DE60108624T2

DE60108624T2 - Verfahren zum polieren und reinigen von glas

Info

Publication number: DE60108624T2
Application number: DE60108624T
Authority: DE
Inventors: A. Bruce SVENTEK; F. Craig LAMPHERE; Tim Graf; L. John BARRY
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2000-04-28
Filing date: 2001-03-26
Publication date: 2005-12-22
Anticipated expiration: 2021-03-27
Also published as: WO2001083163A2; KR20030001456A; AU2001256967A1; KR100750759B1; ATE287781T1; CA2405766A1; DE60108624D1; WO2001083163A3; EP1276592A2; EP1276592B1; JP2003531737A

Description

Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Verfahren zum schnellen Reinigen einer Glaswerkstückfläche unter Verwendung eines festen Schleifkörpers, der in einem Bindemittel dispergierte Ceroxidschleifteilchen enthält.
Hintergrund
Glasgegenstände sind weitgehend zu Hause, im Büro und in der Fabrik in Form von Linsen, Prismen, Spiegeln, Kathodenstrahlröhren, Flachanzeigenglas, Fahrzeugwindschutzscheiben, Rechnerplattensubstraten, Fenstern, Möbelglas, Kunstglas und dergleichen zu finden. Das Schleifen, Fertigbearbeiten und Polieren dieser Glasobjektarten auf eine optische Klarheit ist von höchster Wichtigkeit. Gegebenenfalls vorhandene Defekte, Fehler und selbst winzige Kratzer können die optische Klarheit des Glasgegenstands verhindern. Somit ist erwünscht, dass das Glas im Wesentlichen frei von jeglichen Defekten, Fehlern und Kratzern und optisch klar ist. Es gibt drei Hauptverfahren oder -schritte zur Fertigbearbeitung von Glas: Grobschleifen, Feinschleifen und Polieren.
Der Grobschleifschritt erzeugt jede beliebige gewünschte Krümmung oder jeden beliebigen gewünschten Radius im Glas mit einem Schleifwerkzeug. In der Regel weist dieses Schleifwerkzeug superharte Schleifteilchen wie Diamant, Wolframkarbid oder kubisches Bornitrid auf. Bei diesem Grobschleifprozess sieht das Schleifwerkzeug grobe Kratzer in der Glasfläche vor, so dass die sich ergebende Glasfläche weder genau noch glatt genug ist, um auf einen optisch klaren Zustand poliert zu werden.
Der Feinschleifschritt verfeinert die durch den Grobschleifprozess erzeugten groben Kratzer. Im Allgemeinen entfernt der Feinschleifprozess die tiefen Kratzer, die nach dem Grobschleifen verbleiben, und sorgt für eine im Wesentlichen glatte, wenn auch nicht polierte, Fläche. Des Weiteren führt der Feinschleifprozess zu einem ausreichenden Entfernen der groben Kratzer, so dass die Glasfläche auf eine optisch klare Fläche poliert werden kann. Wenn der Feinschleifprozess nicht alle groben Kratzer entfernt, kann es für den Polierschritt äußerst schwierig sein, diese Kratzer zu entfernen, um eine optisch klare Fläche zu erzeugen. Es gibt mindestens einen Feinschleifschritt, in der Regel zwei oder mehr Reinschleifschritte, wobei jeder anschließende Feinschleifschritt einen Schleifkörper verwendet, der eine kleinere oder feinere Schleifteilchengröße aufweist als der vorhergehende Schritt.
Bei Glasflächen, wie zum Beispiel Kathodenstrahlröhrenglas, erfolgt dieses Feinschleifen in der Regel mit losen Schmirgelbreis, obgleich auch beschichtete und Läppschleifkörper verwendet werden können.
Der Polierschritt erzeug eine optisch klare Fläche auf dem Glasgegenstand. In vielen Fällen erfolgt dieser Polierschritt mit einem losen Schmirgelbrei. Lose Schmirgelbreie verwenden in der Regel mehrere sehr feine Schleifteilchen (das heißt kleiner als ca. 10 Mikrometer, in der Regel kleiner als ca. 1 Mikrometer), die in einem flüssigen Medium wie Wasser dispergiert sind. Der lose Schmirgelbrei kann andere Additive wie zum Beispiel Dispergiermittel, Schmiermittel, Entschäumer und dergleichen enthalten, Lose Schmirgelbreie sind in der Regel das bevorzugte Mittel zur Erzeugung der Endpolierung, da die losen Schmirgelbreie die Fähigkeit aufweisen, im Wesentlichen alle verbleibenden Kratzer zu entfernen, um eine optisch klare Fläche zu erzeugen, die im Wesentlichen keine Fehler, Unvollkommenheiten und/oder winzigen Kratzer aufweist.
Es sind viele Versuche unternommen worden, einen festen Schleifkörper bereitzustellen, der Glas auf eine Fläche mit optischer Qualität poliert.
Die EP-A-0 366 051 offenbart ein Verfahren zum Reinigen einer Glasfläche, um sie mit optischer Klarheit zu versehen, wobei das Verfahren aufweist:
Berühren der Glasfläche mit einer Fläche eines Schleifkörpers, wobei die Fläche mehrere in einem Bindemittel dispergierte Ceroxid-Schleifteilchen aufweist;
Bewegen des Schleifkörpers bezüglich der Glasfläche in Gegenwart einer Flüssigkeit;
Bilden eines Schleiers, der im Wesentlichen aus über die Glasfläche dispergierte Siliziumdioxidteilchen besteht; und
Bewegen des Schleifkörpers bezüglich der Glasfläche bei Fehlen der Flüssigkeit, um dadurch den Schleier von der Glasfläche zu entfernen.
Zum Beispiel wird in der US-PS 5 632 668 von Lindholm et al. ein Verfahren zum Polieren einer Fläche optischer Qualität, wie zum Beispiel einer ophthalmischen Linse, unter Verwendung von Verbundschleifmitteln ohne einen Schmirgelbrei offenbart. Im Wesentlichen werden alle von den Verbundschleifmitteln erodierten Schleifteilchen durch Wasser von der Poliergrenzfläche entfernt. Durch Erosion von Schleifteilchen von den Verbundschleifmitteln wird eine kontinuierliche Versorgung neuer Schleifteilchen in Eingriff mit der gerade polierten Fläche gebracht. Somit erfolgt das Polieren im Wesentlichen dadurch, dass die Schleifteilchen und nicht die erodierten Schleifteilchen in dem Bindemittel festgehalten werden.
In der US-PS 5 876 268 von Lamphere et al. wird ein Schleifkörper zur Reduzierung der Oberflächenrauhigkeit eines Glaswerkstücks, wie zum Beispiel eines Bildschirms einer Kathodenstrahlröhre, in einem Zeitraum von weniger als ca. einer Minute offenbart. Der Schleifkörper weist Ceroxidschleifteilchen auf, die in einem Bindemittel dispergiert sind und zu genau geformten Verbundmitteln geformt werden können.
Kathodenstrahlröhrenschirme werden derzeit auf großen halbkugelförmigen Rotationsläppmaschinen unter Verwendung verschiedener Schmirgelbreiarten und Schleifkissen geschliffen und nachbearbeitet. Der Endpolierschritt zur Bereitstellung optischer Klarheit verwendet in der Regel einen Ceroxidbrei auf einem segmentierten Filzkissen. Der Brei wird auf die Kissen-Glasscheiben-Grenzfläche gepumpt.
Obgleich lose Schleifbreie weithin zum Polieren von Glasgegenständen verwendet werden, sind mit den Breien und den verschiedenen Verfahren viele Nachteile verbunden. Zu diesen Nachteilen gehören die unbequeme Handhabung des erforderlichen großen Volumens des Breis, das erforderliche Rühren, um ein Absetzen der Schleifteilchen zu verhindern und eine gleichförmige Konzentration von Schleifteilchen an der Poliergrenzfläche zu gewährleisten, und der Bedarf an zusätzlicher Ausrüstung zur Herstellung, Handhabung und auch Rückgewinnung des losen Schleifbreis. Darüber hinaus muss der Brei selbst in regelmäßigen Abständen analysiert werden, um seine Qualität und Dispersionsstabilität zu gewährleisten, was zusätzliche, teure Arbeitsstunden erfordert. Des Weiteren weisen Pumpenköpfe, Ventile, Zufuhrleitungen, Reibschleifwerkzeuge und andere Teile der Breizuführungsausrüstung, die den losen Schleifbrei berühren, letztendlich unerwünschten Verschleiß auf. Darüber hinaus ist der Poliervorgang während des Einsatzes in der Regel sehr unordentlich, da der lose Schleifbrei, der in der Regel als eine viskose Flüssigkeit auf ein weiches Kissen aufgebracht wird, leicht verspritzt und schwer aufzufangen ist.
Viel weniger technisches Industrieglas wird handpoliert. Bei diesem Prozess wird in der Regel eine an einer Hintergestell-Schleifmaschine angebrachte Filzschwabbelscheibe verwendet. In der Regel wird beim Handpolieren ein Suspensions- oder Verbindungspoliermittel auf Ceroxidbasis verwendet. Zufällige Kratzer im Glas werden oft durch Handpolieren unter Verwendung von Winkelschleifern, die Filzkissen mit Ceroxidsuspensionen oder -verbindungen aufweisen, entfernt. Wie oben erläutert sind Polierverfahren auf Suspensionsbasis mit großen Nachteilen behaftet.
Nach dem Polierschritt wird das Glas im Allgemeinen gereinigt. Dadurch werden die nachfolgenden Schritte verbessert, wenn Überzüge, wie beispielsweise Blendschutz- und antistatische Überzüge und dergleichen, auf das Glas aufgebracht werden.
Kurze Darstellung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wird in Anspruch 1 definiert.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 9.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Weitere Merkmale, Vorteile und weitere Verfahren zur Ausübung der Offenbarung werden durch die folgende Beschreibung der Figuren und der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung verständlicher.
1 ist eine Explosionsdarstellung einer zum Polieren von Glas gemäß der vorliegenden Erfindung verwendeten Anordnung;
2 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht einer Ausführungsform eines Schleifkörpers zur Verwendung mit dem Verfahren der vorliegenden Offenbarung;
3 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht einer alternativen Ausführungsform eines Schleifkörpers zur Verwendung mit dem Verfahren der vorliegenden Offenbarung, und
4 ist eine schematische Ansicht eines Systems zur Herstellung eines Schleifkörpers, wie zum Beispiel die in den 2 und 3 dargestellten.
Ausführliche Beschreibung
Die Offenbarung betrifft ein Verfahren zum Reinigen einer polierten Glaswerkstückfläche unter Verwendung eines strukturierten oder dreidimensionalen Schleifkörpers, der in einem Bindemittel dispergierte Ceroxidteilchen aufweist. Das Reinigen von Flächen optischer Qualität ist bei der Herstellung akzeptabler Flächen an optischen Komponenten, wie zum Beispiel Linsen, Prismen, Spiegel, Kathodenstrahlröhren, Windschutzscheiben, Fenstern, Glascomputerplatten, Glasfoto- und -bildrahmen und dergleichen, von Bedeutung. Bei den Fenstern und Windschutzscheiben kann es sich um Kraftfahrzeugfenster, Busfenster, Züge oder Fenster, Flugzeugfenster, Hausfenster, Bürofenster und dergleichen handeln. Das Reinigen der Flächen ist wichtig, damit die Fläche einen akzeptablen Endüberzug auf dem Glas annehmen und festhalten kann. Bei diesem Überzug kann es sich um einen kratzfesten Überzug, einen Antireflexionsüberzug, einen Antistatiküberzug, einen Blendschutzüberzug, eine Lackierung oder um einen Zierüberzug handeln. Dieser Überzug hängt natürlich von der Endverwendung und den Anforderungen des Verbrauchers/Endbenutzers des fertigen Produkts ab.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung kombiniert den Endpolier- und den Reinigungsschritt zu einem Schritt. Bei vielen Ausführungsformen werden Polierschritte zum Entfernen von groben Oberflächenkratzern verwendet, die nach dem Schleif- oder Schneidvorgang verbleiben. Das Polieren gemäß dem vorliegenden Verfahren unterscheidet sich von solchen Polierschritten dadurch, dass es die Fläche auf molekularer Ebene modifiziert und sehr wenig Glas entfernt.
Im Allgemeinen wird bei der Polier- und Reinigungskombination gemäß der vorliegenden Erfindung die Glasfläche mit einem Schleifkörper in Kontakt gebracht und beide werden bezüglich einander unter einem gewünschten Druck bewegt. Es wird vor oder bald nach dem Zusammenbringen der beiden Objekte eine geringe Flüssigkeitsmenge, wie zum Beispiel ein Wassertropfen oder -spritzer, an der Glas-Schleifkörper-Grenzfläche bereitgestellt. Während der Verwendung des Schleifkörpers werden frische Ceroxidschleifteilchen freigelegt. Bei einigen Ausführungsformen kann die Flüssigkeit einen Teil des Schleifkörpers auflösen oder erweichen und so frische Ceroxidschleifteilchen freilegen. Die freigelegten Ceroxidschleifteilchen wirken mit der Glasfläche zusammen und entfernen das Siliziumdioxid auf molekularer Ebene. Mit Verdunsten der Flüssigkeit setzt sich dieses Siliziumdioxid wie ein Schleifer auf der Glasfläche ab. Durch weitergehenden Kontakt des Glases mit dem Schleifkörper, aber ohne das Hinzufügen zusätzlicher Flüssigkeit, wird der Schleier entfernt und eine optisch akzeptable äußere Fläche gebildet.
Die zum Polieren und Reinigen des Glaswerkstücks tatsächlich erforderliche Zeit hängt von der Größe der zu polierenden Oberfläche, dem verwendeten Druck, der anfänglichen Oberflächengüte des Glaswerkstücks, der Schleifteilchengröße, der erwünschten Endoberflächengüte des Glaswerkstücks und der verwendeten Menge an Schmiermittel (z. B. Wasser) ab.
Polierverfahren
Bei dem Verfahren der Offenbarung ist eine Kombination aus Feucht- und Trockenbearbeitung erforderlich, die zu einer sauberen polierten Fläche führt, ohne dass getrennte Polier- und Reinigungsschritte erforderlich sind.
Zum Zwecke der vorliegenden Offenbarung bedeutet der Betriff „Polieren" das Entfernen vorheriger Kratzer zur Bereitstellung einer feinen, spiegelartigen äußeren Fläche ohne mit bloßem Auge erkennbare Kratzer in der Fläche des Glaswerkstücks. Diese Oberflächengüte ist erforderlich, um zu gewährleisten, dass die Glasfläche keine wilden Wirbel und tiefen Kratzer aufweist, die die optischen Eigenschaften der Glasfläche beeinträchtigen würden. Zum Zwecke der vorliegenden Offenbarung bedeutet der Begriff „Reinigen" das Entfernen unerwünschter Verunreinigungen von der Glasfläche. Beispiele für Verunreinigungen, die sich oftmals auf der Glasfläche befinden und entfernt werden müssen, sind Öle, Fette, organische Lösungsmittel und dergleichen. Das Entfernen dieser Verunreinigungen ist erforderlich, um zu gewährleisten, dass irgendein nachfolgender Überzug, wie zum Beispiel eine harte Beschichtung, ein Antistatiküberzug und dergleichen, an der Glasfläche haften und sie gleichmäßig überziehen.
Der bei dem Kombinationsverfahren zum Polieren und Reinigen der Glasfläche verwendete Schleifkörper weist einen dreidimensionalen Überzug mit in einem Bindemittel dispergierten Ceroxidschleifteilchen auf. Die abrasive Beschichtung ist dreidimensional, was bedeutet, dass sie Arbeitsflächen aufweist, die keine integrale Schicht bilden; stattdessen sind Teile der abrasiven Beschichtung von der Polierfläche zurückgesetzt. Der dreidimensionale Überzug bildet einen Raum zum Entfernen von Schmutzteilchen und stellt einen Raum zur Fluidinteraktion zwischen dem Schleifmittel und der Glasfläche bereit. Der Schleifkörper wird unten ausführlich besprochen.
Das Polier-Reinigungs-Verfahren kann als ein automatisierter Prozess erfolgen, wie zum Beispiel mit einem Schleifautomat, oder manuell mit einem Handwerkzeug. Bei beiden Ausführungsformen stellt das Verfahren eine polierte und saubere Glasfläche bereit.
Das aus Polieren und Reinigen bestehende Kombinationsverfahren erfolgt zwar als ein Prozess, kann aber in zwei Schritte unterteilt werden: Polieren und Reinigen. Während des Polierschritts werden winzige Unvollkommenheiten wie Vertiefungen und Kratzer im Glas entfernt. Während des Reinigungsschritts werden Verunreinigungen und jegliche Reste, die während des Reinigungsschritts erzeugt werden, entfernt.
Für den Polierschritt wird die Fläche des Glaswerkstücks in Gegenwart einer kleinen Flüssigkeitsmenge mit dem Ceroxidschleifkörper berührt. Bei der verwendeten Flüssigkeit handelt es sich vorzugsweise um Wasser, wie zum Beispiel Leitungswasser oder entionisiertes Wasser, aber bei einigen Ausführungsformen kann auch bevorzugt werden, dem Wasser organische Bestandteile, wie zum Beispiel Entschäumer, Schmiermittel und dergleichen, hinzuzufügen. Bei anderen Ausführungsformen werden möglicherweise Mineralöl und andere Schmiermittel bevorzugt.
Die bereitgestellte Flüssigkeitsmenge hängt von dem Schleifkörper, der zu polierenden Glasfläche, der gewünschten Polierzeit und anderen Polierprozessbedingungen ab. Die Flüssigkeitsmenge sollte dazu ausreichen, die Grenzfläche zwischen dem Glas und dem Schleifkörper zumindest leicht zu befeuchten, die Grenzfläche jedoch nicht überschwemmen. Bei den meisten Ausführungsformen wird die Flüssigkeit der Glasfläche vor Kontakt mit dem Schleifkörper, in der Regel als Spray oder langsamer Tropfenfall, der nicht über den gesamten Polierprozess fortdauert, zugeführt. Wie oben erwähnt, erweicht die Flüssigkeit bei manchen Ausführungsformen die Fläche des Schleifkörpers, wodurch mehr Ceroxidschleifteilchen freigelegt werden.
Genau diese freigelegten Ceroxidschleifteilchen wirken mit der Glasfläche zusammen. Es wird angenommen, dass die freigelegten Ceroxidschleifteilchen dem Poliervorgang ein chemo-mechanisches-Element verleihen. Nach der Verwendung in dieser Schrift bezieht sich chemo-mechanisch auf einen Doppelmechanismus, in dem sowohl Korrosionschemie als auch Bruchmechanik beim Glaspolieren eine Rolle spielen. Es wird angenommen, dass Ceroxidschleifteilchen dem Polierphänomen ein chemisches Element verleihen, wie in Cook. L. M., „Chemical Processes in Glass Polishing", 120 Journal of Non-Crystalline Solids 152–171, Elsevier Science Publ. B. V. (1990) besprochen. Weiterhin wird angenommen, dass die Ceroxidteilchen eine Verbindungsspaltung in der Siliziumdioxidstruktur des Glases herbeiführen.
Während des Polier-Reinigungs-Schritts werden der Schleifkörper und das Glaswerkstück bezüglich einander bewegt. Es wird angenommen, dass sich die Zusammenwirkung zwischen den Ceroxidschleifteilchen und der Glasfläche auf molekularer Ebene abspielt; es wird angenommen, dass keine großen Glasmaterialmengen entfernt werden. Stattdessen wird die Struktur des Glases auf mikroskopischer Ebene modifiziert, wobei die Fläche geglättet und winzige Kratzer und Vertiefungen entfernt werden. Es ist erwünscht, dass zwischen dem Ceroxid und der Glasfläche eine konstante Relativbewegung besteht, da ein stagniertes Ceroxidteilchen eine Vertiefung im Glas verursachen kann. Dies kann am Mittelpunkt einer Rotationsschleifmaschine ein besonderes Problem darstellen, wo sich die Geschwindigkeit Null annähert. Dieses Problem kann durch Bereitstellung einer konstanten Bewegung des Schleifkörpers vermieden werden, in der Regel durch Bewegen des Körpers mit einer streifenden Bewegung. Eine weitere Lösung für das Problem der Nullmittengeschwindigkeit besteht in der Bereitstellung eines ringförmigen Schleifkörpers, der in der Mitte keine Ceroxidteilchen aufweist.
Während die Flüssigkeit trocknet oder verdunstet, setzen sich feine Siliziumdioxidteilchen, die auf mikroskopischer Ebene aus der Glasfläche entfernt worden waren, auf der Glasfläche ab. Dies hinterlässt auf dem Glas einen halbundurchsichtigen Schleier. In der Regel tritt dieser Schleier nach einem einzigen Passieren des Schleifmittels über das Glas auf. Das Absetzen des Schleiers dauert länger, wenn während des Polierschritts mehr Flüssigkeit vorhanden war. Eine typische Dauer für einen einzigen Durchlauf auf einer Kathodenstrahlröhre ist ca. 20–30 Sekunden.
Nach dem Trocknen der Flüssigkeit und der Bildung des Schleiers wird der Prozess zu einem Reinigungsschritt umgewandelt. Der Schleier, der durch das Zusammenwirken der freigelegten Ceroxidteilchen mit dem Glas erzeugt worden war, wird durch die dreidimensionale Struktur des Schleifkörpers entfernt. Wenn die abrasive Beschichtung über das mit dem Schleier überzogene Glas passiert, kratzen die Teile der Beschichtung, die das Glas berühren, den Siliziumdioxidschleier von der Glasfläche ab. Aussparungen in dem Schleifkörper fangen die feinen Siliziumdioxidteilchen auf, und die Teilchen werden dort festgehalten. Damit der Siliziumdioxidschleier entfernt werden kann, sollte keine Flüssigkeit, die zu einer chemischen Interaktion zwischen den Ceroxidteilchen und dem Glas führen kann, an der Grenzfläche zwischen dem Schleifmittel und dem Glas vorhanden sein, In der Regel wird der Schleier in nur einem Durchlauf entfernt; in einigen Situationen sind möglicherweise zwei Durchläufe erforderlich. Der Gesamtreinigungsvorgang kann in nur 8 Sekunden, in der Regel ca. 20 bis 60 Sekunden, erfolgen.
Um den Kontakt zwischen den freigelegten Ceroxidteilchen und dem Glaswerkstück aufrechtzuerhalten und das Auffangen der feinen Siliziumdioxidteilchen durch die Aussparungen im Schleifkörper zu optimieren, wird dem Schleifkörper ein gewisser Grad an Komprimierbarkeit, Flexibilität oder anderer Elastizität verliehen. Diese Komprimierung kann durch das verwendete Schleifwerkzeug bereitgestellt werden, indem es in den Schleifkörper eingebaut ist, wie zum Beispiel ein komprimierbarer Träger, oder durch Wählen eines Stütztellers mit dem gewünschten Durometer-Wert. Stützteller werden im Allgemeinen entweder aus Kautschuk oder Schaumstoff hergestellt, die beide in den verschiedensten Härten zur Verfügung stehen. Bei einer anderen Ausführungsform kann zwischen dem Stützteller und dem Schleifkörper eine komprimierbare Schicht vorgesehen werden. Bei einigen Ausführungsformen kann die komprimierbare Schicht mit dem Schleifkörper integral ausgebildet sein; das heißt, die komprimierbare Schicht kann mit dem Träger, auf dem die abrasive Beschichtung geklebt ist, integral ausgebildet sein, daran befestigt sein oder den Träger selbst bilden. Eine poröse komprimierbare Schicht kann zum zusätzlichen Auffangen der feinen Siliziumdioxidteilchen und zum Bereitstellen eines Luftstroms zum Kühlen des Schleifkörpers oder der Glasfläche vorteilhaft sein.
1 zeigt verschiedene Elemente, die mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden können. Es werden zwei verwendbare Schleifkörper 13 und 13' gezeigt. Der Schleifkörper 13, der in einer perspektivischen Ansicht gezeigt wird, weist eine Schleiffläche 14 und Haken 38 auf der Fläche gegenüber der Schleiffläche 14 auf. Der in einer Draufsicht gezeigte Schleifkörper 13' weist eine Schleiffläche 14' auf. Obgleich dies nicht gezeigt wird, würden sich auf der Seite gegenüber der Schleiffläche 14' Haken befinden.
Es wird ein Stützteller 12 bereitgestellt, der dem Schleifkörper 13, 13' während des Polierens/Reinigens die gewünschte Flexibilität verleiht. Der komprimierbare Teller 12 kann aus Kautschuk, Schaumstoff oder einem anderen Material bestehen, das eine gewisse Komprimierung bereitstellt. Ein Beispiel ist ein voluminöser Vliesstoff, wie er zum Beispiel von der Firma Minnesota Mining and Manufacturing Company („3M") unter der Handelsbezeichnung „Scotchbrite Type T Pad" erhältlich ist.
Es kann ein Grenzflächenteller 15 vorgesehen sein, um den komprimierbaren Teller 12 an der Eingriffsfläche 21 des Stütztellers 10 zu befestigen. Ein Beispiel für einen als Grenzflächenteller 15 geeigneten Teller ist im Handel von 3M unter der Handelsbezeichnung „Hook-It II" erhältlich.
Ein. Stützteller 10 wird zum Abstützen des Schleifkörpers 13, 13' auf dem Schleifer oder der verwendeten Maschine verwendet. Ein Beispiel für einen Stützteller ist im Handel von 3M unter der Handelsbezeichnung „Finess-It"-Kontaktteller erhältlich.
Die obigen Teile können auf verschiedene Weise montiert werden. Bei einer ersten Ausführungsform ist der Schleifkörper 13, 13' am Grenzflächenteller 15 befestigt. Bei einigen Ausführungsformen kann der Schleifkörper 13, 13' ein Haftklebstoff- Befestigungssystem aufweisen, das zu seiner Befestigung am Grenzflächenteller 15 verwendet werden kann. Bei anderen Ausführungsformen nehmen Haken am Schleifkörper 13, 13' eine erste Fläche 18 des Grenzflächentellers 15 in Eingriff. Eine zweite Fläche 18' des Grenzflächentellers 15 ist über die Eingriffsfläche 21 am Stützteller 10 befestigt. Wenn ein „Hook-It II"-Grenzflächenteller verwendet wird, wird die Rückseite des Tellers an der Eingriffsfläche 21 positioniert und angebracht. Ein Befestigungssystem 22, wie zum Beispiel ein Innengewinde, wird zum Anbringen des Stütztellers 10 an einem Schleifer verwendet. Eine typische Schleifgeschwindigkeit für solch eine Anordnung beträgt ca. 1400 bis 1800 U/min.
Bei einer anderen Ausführungsform ist der Schleifkörper 13, 13' am komprimierbaren Teller 12 befestigt. Die Haken 38 am Schleifkörper 13 nehmen die erste Fläche 20 des komprimierbaren Tellers 12 in Eingriff. Die Verwendung eines komprimierbaren Tellers, wie zum Beispiel eines Vliesstoffs, kann als Schwabbelscheibe am Glas verwendet werden. Die zweite Fläche 20' des komprimierbaren Tellers 12 nimmt die Haken 39 an der Eingriffsfläche 21 des Stütztellers 10 in Eingriff. Eine typische Schleifgeschwindigkeit für solch eine Anordnung beträgt ca. 1000–1400 U/min.
Es wird beim anfänglichen Kontakt zwischen dem Schleifkörper und der Glasfläche eine kleine Menge Wasser verwendet. Nach dem anfänglichen Wasser wird der Vorgang vorzugsweise ohne das Hinzufügen von zusätzlichem Wasser betrieben; dadurch sollten sämtliche losen Ceroxid- und Siliziumdioxidteilchen, die sich möglicherweise auf der Glasfläche befinden, entfernt werden.
Beim Betrieb des Prozesses wird der Schleifkörper im Allgemeinen flach oder im Wesentlichen flach an der Glasfläche angeordnet.
Nach dem Polieren und Reinigen des Glaswerkstücks kann ein Überzug auf die Fläche des Glaswerkstücks aufgebracht werden, um die äußere Oberfläche zu schützen. Bei diesem Überzug kann es sich um einen kratzfesten Überzug, einen Antireflexionsüberzug, einen Blendschutzüberzug, einen Antistatiküberzug, eine Lackierung oder um einen Zierüberzug handeln. Dieser Überzug hängt natürlich von der Endverwendung und den Anforderungen des Verbrauchers/Endbenutzers des fertigen Produkts ab.
Zum Polieren verwendeter Schleifkörper
Der zum Polieren/Reinigen des Glases wie oben beschrieben verwendete strukturierte Schleifkörper wird als ein „dreidimensionaler Schleifkörper" bezeichnet, weil er eine dreidimensionale abrasive Beschichtung aufweist, die im Allgemeinen durch eine Anordnung aus einzelnen Verbundschleifmitteln gebildet wird, die jeweils in einem Bindemittelsystem dispergierte Schleifteilchen aufweisen. Es wird bevorzugt, dass die Verbundmittel dreidimensional sind und Arbeitsflächen aufweisen, die nicht Teil einer integralen Schicht bilden, so dass Teile der abrasiven Beschichtung von der Polierfläche zurückgesetzt sind. Diese Aussparungen bilden Raum zum Entfernen von Schmutzteilchen und stellen einen Raum zur Fluidinteraktion zwischen dem Schleifmittel und Glaswerkstück bereit.
Der in dieser Offenbarung verwendete Schleifkörper kann als ein so genannter „strukturierter Schleifkörper" bezeichnet werden. Ein strukturierter Schleifkörper bedeutet einen Schleifkörper mit mehreren individuell geformten Verbundmitteln, wie zum Beispiel genau geformten Verbundmitteln, die auf einem Träger angeordnet sind, wobei jedes Verbundmittel in einem Bindemittel dispergierte Schleifteilchen aufweist. Zu anderen Beispielen für dreidimensionale Schleifteilchen, die für das Verfahren der vorliegenden Offenbarung verwendbar sind, gehören: (1) „kugelförmige Schleifkörper", die (im Allgemeinen sphärische und in der Regel hohle) Bindemittelkugeln und Schleifteilchen aufweisen; diese Kugeln werden dann mit einem Bindemittel auf einen Träger geklebt; (2) abrasive Agglomerate, die mit einem Träger verklebt sind, wobei die abrasiven Agglomerate mit einem ersten Bindemittel zusammengeklebte Schleifteilchen aufweisen; dann werden diese Agglomerate mit einem zweiten Bindemittel mit einem Träger verklebt; (3) eine abrasive Beschichtung, die durch eine Rotationstiefdruckwalze oder eine andere geprägte Walze aufgebracht wird; (4) eine abrasive Beschichtung, die durch ein Sieb aufgebracht wird, um ein Muster zu erzeugen; und (5) eine abrasive Beschichtung auf einem konturierten oder geprägten Träger auf den Fasern eines Vliesstoffträgers oder -substrats. Diese Beispiele sind nicht auf die Arten dreidimensionaler Schleifteilchen, die für das Verfahren der vorliegenden Offenbarung verwendet werden können, beschränkt; statt dessen handelt es sich bei der angeführten Liste lediglich um eine Auswahl von Schleifkörpern, die eine dreidimensionale oder strukturierte Beschichtung aufweisen. Es können auch viele andere Verfahren zur Bereitstellung von abrasiven Beschichtungen mit einer Struktur verwendet werden, und diese Schleifkörper können im derzeitigen Reinigungsverfahren verwendet werden.
Auf 2 Bezug nehmend, wird eine Ausführungsform eines dreidimensionalen Schleifkörpers 30 dargestellt. Der Schleifkörper 30 weist einen Träger 31 mit mehreren einzelnen Verbundschleifmitteln 34, die mit der Vorderseite 32 des Trägers verklebt sind, und ein Befestigungssystem, wie zum Beispiel Haken 38 (eines Klettverschluss-Befestigungssystems), auf der Rückseite 33 des Trägers auf. Die Haken 38 werden als Nägelköpfe gezeigt. Die Verbundschleifmittel 34 weisen in einem Bindemittel 36 dispergierte Ceroxidschleifteilchen 35 auf. Die Verbundschleifmittel 34 weisen eine genaue Form auf, die hier als Pyramidenstümpfe gezeigt werden.
Auf 3 Bezug nehmend, wird eine zweite Ausführungsform eines dreidimensionalen Schleifkörpers 30', der zur Reinigung von Glas verwendet wird, ausführlich dargestellt. Wie gezeigt, weist der Schleifkörper 30' einen Träger 31' mit mehreren einzelnen Verbundschleifmitteln 34', die mit der Vorderseite 32' des Trägers verklebt sind, und ein Befestigungssystem, wie zum Beispiel Haken 38' (eines Klettverschlusssystems) auf der Rückseite 33' des Trägers auf. Die Haken 38' werden als Haken mit einer allgemeinen „j"-Form gezeigt; solche Haken sind von 3M unter der Handelsbezeichnung „Hook-It II" erhältlich. Die Verbundschleifmittel 34' weisen in einem Bindemittel 36' dispergierte Ceroxidschleifteilchen 35' auf. Die Verbundschleifmittel 34' weisen eine ungenaue oder unregelmäßige Form auf, die hier als zusammengesackte Verbundmittel gezeigt werden. Die unregelmäßigen Verbundschleifmittel 34' werden nicht durch genau definiert geformte Ränder mit deutliche Endpunkte aufweisenden ausgeprägten Randlängen begrenzt.
Der zum Reinigen des Glasarbeitsstücks verwendete strukturierte Schleifkörper kann einen beliebigen für Schleifkörper verwendeten Träger, wie zum Beispiel Polymerfolie (einschließlich eine grundierte Polymerfolie), Tuch, Papier, Vliesstoffe (einschließlich voluminöse Vliesstoffe) und behandelte Versionen davon sowie Kombinationen davon aufweisen. Papier- und Tuchträger können einer wasserdicht machenden Behandlung unterzogen werden, so dass der Träger während des Reinigungsvorgangs nicht merklich beeinträchtigt wird, da während der Reinigung etwas Wasser verwendet wird.
Der Träger kann eine Hälfte eines Befestigungssystems auf seiner Rückseite aufweisen, um den Schleifkörper am Stützteller zu befestigen. Dieses Befestigungssystem kann ein Haftklebstoff oder ein Klebeband, ein Schlingentextilstoff für eine Haftverschlussbefestigung, eine Hakenstruktur für eine Haftverschlussbefestigung oder ein ineinander greifendes Befestigungssystem sein.
Der dreidimensionale Schleifkörper kann in Abhängigkeit von der besonderen Form des eingesetzten Läpptellers (das heißt Stütztellers) eine beliebige geeignete Form aufweisen, wie zum Beispiel eine runde, ovale oder rechteckige Form. In vielen Fällen wird der Schleifkörper etwas größer sein als der Läppteller. Ein Schleifkörper kann mit Schlitzen oder mit Perforationen versehen sein. Der Schleifkörper kann ein Ring sein. Des Weiteren kann das Folienmaterial durch herkömmliche Verfahren mittels Spleißen der abgestumpften Enden eines länglichen Streifens Folienmaterials zu einem Endlosband geformt werden. Darüber hinaus kann der Schleifkörper gestanzt und/oder geschlitzt werden, um eine beliebige gewünschte Konfiguration oder Form zu erreichen.
Die Verbundschleifmittel oder abrasive Beschichtung des Schleifkörpers weist in einem Bindemittel dispergierte Schleifteilchen auf. Die Schleifteilchen sind vorzugsweise Ceroxid, Seltenerdverbindungen oder Gemische davon. Solche Seltenerdverbindungen, die sich zum Polieren eignen, sind in der US-PS 4 529 410 Khaladji et al.) zu finden. Es wird angenommen, dass solche Schleifteilchen dem Poliervorgang ein chemo-mechanisches Element verleihen können. Nach der Verwendung in dieser Schrift bezieht sich chemo-mechanisch auf einen Doppelmechanismus, in dem sowohl Korrosionschemie als auch Bruchmechanik beim Glaspolieren eine Rolle spielen, insbesondere wird angenommen, dass Schleifteilchen, wie zum Beispiel Ceroxid oder Zirkonoxid, dem Polierphänomen ein chemisches Element verleihen, wie in Cook. L. M., „Chemical Processes in Glass Polishing", 120 Journal of Non-Crystalline Solids 152–171, Elsevier Science Publ. B. V. (1990) besprochen.
Die Schleifteilchen können im Bindemittel gleichmäßig oder als Alternative ungleichmäßig dispergiert sein. Es wird bevorzugt, dass die Schleifteilchen gleichmäßig dispergiert sind, so dass die sich ergebende abrasive Beschichtung für ein einheitliches Schneiden/Polieren sorgt.
Zum Reinigen von Glasflächen beträgt die durchschnittliche Größe der Schleifteilchen mindestens ca. 0,001 Mikrometer; die durchschnittliche Größe ist nicht größer als ca. 20 Mikrometer. In der Regel beträgt die durchschnittliche Größe ca. 0,01 bis 10 Mikrometer. In einigen Fällen weisen die Schleifteilchen vorzugsweise eine durchschnittliche Teilchengröße von weniger als 0,1 Mikrometer auf. In anderen Fällen wird bevorzugt, dass die Teilchengrößenverteilung dazu führt, dass keine oder relativ wenige Schleifteilchen eine Teilchengröße von über ca. 2 Mikrometer aufweisen, vorzugsweise weniger als ca. 1 Mikrometer und besonders bevorzugt weniger als ca. 0,75 Mikrometer. Bei diesen relativ kleinen Teilchengrößen neigen die Schleifteilchen dazu, durch Anziehungskräfte zwischen den Teilchen Aggregate zu bilden. Somit können diese Aggregate eine Teilchengröße von über ca. 1 oder 2 Mikrometer und sogar bis zu 5 oder 10 Mikrometer aufweisen. Es wird dann bevorzugt, diese Aggregate auf eine durchschnittliche Größe von ca. 2 Mikrometer oder darunter zu zerbrechen. In einigen Fällen wird bevorzugt, dass die Teilchengrößenverteilung genau gesteuert wird, so dass der sich ergebende Schleifkörper nach dem Polieren eine sehr einheitliche Oberflächengüte auf der Glasfläche bereitstellt.
Der Schleifkörper zur Verwendung mit diesem Verfahren kann wahlweise neben Ceroxid andere Schleifteilchen aufweisen. Zum Beispiel kann der Schleifkörper Ceroxidteilchen und andere Seltenerdoxide, wie zum Beispiel Zirkoniumdioxid, Siliziumdioxid und dergleichen, aufweisen. Es wird bevorzugt, dass etwaige optionale Schleifteilchen die Reinigungseigenschaften des Ceroxids durch beispielsweise Erzeugen von wilden Kratzern nicht behindern.
Zur Herstellung eines Verbundschleifmittels oder einer abrasiven Beschichtung werden die Schleifteilchen in einem Bindemittelvorläufer dispergiert. Der Bindemittelvorläufer wird unter Bildung eines Bindemittels gehärtet oder polymerisiert. Die Schleifteilchen werden mit dem Bindemittelvorläufer unter Bildung eines Schmirgelbreis vermischt, wobei Letzterer dann einer Energiequelle ausgesetzt wird, um die Einleitung des Polymerisations- oder Härtungsprozesses des Bindemittelvorläufers zu unterstützen. Zu Beispielen für Energiequellen gehören Wärmeenergie und Strahlungsenergie, zu der Elektronenstrahlen, UV-Licht und sichtbares Licht gehören.
Zu Beispielen für geeignete Bindemittelvorläufer, die über einen Additionsmechanismus (Kettenreaktionsmechanismus) härtbar sind, gehören Bindemittelvorläufer, die nach einem radikalischen Mechanismus oder als Alternative dazu nach einem kationischen Mechanismus polymerisieren. Zu diesen Bindemittelvorläufern gehören: acrylierte Urethane, acrylierte Epoxide, ethylenisch ungesättigte Verbindungen einschließlich Acrylatmonomerharz(e), Aminoplastderivate mit anhängenden alpha, betaungesättigten Carbonylgruppen, Isocyanuratderivate mit mindestens einer anhängenden Acrylatgruppe, Epoxidharze, Vinylether und Gemische und Kombinationen davon. Der Begriff Acrylat umfasst Acrylate und Methacylate.
Verschiedene Verfahren zur Herstellung von Schleifteilchen entweder mit genau oder unregelmäßig geformten Verbundschleifmitteln werden zum Beispiel in den US-PS 5 152 917 (Pieper et al.), 5 435 816 (Spurgeon et al.), 5 667 541 (Klun et al.), 5 876 268 und 5,989,111 (Lamphere et al.), und 5 958 794 (Bruxvoort et al.) gelehrt.
4 ist eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines Schleifkörpers mit Verbundschleifmitteln. Im ersten Schritt zur Herstellung des Schleifkörpers wird der Schmirgelbrei hergestellt, der durch Vereinigen des Bindemittelvorläufers, der Schleifteilchen und beliebiger optionaler Additive mittels einer beliebigen geeigneten Mischtechnik hergestellt wird. Zu Beispielen für Mischtechniken gehören Mischen mit geringer und großer Scherwirkung, wobei Mischen mit hoher Scherwirkung bevorzugt wird. Durch Anlegen eines Vakuums während des Mischschritts kann das Entstehen von Luftblasen im Schmirgelbrei auf ein Minimum reduziert werden. Es ist wichtig, dass der Schmirgelbrei eine Rheologie aufweist, die eine gute Beschichtung bereitstellt und bei der die Schleifteilchen und anderen Additive nicht aus dem Schmirgelbrei abgeschieden werden. Es kann eine beliebige bekannte Technik zur Verbesserung der Beschichtbarkeit, wie zum Beispiel Ultraschall oder thermische Erwärmung, verwendet werden.
Zum Erhalt eines Verbundschleifmittels mit einer genauen Form wird der Bindemittelvorläufer gehärtet, während der Schmirgelbrei in Hohlräumen eines Produktionswerkzeugs vorhanden ist. Zur Herstellung eines Verbundschleifmittels mit unregelmäßiger Form wird das Produktionswerkzeug vor dem Härten von dem Bindemittelvorläufer entfernt, was zu einer zusammengesackten, unregelmäßigen Form führt.
Ein Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Schleifkörpers wird in 4 dargestellt. Der Träger 51 verlässt eine Abwickelstation 52, und gleichzeitig verlässt das (mit Hohlräumen versehene) Produktionswerkzeug 56 eine Abwickelstation 55. Das Produktionswerkzeug 56 wird mittels einer Beschichtungsstation 54 mit Schmirgelbrei überzogen. Bei der Beschichtungsstation kann es sich um eine beliebige herkömmliche Beschichtungsvorrichtung, wie zum Beispiel einen Schmelzfallbeschichter, einen Streichbeschichter, einen Vorhangbeschichter, einen Vakuumschmelzbeschichter oder einen Schmelzbeschichter handeln. Während des Beschichtens sollte die Bildung von Luftblasen auf ein Minimum reduziert werden. Eine Beschichtungstechnik ist eine Vakuumfluidlagerdüse, die der in der US-PS 3 594 865 , 4 959 265 und 5 077 870 beschriebenen Art sein kann.
Nach der Beschichtung des Produktionswerkzeugs werden der Träger 51 und der Schmirgelbrei in Kontakt gebracht, so dass der Schmirgelbrei die Vorderseite des Trägers benetzt. In 4 wird der Schmirgelbrei durch eine Kontaktandruckwalze 57 mit dem Träger in Kontakt gebracht. Als Nächstes drückt die Kontaktandruckwalze 57 auch die sich ergebende Konstruktion gegen die Stütztrommel 53. Dann wird eine Form von Strahlungsenergie durch die Energiequelle 63 in den Schmirgelbrei übertragen, um den Bindemittelvorläufer zumindest teilweise zu härten. Zum Beispiel kann es sich bei dem Produktionswerkzeug um ein durchsichtiges Material (zum Beispiel Polyester, Polyethylen oder Polypropylen) handeln, um Lichtstrahlung auf den in den Hohlräumen im Werkzeug enthaltenen Brei zu übertragen, während das Werkzeug und der Träger über die Walze 53 passieren. Der Begriff „teilweises Aushärten" bedeutet, dass der Bindemittelvorläufer zu solch einem Zustand polymerisiert wird, dass der Schmirgelbrei nicht fließt, wenn er aus dem Produktionswerkzeug entfernt wird. Der Bindemittelvorläufer kann durch eine Energiequelle vollständig gehärtet werden, nachdem er aus dem Produktionswerkzeug entfernt worden ist. Danach wird das Produktionswerkzeug um einen Dorn 59 neu aufgewickelt, so dass das Produktionswerkzeug 56 wiederverwendet werden kann. Darüber hinaus wird der Schleifkörper 60 auf einem Dorn 61 aufgewickelt. Wenn der Bindemittelvorläufer nicht vollständig gehärtet ist, kann er dann entweder durch Zeit und/oder Beaufschlagung durch eine Energiequelle vollständig gehärtet werden.
Bei einer anderen Variation des ersten Verfahrens kann der Schmirgelbrei auf den Träger und nicht in die Hohlräume des Produktionswerkzeugs aufgebracht werden. Der mit Schmirgelbrei überzogene Träger wird dann mit dem Produktionswerkzeug in Kontakt gebracht, so dass der Schmirgelbrei in die Holräume des Produktionswerkzeugs fließt. Die verbleibenden Schritte zur Herstellung des Schleifkörpers sind die gleichen wie oben ausführlich angegeben.
Weitere Einzelheiten über die Verwendung eines Produktionswerkzeugs zur Herstellung eines dreidimensionalen Schleifkörpers gemäß diesem Verfahren werden in der US-PS 5 152 917 (Pieper et al.) und 5 435 816 (Spurgeon et al.) beschrieben.
Ein Beispiel für einen dreidimensionalen Ceroxidschleifkörper, der sich für das kombinierte Polieren und Reinigen des vorliegenden Verfahrens eignet, ist von 3M unter der Handelsbezeichnung „Trizact 568XA Cerium Oxide" erhältlich. Dieser Schleifkörper weist eine dreidimensionale Struktur mit Pyramidenstümpfen auf, die eine Höhe von ca. 914 Mikrometern, eine Breite von ca. 2030 Mikrometern an der Basis und eine Breite von ca. 635 Mikrometern am distalen Ende aufweisen.
Dieses „Trizact 568XA Ceroxid" kann mit einem komprimierbaren Teller kombiniert werden, der von 3M unter der Handelsbezeichnung „Scotchbrite Type T" erhältlich ist und 6 Denier-Polyesterfasern mit einem Gewicht von 0,32 g/cm² sowie eine Urethan- und Talkbeschichtung auf den Fasern mit einem Gewicht von 0,48 g/cm² aufweist. Die Gesamtdicke des komprimierbaren Teller beträgt ca. 0,6 cm.
Ein anderes Beispiel für einen geeigneten dreidimensionalen Ceroxidschleifkörper ist ein voluminöser Vliesstoff, wie er zum Beispiel von 3M unter der Handelsbezeichnung „Scotchbrite" erhältlich ist, wobei die Fasern mit einer abrasiven Ceroxidbeschichtung versehen sind.
Wenn der Schleifkörper beim Polieren einer Glasfläche verwendet wird, erodiert die abrasive Beschichtung nach und nach. Die Erordierbarkeitsrate hängt von vielen Faktoren ab, einschließlich von der Formulierung abrasiven Beschichtung und den Polierbedingungen. Die Formulierung der abrasiven Beschichtung, die Schleifteilchenart, die Schleifteilchengröße, die Bindemittelart, optionale Additive, einzeln oder in Kombination mit anderen, können die Erodierbarkeit der abrasiven Beschichtung beeinflussen.
Beispiele
Die folgenden nicht einschränkenden Beispiele werden die Erfindung weiter veranschaulichen. Alle Teile-, Prozent-, Verhältnis- und ähnlichen Angeben beziehen sich auf das Gewicht, wenn nicht anders angegeben.
Ein im Handel von 3M unter der Handelsbezeichnung „Trizact 568XA") erhältlicher Ceroxidpolierteller, der auf einem (im Handel von 3M unter der Handelsbezeichnung „Scotchbrite Type T" erhältlichen) Vliesstoffteller gestützt wurde, war an einem an einem Handrotationswinkelschleifer angebrachten Kontaktscheibenteller befestigt. Der Kontaktscheibenteller war im Handel von 3M unter der Handelsbezeichnung „Finess-It"-Kontaktteller erhältlich, und der Rotationswinkelschleifer war ein „Flex LW 603 VR"-Schleifer (der von Ackermann & Schmitt mit Sitz in Steinheim/Murr, Deutschland) erhalten wurde).
Der Ceroxidpolierteller wurde mit einer Kathodenstrahlröhrenfrontplatte in Gegenwart einer Mindestmenge an Wasser, die zum Benetzen der Frontseite der Kathodenstrahlröhre erforderlich war (das heißt eine Wasserlache mit einem Durchmesser von 2–3 Inch), in Kontakt gebracht. Der Teller wurde mit einem Druck, der etwas größer war als der durch das Gewicht des Werkzeugs selbst zugeführte, auf die gekrümmte Frontseite des Kathodenstrahlröhrenschirms aufgebracht und wurde mit ca. 10–30 Fuß pro Minute über die Frontplatte bewegt, während ein im Wesentlichen voller Kontakt zwischen dem Glas und dem Teller aufrechterhalten wurde. Der Schleifkörper drehte sich mit 2200 U/min. Nach dem anfänglichen Kontakt zwischen dem Teller und der Glasfläche bildete sich ein leichter Schleier, als das Wasser verdunstete, und dann wurde der Schleier durch fortwährenden Kontakt mit dem Schleifkörper entfernt. Die Gesamtkontaktdauer betrug 20 Sekunden. Die Glasfläche war am Ende des Prozesses sauber und trocken.
Im Wesentlichen äquivalente Ergebnisse wurden mit jedem der 5 Inch- und 8 Inch- Schleifkörperteller erhalten, die entweder ein kreisförmiges oder ein Gänseblümchenmuster aufwiesen, die den darunter liegenden Vliesstoffteiler freilegten. Einheitlichere Ergebnisse wurden bei Verwendung eines Schleifmaschinenroboters (eines Fanuc 4520 JF 6-Achsen-Roboters, der von Fanuc, Rochester Hills, MI erhältlich ist) erhalten. Der Roboter wurde mit 3000 U/min, einer Fahrgeschwindigkeit von 1 m/s und einer Gesamtkontaktzeit von 8 Sekunden betrieben. Restfeuchtigkeit auf dem Schleifteller schien das Festhalten von während des Reinigungsvorgangs erzeugten Schmutzteilchen zu unterstützen. Die Schmutzteilchen wurden während des Reinigungsvorgangs im Wesentlichen vollständig entfernt, und der Schleier bildete sich nicht wieder, wenn kein zusätzliches Wasser zugeführt wurde. Am Ende des Reinigungsvorgangs war die Fläche sauber, trocken, konditioniert und für anschließende Beschichtungsvorgänge bereit.
Für den Fachmann sind verschiedene Modifikationen und Änderungen der vorliegenden Erfindung offensichtlich, ohne vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen, und es versteht sich, dass die vorliegende Erfindung nicht unangemessen auf die hier angeführten Ausführungsbeispiele beschränkt ist.

Claims

Verfahren zum Reinigen einer Glasfläche, um sie mit optischer Klarheit zu versehen, wobei das Verfahren aufweist: (a) Berühren der Glasfläche mit einer strukturierten Fläche eines Schleifkörpers, wobei die strukturierte Fläche mehrere in einem Bindemittel dispergierte Ceroxidschleifteilchen aufweist und Aussparungen darin hat; (b) Bewegen des Schleifkörpers bezüglich der Glasfläche in Gegenwart einer Flüssigkeit; (c) Verdunstenlassen der Flüssigkeit, um einen Schleier zu bilden, der im Wesentlichen aus über die Glasfläche dispergierten Siliziumdioxidteilchen besteht; und (d) Bewegen des Schleifkörpers bezüglich der Glasfläche bei Fehlen der Flüssigkeit, um dadurch den Schleier von der Glasfläche zu entfernen und die Siliziumdioxidteilchen in den Aussparungen der strukturierten Fläche festzuhalten.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Berührens der Glasfläche mit der strukturierten Fläche eines Schleifkörpers Berühren der Glasfläche mit einer strukturierten Fläche aufweist, die mehrere Verbundschleifmittel aufweist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Verbundschleifmittel genau geformt sind.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Verbundschleifmittel unregelmäßig geformt sind.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Bewegens des Schleifkörpers bezüglich der Glasfläche in Gegenwart einer Flüssigkeit Freilegen mindestens eines Ceroxidschleifteilchens an der Glasfläche und Bewegen des Schleifkörpers in Gegenwart einer Flüssigkeit bezüglich der Glasfläche aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Flüssigkeit Wasser umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Flüssigkeit vor dem Berühren der Glasfläche mit einer strukturierten Fläche eines Schleifkörpers auf die Glasfläche aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Flüssigkeit auf die Glasfläche gesprüht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schleifkörper weiterhin einen komprimierbaren Träger aufweist.