurden vier der ausgehärteten, mit Schleifmittel beschichteten Bürsten aufeinander gestapelt und mit einem Metalladapter befestigt, um einen breiteren radialen Schleifartikel zum Testen zu fertigen.The Feed was transported to a spray hut, where silicon carbide abrasive particles with ANSI grade 36 over a spray gun were applied to a wet first coat on each brush. The Abrasive particles were applied to both sides of eleven of the brushes until no additional Abrasive particles more adhered to the wet first coatings; this made about 2.4 grams of abrasive particles per brush. The with abrasive coated brushes were then for 45 minutes at 130 ° C heated to harden the first coating and to attach abrasive particles to the injection molded brushes. Under In the same conditions, a brush without abrasive particles was heated. (These brush helped calculate the dry weight of the first coating.) After heating was a second coating (with the same composition like the first coating) applied to all brushes. This second Coating was used to add more to the abrasive particles the brushes to fix. The second coating was identical like the first coating applied, with the difference that the rotation period was extended to about 15 seconds at 300 rpm. The resulting second coating had a dry weight of about 0.4 grams per brush. The brushes were then heated in an oven at 130 ° C for 45 minutes to to harden the second coating. After removal from the process feed, four of the cured, coated with abrasive coated brushes and fastened with a metal adapter to a wider radial To manufacture abrasive articles for testing.

Tabelle I

Table I

Vergleichsbeispiele A–DComparative Examples A-D

Die Vergleichsbeispiele A–D geben Artikel des Standes der Technik an, die dazu verwendet werden, Oberflächen herzurichten. Beschreibungen von Vergleichsbeispielen A–D sind in Tabelle II bereitgestellt. Wegen Konstruktionsunterschieden variierten die vom Hersteller empfohlenen Betriebsgeschwindigkeiten und sind in Tabelle II angegeben.The Comparative Examples A-D specify prior art articles used to prepare surfaces. Descriptions of Comparative Examples A-D are provided in Table II. Because of design differences, the manufacturer recommended Operating speeds and are given in Table II.

Tabelle II

Table II

Testverfahrentest method

Beispiel 1 und die Vergleichsbeispiele A–D wurden bei der Entfernung von Farbe von einem Automobilblech bewertet. Das Blech war 0,032" (0,8 mm) dicker kaltgewalzter Stahl; die verwendete Grundierung war U28RWO35K (die eine Polyestermelamin-Zusammensetzung ist), die Basisbeschichtung war E86KE524S Black (die eine Acrylicmelamin-Zusammensetzung ist) und die Klarlackbeschichtung war E 1 26CEO 1 2 (die eine Acrylmelamin-Zusammensetzung ist), die von ACT Laboratory, Inc., Hillsdale, Michigan hergestellt wird. Die Bürste von Beispiel 1 wurde auf einem mit 25.000 Upm arbeitendem, elektrisch angetriebenen Werkzeug bewertet. Die Schleifartikel der Vergleichsbeispiele A-D wurden bei ihren jeweiligen empfohlenen Geschwindigkeiten bewertet. Vergleichsbeispiele A und B werden durch ein tragbares Pneumatikwerkzeug angetrieben, das ein AP533 Geradschleifer war, der von Astro Pneumanic Tool Co., Japan erhältlich ist, während Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel D durch ein tragbares elektrisches Werkzeug angetrieben wurden, das ein Makita Stempelschleifer Model 906H war, der von Makita Company, Japan erhältlich ist. Vergleichsbeispiel C wurde durch einen Black & Decker 6040 1/4" (6,1 mm) VSR-Bohrer, Typ 100, angetrieben, der handelsüblich von Black & Decker erhältlich ist. Jeder Schleifartikel wurde für fünf Minuten getestet. Die Farbeentfernungsrate und die Bürstenabnutzung wurden gemessen.example 1 and Comparative Examples A-D were evaluated in the removal of paint from an automotive sheet. The sheet was 0.032 "(0.8 mm) thick cold-rolled steel; the primer used was U28RWO35K (which is a polyester melamine composition), the base coat was E86KE524S Black (which is an acrylic melamine composition) and the clearcoat was E 1 26CEO 1 2 (which was an acrylic melamine composition is) manufactured by ACT Laboratory, Inc., Hillsdale, Michigan becomes. The brush Example 1 was run on a 25,000 rpm electric rated driven tool. The abrasive articles of Comparative Examples A-D were at their assessed at their respective recommended speeds. Comparative Examples A and B are powered by a portable pneumatic tool that an AP533 straight grinder manufactured by Astro Pneumanic Tool Co., Japan available is while Example 1 and Comparative Example D by a portable electric Tool that was a Makita stamp grinder model 906H, available from Makita Company, Japan. Comparative example C was by a Black & Decker 6040 1/4 "(6.1 mm) VSR Type 100 Drill, commercially available from Black & Decker. Each abrasive article was for five minutes tested. The color removal rate and the brush wear were measured.

Es wurden auch subjektive Einschätzungen der Formanpassungsfähigkeit der Schleifartikel (die Fähigkeit des Artikels, innere Ecken zu erreichen) und der Oberflächenbeladung (Verschmutzung der Schleifartikeloberfläche durch Werkstückabrieb) vorgenommen.It were also subjective assessments the conformability the abrasive article (the ability of the article, to reach inner corners) and surface loading (Soiling of the abrasive article surface due to workpiece abrasion) performed.

Für die Bewertung sowohl der Formanpassungsfähigkeit als auch der Oberflächenbeladung war das Werkstückexemplar ein Abschnitt, der durch Falten eines 0,032" (0,8 mm) dicken × 5 cm breiten × 33 cm langen, kaltgewalzten Stahlblechs vorbereitet wurde, so dass die Breite des gefalteten Abschnitts 3 cm betrug und 2 cm der Breite von doppelter Dicke war. Diese Konfiguration weist das Merkmal einer Stufe auf (die eine "scharfe" Ecke imitiert), um die Bewertung der Formanpassungsfähigkeit zu erleichtern.For the rating both the conformability as well as the surface loading was the workpiece copy a section made by folding a .032 "(0.8 mm) thick × 5 cm wide × 33 cm long, cold-rolled steel sheet was prepared so that the Width of the folded section was 3 cm and 2 cm of the width was of double thickness. This configuration has the feature of Step on (imitating a "sharp" corner), to facilitate the assessment of conformability.

Für die Bewertung der Bürstenbelastung wurden die Testartikel während zwei Minuten auf der Abschnittsfläche betrieben, die mit der "HEAVY DUTY SEALER 08531" Versiegelungsmasse auf Nitrilgummi-Basis beschichtet war, die handelsüblich von Minnesota Mining & Manufacturing Company, Automotive Aftermarket Division, St. Paul, Minnesota erhältlich ist. Die Ergebnisse sind in Tabelle III gezeigt.For the rating the brush load the test articles were during operated for two minutes on the section surface, with the "HEAVY DUTY SEALER 08531 "Sealant nitrile rubber-based, commercially available from Minnesota Mining & Manufacturing Company, Automotive Aftermarket Division, St. Paul, Minnesota is available. The results are shown in Table III.

Testergebnissetest results

Die Bürsten von Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel D erforderten keinen manuellen Druck, um die Farbe von dem Blech zu entfernen; Vergleichsbeispiele A, B und C erforderten jedoch ein zusätzliches Drücken des Schleifartikels gegen das Blech, um eine Farbentfernung zu bewirken. Die Bürste von Beispiel 1 zeigte eine hohe Farbentfernungsrate, eine überlegene Formanpassungsfähigkeit und im Vergleich zu den Schleifartikeln der Vergleichsbeispiele keine Beladung der Schleiffläche. Schleifartikel mit guter Formanpassungsfähigkeit sind besser beim Entfernen von Farbe von innenseitigen Ecken.The to brush of Example 1 and Comparative Example D required no manual Pressure to remove the paint from the sheet; Comparative Examples However, A, B and C required additional squeezing of the abrasive article the sheet to effect a paint removal. The brush of Example 1 showed a high color removal rate, a superior color removal rate Conformability and compared to the abrasive articles of Comparative Examples no loading of the grinding surface. Abrasive articles with good conformability are better at removal of color from inside corners.

Tabelle III

Table III

Beispiel 2Example 2

Beispiel 2 wurde identisch zu Beispiel 1 vorbereitet, mit der gleichen Anzahl von Borsten und den gleichen Abmessungen wie Beispiel 1, mit dem Unterschied, dass die einheitliche Bürste mit Scheren aus einer 0,021 Inch (0,53 mm) dicken extrudierten Folie aus dem thermoplastischem Elastomer PEBAX 6333 (Elf Atochem, Arlington Heights, Illinois) geschnitten wurde.example 2 was prepared identically to Example 1, with the same number of bristles and the same dimensions as Example 1, with the Difference that the uniform brush with scissors from a .021 Inch (0.53 mm) thick extruded sheet of thermoplastic Elastomer PEBAX 6333 (Elf Atochem, Arlington Heights, Illinois) was cut.

Beispiel 3Example 3

Beispiel 3 wurde identisch zu Beispiel 1 vorbereitet mit dem Unterschied, dass die einheitliche Bürste durch Gießen einer geformten Bürste mit vierzig 2,2 cm langen integralen Borsten, einer 1,5 Inch (3,8 cm) Nabe, einer 3,0 Inch (7,6 cm Durchmesser) aus einem elastomeren Gießharz, das als SG2181 von MCP Systems, Fairfield, Connecticut handelsüblich erhältlich ist, gefolgt von einem Aushärten während 45 Minuten bei 65°C vorbereitet wurde.example 3 was prepared identically to example 1 with the difference that the uniform brush through to water a shaped brush with forty 2.2 cm integral bristles, one 1.5 inch (3.8 cm) hub, a 3.0 inch (7.6 cm diameter) elastomeric one casting resin, commercially available as SG2181 from MCP Systems, Fairfield, Connecticut, followed by curing while 45 minutes at 65 ° C was prepared.

Beispiel 4Example 4

Beispiel 4 wurde identisch zu Beispiel 2 vorbereitet mit dem Unterschied, dass die einheitliche Bürste mittels eines Wasserstrahlschneidgeräts aus einer 0,021 Inch (0,53 mm) dicken extrudierten Folie aus dem thermoplastischem Elastomer PEBAX 6333 (Elf Atochem) geschnitten wurde.Example 4 was prepared identically to Example 2, except that the unitary brush was extruded from a 0.021 inch (0.53 mm) thick extruded film by means of a waterjet cutter thermoplastic elastomer PEBAX 6333 (Elf Atochem).

Die beschichteten Bürsten der Beispiele 2–4 wurden durch subjektive Bewertung bei der Oberflächenbehandlung von vertieften Bereichen eines aufwändig geschnitzten Holzes (Pinie) getestet. Beschichtete Bürsten aller drei Beispiele lieferten einen entlang und innerhalb der geschnitzten Vertiefungen gleichförmigen, feinen Oberflächenzustand.The coated brushes Examples 2-4 were recessed by subjective evaluation in the surface treatment of Areas of a consuming Carved wood (pine) tested. Coated brushes of all three examples delivered one along and within the carved one Depressions uniform, fine surface condition.

Für Fachleute liegen verschiedene Modifikationen und Änderungen dieser Erfindung auf der Hund, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen; es versteht sich, dass diese Erfindung nicht unangemessen auf die hier dargestellten Ausführungsformen beschränkt sein sollte.For professionals There are various modifications and changes of this invention in the dog, without departing from the scope of the present invention; It is understood that this invention is not inappropriate to the embodiments shown here limited should be.

Claims

Subject with: (a) one uniform Brush, being the brush comprises a plurality of bristles, each bristle having a surface, (B) a first coating on at least a part of at least some of the bristle areas and (c) a plurality of abrasive particles formed by the first coating attached to at least a portion of at least some of the bristle surfaces are.

The article of claim 1, further comprising a second Coating on abrasive particles and the first coating is coated.

The article of claims 1-2, wherein the abrasive particles partially embedded in the first coating.

An article according to claims 1-3, wherein the abrasive particles made of silicon carbide, talc, garnet, glass bubbles, glass beads, cubic boron nitride, diamond and alumina existing group chosen are.

An article according to claims 1-4, wherein the first coating comprising a material selected from polyurethanes, epoxy resins and acrylic resins existing group is selected.

An article according to claims 2-4, wherein the second coating comprising a material selected from polyurethanes, epoxy resins and acrylic resins existing group is selected.

An article according to claims 1-6, wherein as a brush radial brushes and / or cup brushes chosen become.

An article according to claims 1-7, wherein the bristles enter Material have the from of polyamide, polyester and polyolefin existing group elected is.

Process for producing a brush according to Claim 1 with the following steps: (a) Provide a uniform brush with a base part formed of a material and several of the same material existing bristles extending away from it, and wherein each bristle is an area having, (b) coating at least a portion of the areas of at least a portion of the bristles having a first coating, (C) Adhering a plurality of abrasive particles to at least some of the bristle surfaces by means the first coating and (d) curing the first coating, to adhere the abrasive particles to the brush surfaces.

The method of claim 9, further comprising: (A) Coating the abrasive coated bristles with a second coating; and (b) curing the second coating.