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HINTERGRUND
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Beschichtete
Schleifgegenstände
weisen allgemein Schleifpartikel auf, die an einem Träger befestigt sind.
Beschichtete Schleifgegenstände
umfassen in der Regel einen Träger
mit zwei gegenüberliegenden Hauptoberflächen und
einer an einer der Hauptoberflächen
befestigten Schleifschicht. Die Schleifschicht ist in der Regel
aus Schleifpartikeln und einem Bindemittel zusammengesetzt, wobei
das Bindemittel dazu dient, die Schleifpartikel an dem Träger zu befestigen.
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Ein üblicher
Typ von beschichtetem Schleifgegenstand weist eine Schleifschicht
auf, die eine Herstellungsschicht, eine Schlichteschicht und Schleifpartikel
umfasst. Bei der Herstellung eines derartigen Schleifgegenstands
wird eine Herstellungsschicht, umfassend einen ersten Bindemittelvorläufer, auf
eine Hauptoberfläche
des Trägers
aufgebracht. Dann werden Schleifpartikel mindestens teilweise in
die Herstellungsschicht eingebettet (beispielsweise durch elektrostatisches
Beschichten), und der erste Bindemittelvorläufer wird gehärtet (das
heißt
vernetzt), um die Partikel an der Herstellungsschicht zu befestigen.
Dann wird eine Schlichteschicht, die einen zweiten Bindemittelvorläufer umfasst, über der
Herstellungsschicht und den Schleifpartikeln aufgebracht, und anschließend werden
die Bindemittelvorläufer
gehärtet.
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Ein
weiterer üblicher
Typ von beschichtetem Schleifgegenstand umfasst eine Schleifschicht,
die an einer Hauptoberfläche
eines Trägers
befestigt ist, wobei die Klebeschicht bereitgestellt wird, indem
eine Aufschlämmung,
die aus Bindemittelvorläufer
und Schleifpartikeln zusammengesetzt ist, auf eine Hauptoberfläche eines
Trägers
aufgebracht wird und danach der Bindemittelvorläufer gehärtet wird.
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Die
beschichteten Schleifgegenstände
können
in einem anderen Aspekt ferner eine Superschlichteschicht umfassen,
die die Schleifschicht bedeckt. Die Superschlichteschicht enthält typischerweise
Schleifhilfsmittel und/oder Antistatikmaterialien.
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Träger, die
in beschichteten Schleifgegenständen
verwendet werden, können
gegebenenfalls mit einer oder mehreren angewendeten Beschichtungen
behandelt werden. Zu Beispielen für typische Trägerbehandlungen
gehören
eine Rückschlichteschicht
(d. h. eine Beschichtung auf der Hauptoberfläche des Trägers, die der Schleifschicht
gegenüberliegt),
eine Vorschlichteschicht oder eine Verbindungsschicht (d. h. eine
Beschichtung auf dem Träger,
die zwischen der Schleifschicht und dem Träger angeordnet ist) und/oder
ein Sättigungsmittel,
das den Träger
sättigt.
Eine Unterschlichte ist einem Sättigungsmittel ähnlich,
außer
dass sie auf einen zuvor behandelten Träger angewendet wird.
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In
Abhängigkeit
von der speziellen Wahl der Schleifschicht und des Trägers (behandelt
oder unbehandelt) kann sich die Schleifschicht während des Schleifens teilweise
von dem Träger
lösen,
was zur Freisetzung von Schleifpartikeln führt. Dieses Phänomen ist
in der Schleiftechnik als "Ausbrechen" bekannt. Ausbrechen ist
in den meisten Fällen
unerwünscht,
weil es zu einem Leistungsverlust führt.
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Die
zwischen dem Träger
und der Schleifschicht angeordnete Verbindungsschicht ist in einem
Ansatz verwendet worden, um das Problem des Ausbrechens in einigen
beschichteten Schleifgegenständen
anzusprechen, siehe beispielsweise
US-A-4,939,008 .
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Trotz
dieser Vorteile bleibt jedoch ein steter Bedarf an neuen Materialien
und Verfahren, die das Problem des Ausbrechens in beschichteten
Schleifgegenständen
reduzieren können.
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KURZFASSUNG
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Die
vorliegende Erfindung liefert in einem Aspekt einen beschichteten
Schleifgegenstand, umfassend einen Träger mit einer Hauptoberfläche, eine
Verbindungsschicht, die an mindestens einem Abschnitt der Hauptoberfläche befestigt
ist, eine Schleifschicht, die an mindestens einem Abschnitt der
Verbindungsschicht befestigt ist, wobei die Schleifschicht Schleifpartikel
und mindestens ein Bindeharz umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass
die Verbindungsschicht hergestellt wird, indem eine isotrope polymerisierbare
Zusammensetzung, die mindestens ein polyfunktionales Aziridin, mindestens
ein saures, radikalisch polymerisierbares Monomer und mindestens
ein Oligomer mit mindestens zwei seitenständigen, radikalisch polymerisierbaren Gruppen
umfasst, mindestens partiell polymerisiert wird, wobei Homopolymerisation
des Oligomers zu einem Polymer mit einer Glasübergangstemperatur von weniger
als 50°C
führt.
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Die
Schleifschicht umfasst in einigen Ausführungsformen eine Herstellungsschicht,
umfassend ein erstes Bindeharz, in der Herstellungsschicht eingebettete
Schleifpartikel und eine Schlichteschicht, umfassend ein zweites
Bindeharz, das an der Herstellungsschicht befestigt ist, und Schleifpartikel.
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In
einigen Ausführungsformen
sind die Schleifpartikel in dem Bindeharz dispergiert.
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In
einem anderen Aspekt liefert die vorliegende Erfindung ein Verfahren
zur Herstellung eines Gegenstands, umfassend:
Anordnen eines
Verbindungsschichtvorläufers
auf mindestens einem Abschnitt eines Trägers, wobei der Verbindungsschichtvorläufer eine
isotrope polymerisierbare Zusammensetzung umfasst, die mindestens
ein polyfunktionales Aziridin, mindestens ein saures, radikalisch
polymerisierbares Monomer und mindestens ein Oligomer mit mindestens
zwei seitenständigen,
radikalisch polymerisierbaren Gruppen umfasst, wobei Homopolymerisation
des Oligomers zu einem Polymer mit einer Glasübergangstemperatur von weniger
als 50°C
führt, und
mindestens
partielles Polymerisieren des Verbindungsschichtvorläufers;
Anordnen
eines polymerisierbaren Herstellungsharzvorläufers auf dem mindestens partiell
polymerisierten Verbindungsschichtvorläufer;
mindestens partielles
Einbetten von Schleifpartikeln in den Herstellungsharzvorläufer; und
mindestens
partielles Polymerisieren des Herstellungsharzvorläufers.
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In
einem anderen Aspekt liefert die vorliegende Erfindung ein Verfahren
zur Herstellung eines beschichteten Schleifgegenstands, umfassend:
Anordnen
eines Verbindungsschichtvorläufers
auf mindestens einem Abschnitt eines Trägers, wobei der Verbindungsschichtvorläufer eine
isotrope Zusammensetzung umfasst, die mindestens ein polyfunktionales
Aziridin, mindestens ein saures, radikalisch polymerisierbares Monomer
und mindestens ein Oligomer mit mindestens zwei seitenständigen,
radikalisch polymerisierbaren Gruppen umfasst, wobei Homopolymerisation des
Oligomers zu einem Polymer mit einer Glasübergangstemperatur von weniger
als 50°C führt, und
mindestens
partielles Polymerisieren des Verbindungsschichtvorläufers;
Anordnen
einer Aufschlämmung,
umfassend polymerisierbaren Bindemittelvorläufer und Schleifpartikel, auf dem
mindestens partiell polymerisierten Verbindungsschichtvorläufer, und
mindestens
partielles Polymerisieren des Bindemittelvorläufers.
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Erfindungsgemäße beschichtete
Gegenstände
sind in der Regel zum Schleifen eines Werkstücks brauchbar und können während der
Schleifprozesse niedrige Ausbrechniveaus zeigen.
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Der
Begriff "(Meth)acryl" umfasst hier sowohl "Acryl" als auch "Methacryl".
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Querschnittansicht eines beispielhaften beschichteten Schleifgegenstands;
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2 ist
eine Querschnittansicht eines weiteren beispielhaften beschichteten
Schleifgegenstands, und
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3 ist
eine Querschnittansicht eines weiteren beispielhaften beschichteten
Schleifgegenstands.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Erfindungsgemäße beschichtete
Schleifgegenstände
umfassen einen Träger
mit einer Hauptoberfläche,
einer Verbindungsschicht, die an mindestens einem Abschnitt der
Hauptoberfläche
befestigt ist, und eine Schleifschicht, die an mindestens einem
Abschnitt der Verbindungsschicht befestigt ist.
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Geeignete
Träger
umfassen jene, die in der Technik zur Herstellung von beschichteten
Schleifgegenständen
bekannt sind. Der Träger
hat in der Regel zwei gegenüberliegende
Hauptoberflächen.
Die Dicke des Trägers
liegt allgemein im Bereich von 0,02 bis 5 Millimeter, wünschenswerterweise
0,05 bis 2,5 Millimeter und besonders erwünscht 0,1 bis 0,4 Millimeter,
obwohl auch Dicken außerhalb
dieser Bereiche nützlich
sein können.
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Der
Träger
kann flexibel oder starr sein und kann aus zahlreichen verschiedenen
Materialien gefertigt sein, einschließlich derjenigen, die konventionell
als Träger
zur Herstellung beschichteter Schleifmittel verwendet werden. Papier,
Textilmaterial, Film, Polymerschaum, vulkanisierte Faser, Web- und
Vliesmaterialien sowie Kombinationen von zwei oder mehr derartigen
Materialien sind Beispiele hierfür.
Der Träger
kann auch ein Laminat von zwei Materialien sein (beispielsweise
Papier/Film, Textil/Papier, Film/Textil).
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Zu
beispielhaften flexiblen Trägern
gehören
Polymerfilm (einschließlich
grundierten Filmen), wie Polyolefinfilm (beispielsweise Polypropylen
einschließlich
biaxial orientiertem Polypropylen, Polyesterfilm, Polyamidfilm,
Celluloseesterfilm), Metallfolie, Maschenware, Gaze, Schaum (beispielsweise
Naturschwammmaterial oder Polyurethanschaum), Textil (beispielsweise
Textil, das aus Fasern oder Garnen hergestellt ist, die Polyester,
Nylon, Seide, Baumwolle und/oder Rayon umfassen), Papier, vulkanisiertes
Papier, vulkanisierte Faser, Vliesmaterialien und Kombinationen
davon. Textilträger
können
gewebt oder nähgebunden
sein.
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Der
Träger
kann ein mit Fasern verstärkter
Thermoplast sein, wie beispielsweise in
US-A-5,417,726 (Stout et
al.) beschrieben ist, oder ein endloser, nicht gespleißter Riemen,
wie beispielsweise in
US-A-5,573,619 (Benedict
et al.) beschrieben ist. Der Träger
kann in ähnlicher
Weise ein Polymersubstrat mit herausragenden Haken sein, wie beispielsweise
in
US-A-5,505,747 (Chesley
et al.) beschrieben ist. Der Träger
kann in ähnlicher
Weise ein Schlaufengewebe sein, wie dasjenige, das beispielsweise
in
US-A-5,565,011 (Follett
et al.) beschrieben ist.
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Beispielhafte
starre Träger
umfassen Metallplatten und Keramikplatten. Ein weiteres Beispiel
für einen geeigneten
starren Träger
ist beispielsweise in
US-A-5,417,726 (Stout
et al.) beschrieben.
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Der
Träger
kann ein behandelter Träger
sein, auf den eine oder mehrere Behandlungen angewendet worden sind,
wie beispielsweise eine Vorschlichte, eine Rückschlichte, eine Unterschlichte
und/oder ein Sättigungsmittel.
Weitere Details in Bezug auf Trägerbehandlungen
können
beispielsweise
US-A-5,108,463 (Buchanan
et al.),
US-A-5,137,542 (Buchanan
et al.),
US-A-5,328,716 (Buchanan)
und
US-A-5,560,753 (Buchanan
et al.) entnommen werden.
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Die
Verbindungsschicht kann hergestellt werden, indem ein Verbindungsschichtvorläufer mindestens partiell
polymerisiert wird, der eine isotrop polymerisierbare Zusammensetzung
ist, umfassend ein polyfunktionales Aziridin, ein saures, radikalisch
polymerisierbares Monomer und ein Oligomer mit mindestens zwei seitenständigen,
radikalisch polymerisierbaren Gruppen, wobei die Homopolymerisation
des Oligomers zu einem Polymer mit einer Glasübergangstemperatur von weniger
als 50°C
führt.
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Der
Begriff "polyfunktionales
Aziridin" bezieht
sich hier auf eine Spezies mit mehreren Aziridinylgruppen. Zu geeigneten
polyfunktionalen Aziridinen gehören
beispielsweise jene, die in
US-A-3,225,013 (Fram),
US-A-4,769,617 (Canty)
und
US-A-5,534,391 (Wang)
offenbart sind. Zu speziellen Beispielen gehören Trimethylolpropantris[3-aziridinylpropionat];
Trimethylolpropantris[3-(2-methylaziridinyl)propionat]; Trimethylolpropantris[2-aziridinylbutyrat];
Tris(1-aziridinyl)phosphinoxid; Tris(2-methyl-1-aziridinyl)phosphinoxid;
Pentaerythritoltris[3-(1-aziridinyl)propionat] und Pentaerythritoltetrakis[3-(1-aziridinyl)propionat].
Es können
auch Kombinationen von mehr als einem polyfunktionalen Aziridin
verwendet werden.
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Im
Handel erhältliche,
polyfunktionale Aziridine umfassen jene, die unter den Handelsbezeichnungen "XAMA-2" (vermutlich Trimethylolpropantris[3-(2-methylaziridinyl)propanoat])
und "XAMA-7" (vermutlich Pentaerythritoltris(β-(N-aziridinyl)propionat))
von EIT, Inc. Corporation, Lake Wylie, South Carolina, USA; "HYDROFLEX XR2990" (vermutlich Trimethylolpropantris[3-(2-methylaziridinyl)propanoat])
von H. B. Fuller Co., Vadnais Heights, Minnesota, USA, und "NEOCRYL CX-100" (vermutlich Trimethylolpropantris[3-(2-methylaziridinyl)propanoat])
von Zeneca Resins, Wilmington, Massachusetts, USA, erhältlich sind.
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Die
Menge an polyfunktionalem Aziridin, die in den Verbindungsschichtvorläufer eingebaut
wird, liegt allgemein im Bereich von mindestens 0,5, 1 oder 2 Gew.%
bis zu und einschließlich
4, 6, 8 oder sogar 10 Gew.% oder mehr, bezogen auf das Gesamtgewicht
des polyfunktionalen Aziridins, sauren, radikalisch polymerisierbaren
Monomers und Oligomers mit mindestens zwei seitenständigen,
radikalisch polymerisierbaren Gruppen.
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Das
saure, radikalisch polymerisierbare Monomer hat sowohl eine saure
Gruppe als auch eine Gruppe (beispielsweise eine (Meth)acrylgruppe),
die radikalisch polymerisierbar ist. Die saure Gruppe kann beispielsweise
auf Kohlenstoff, Schwefel oder Phosphor basieren und die freie Säure sein
oder in teilweise oder vollständig
neutralisiertem Zustand vorliegen. Das saure, radikalisch polymerisierbare
Monomer kann mehr als eine saure Gruppe und/oder radikalisch polymerisierbare
Gruppe aufweisen.
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Brauchbare
saure, radikalisch polymerisierbare Monomere auf Kohlenstoffbasis
umfassen beispielsweise (Meth)acrylsäure, Maleinsäure, Monoalkylester
von Maleinsäure,
Fumarsäure,
Monoalkylester von Fumarsäure,
Itaconsäure,
Isocrotonsäure,
Crotonsäure,
Citraconsäure
und β-Carboxyethylacrylat.
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Brauchbare
saure, radikalisch polymerisierbare Monomere auf Schwefelbasis umfassen
beispielsweise 2-Sulfoethylmethacrylat, Styrolsulfonsäure und
2-Acrylamido-2-methylpropansulfonsäure.
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Saure,
radikalisch polymerisierbare Monomere sind im Handel erhältlich,
beispielsweise unter den Handelsbezeichnungen "PHOTOMER 4173" von Cognis Corp., Cincinnati, Ohio,
USA, und "CN 118", "CD 9050", "CD 9051" und "CD 9052", alle von Sartomer
Co., Exton Pennsylvania, USA.
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Brauchbare
saure, radikalisch polymerisierbare Monomere auf Phosphorbasis umfassen
beispielsweise Vinylphosphonsäure.
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Die
Menge an saurem, radikalisch polymerisierbarem Monomer, die in den
Verbindungsschichtvorläufer
eingebaut wird, liegt allgemein im Bereich von mindestens 1 oder
2 Gew.% bis zu und einschließlich
5, 10, 20, 30 oder sogar 45 Gew.% oder mehr, bezogen auf das Gesamtgewicht
des polyfunktionalen Aziridins, sauren, radikalisch polymerisierbaren
Monomers und Oligomers mit mindestens zwei seitenständigen,
radikalisch polymerisierbaren Gruppen.
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Das
Oligomer mit mindestens zwei seitenständigen, radikalisch polymerisierbaren
Gruppen ist so gewählt,
dass die radikalische Homopolymerisation des Oligomers (beispielsweise
durch Photo- oder thermische Initiierung) zu einem Polymer mit einer
Glasübergangstemperatur
von 50°C
oder darunter führt.
Der Begriff "Oligomer" bezieht sich hier
auf ein Molekül,
das aus einer kleinen Anzahl verknüpfter Monomereinheiten zusammengesetzt
ist. Oligomere haben allgemein weniger als 100 Monomereinheiten
und insbesondere weniger als 30.
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Brauchbare
Oligomere mit mindestens zwei seitenständigen, radikalisch polymerisierbaren
Gruppen umfassen beispielsweise aliphatische und aromatische Urethan(meth)acrylatoligomere,
Polybutadien(meth)acrylatoligomer, Acryl(meth)acrylatoligomere,
Polyether(meth)acrylatoligomere, aliphatische und aromatische Polyester(meth)acrylatoligomere,
Epoxy(meth)acrylatoligomere und Kombinationen davon.
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Verfahren
zur Herstellung derartiger Oligomere sind in der Technik gut bekannt,
und im Handel sind viele brauchbare, radikalisch polymerisierbare
Oligomere erhältlich.
Zu Beispielen gehören
aliphatische und aromatische Urethan(meth)acrylatoligomere, wie
jene, die von UCB Chemicals Corp., Smyrna, Georgia, unter den Handelsbezeichnungen "EBECRYL 270", "EBECRYL 8804", "EBECRYL 8807", "EBECRYL 4827", "EBECRYL 6700", "EBECRYL 5129" oder "EBECRYL 8402" erhältlich sind,
und jene, die von Sartomer Co., Exton, Pennsylvania, USA, unter
den Handelsbezeichnungen "CN
1963", "CN 934", "CN 953B70", "CN 984", "CN 962", "CN 964", "CN 965", "CN 972", "CN 978" erhältlich sind;
Polyester(meth)acrylatoligomers wie jene, die von UCB Chemicals
Corp. unter den Handelsbezeichnungen "EBECRYL 80", "EBECRYL
81", "EBECRYL 657", "EBECRYL 810", "EBECRYL 450", "EBECRYL 870" oder "EBECRYL 2870" erhältlich sind,
und jenes, das von Sartomer Co. unter der Handelsbezeichnung "CN 292" erhältlich ist;
Polyether(meth)acrylatoligomere wie jene, die von Sartomer Co. unter
den Handelsbezeichnungen "CN
501", "CN 502", "CN 550", "CN 551" erhältlich sind;
Acryloligomere wie jene, die von. Sartomer Co. unter den Handelsbezeichnungen "CN 816", "CN 817", "CN 818" erhältlich sind;
Epoxy(meth)acrylatoligomere wie jene, die von Sartomer Co. unter
der Handelsbezeichnung "CN
119" und "CN 121" erhältlich sind;
und Polybutadien(meth)acrylatoligomere wie jene, die von Sartomer
Co. unter der Handelsbezeichnung "CN 301" erhältlich
sind.
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Die
Menge an Oligomer, die in den Verbindungsschichtvorläufer eingebaut
wird, liegt allgemein im Bereich von mindestens 30, 35, 40 oder
45 Gew.% bis zu und einschließlich
50, 60, 70, 80, 90 oder sogar 95 Gew.% oder mehr, bezogen auf das
Gesamtgewicht des polyfunktionalen Aziridins, sauren, radikalisch
polymerisierbaren Monomers und Oligomers mit mindestens zwei seitenständigen,
radikalisch polymerisierbaren Gruppen.
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Der
Verbindungsschichtvorläufer
kann gegebenenfalls ferner ein oder mehrere Härtungsmittel umfassen, die
den Verbindungsschichtvorläufer
mindestens partiell polymerisieren können. Zu brauchbaren Härtungsmitteln
gehören
Radikalinitiatoren, wie beispielsweise Photoinitiatoren und/oder
thermische Initiatoren für radikalische
Polymerisation. Es können
Gemische von Photo- und/oder thermischen Initiatoren verwendet werden.
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Brauchbare
Photoinitiatoren umfassen jene, die bekanntermaßen zum Photohärten radikalisch
polyfunktionaler Acrylate brauchbar sind. Brauchbare Photoinitiatoren
umfassen Benzoin und seine Derivate, wie α-Methylbenzoin, α-Phenylbenzoin, α-Allylbenzoin, α-Benzylbenzoin;
Benzoinether, wie Benzildimethylketal (wie beispielsweise unter
dem Handelsnamen "IRGACURE 651" von Ciba Specialty
Chemicals, Tarrytown, New York, USA, erhältlich), Benzoinmethylether,
Benzoinethylether, Benzoin-n-butylether; Acetophenon und seine Derivate,
wie 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenyl-1-propanon (wie beispielsweise unter
dem Handelsnamen "DAROCUR
1173" von Ciba Specialty
Chemicals erhältlich)
und 1-Hydroxycyclohexylphenylketon
(wie beispielsweise unter dem Handelsnamen "IRGACURE 184" von Ciba Specialty Chemicals erhältlich);
2-Methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2-(4-morpholinyl)-1-propanon (wie
beispielsweise unter dem Handelsnamen "IRGACURE 907" von Ciba Specialty Chemicals erhältlich);
2-Benzyl-2-(dimethylamino)-1-[4-(4-morpholinyl)phenyl]-1-butanon
(wie beispielsweise unter dem Handelsnamen "IRGACURE 369" von Ciba Specialty Chemicals erhältlich).
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Andere
brauchbare Photoinitiatoren umfassen beispielsweise Pivaloinethylether,
Anisoinethylether, Anthrachinone (beispielsweise Anthrachinon, 2-Ethylanthrachinon,
1-Chloranthrachinon, 1,4-Dimethylanthrachinon, 1-Methoxyanthrachinon
oder Benzanthrachinon), Halogenmethyltriazine, Benzophenon und seine
Derivate, Iodoniumsalze und Sulfoniumsalze, Titankomplexe, wie Bis(η5-2,4-cyclopentadien-1-yl)bis[2,6-difluor-3-(1H-pyrrol-1-yl)phenyl]titan
(wie beispielsweise unter dem Handelsnamen "CGI 784DC" von Ciba Specialty Chemicals erhältlich);
Halogenmethylnitrobenzole (beispielsweise 4-Brommethylnitrobenzol),
Mono- und Bisacylphosphine (wie beispielsweise von Ciba Specialty
Chemicals unter den Handelsnamen "IRGACURE 1700", "IRGACURE
1800", "IRGACURE 1850" und "DAROCUR 4265" erhältlich).
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Dem
Verbindungsschichtvorläufer
können
in Kombination mit dem optionalen Photoinitiator ein oder mehrere
Spektralsensibilisierungsmittel (beispielsweise Farbstoffe) zugegeben
werden, um beispielsweise die Empfindlichkeit des Photoinitiators
gegenüber
einer speziellen Quelle von aktinischer Strahlung zu erhöhen.
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Zu
Beispielen für
geeignete thermische radikalische Polymerisationsinitiatoren gehören Peroxide,
wie Benzoylperoxid, Dibenzoylperoxid, Dilaurylperoxid, Cyclohexanperoxid,
Methylethylketonperoxid, Hydroperoxide, beispielsweise tert.-Butylhydroperoxid
und Cumolhydroperoxid, Dicyclohexylperoxydicarbonat, 2,2'-Azobis(isobutyronitril) und t-Butylperbenzoat.
Beispiele für
im Handel erhältliche,
thermische, radikalische Polymerisationsinitiatoren umfassen Initiatoren,
die von E. I. DuPont de Nemours und Co., Wilmington, Delaware, USA,
unter der Handelsbezeichnung "VAZO" (beispielsweise "VAZO 64" und "VAZO 52") und von Elf Atochem North
America, Philadelphia, Pennsylvania, USA, unter der Handelsbezeichnung "LUCIDOL 70" erhältlich sind.
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Das
Härtungsmittel
wird, falls vorhanden, in der Regel in einer wirksamen Menge verwendet,
um die Polymerisation zu erleichtern, beispielsweise in einer Menge
im Bereich von 0,01 Gew.% bis zu 10 Gew.%, bezogen auf die Gesamtmenge
an Verbindungsschichtvorläufer,
obwohl Mengen außerhalb
dieser Bereiche auch nützlich
sein können.
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Der
erfindungsgemäße Verbindungsschichtvorläufer kann
zusätzlich
zu anderen Komponenten optionale Additive enthalten, um beispielsweise
Leistung und/oder Aussehen zu modifizieren. Zu beispielhaften Additiven
gehören
Füllstoffe,
Lösungsmittel,
Weichmacher, Benetzungsmittel, oberflächenaktive Mittel, Pigmente,
Kopplungsmittel, Duftstoffe, Fasern, Schmiermittel, thixotrope Materialien,
Antistatikmittel, Suspendiermittel, Pigmente und Farbstoffe.
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Dem
Verbindungsschichtvorläufer
können
auch reaktive Verdünnungsmittel
zugefügt
werden, um beispielsweise die Viskosität und/oder physikalischen Eigenschaften
der gehärteten
Zusammensetzung einzustellen. Beispiele für geeignete reaktive Verdünnungsmittel
umfassen die Verdünnungsmittel
mono- und polyfunktionale (Meth)acrylatmonomere (beispielsweise
Ethylenglykoldi(meth)acrylat, Hexandioldi(meth)acrylat, Triethylenglykoldi(meth)acrylat,
Trimethylolpropantri(meth)acrylat, Tripropylenglykoldi(meth)acrylat),
Vinylether (beispielsweise Butylvinylether), Vinylester (beispielsweise
Vinylacetat) und Styrolmonomere (beispielsweise Styrol).
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Es
ist in der Regel lediglich erforderlich, die Komponenten unter Bedingungen
zu kombinieren, unter denen ausreichendes Mischen erfolgt, um den
Verbindungsschichtvorläufer
herzustellen. Wenn die Komponenten der Zusammensetzung ineinander
löslich
sind, kann die Zusammensetzung über
den gesamten Bereich homogen sein. Um das Mischen zu erleichtern,
kann bewegt und/oder gerührt
werden. In anderen Fällen kann
die Mischung bei höherer
Viskosität
erwärmt
werden, um ihre Viskosität
zu verringern.
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Die
Anwendung des Verbindungsschichtvorläufers auf den Träger kann
nach vielen verschiedenen Weisen erfolgen, wie beispielsweise durch
Techniken wie Bürsten,
Sprühen,
Walzbeschichten, Vorhangbeschichten, Gravurbeschichten und Rakelbeschichten.
Organisches Lösungsmittel
kann zu der isotropen polymerisierbaren Zusammensetzung gegeben
werden, um die spezielle verwendete Beschichtungstechnik zu erleichtern.
Der beschichtete Träger
kann dann eine Zeit lang bei einer ausreichenden Temperatur verarbeitet werden,
um die Beschichtung zu trocknen (falls organisches Lösungsmittel
vorhanden ist) und mindestens partiell zu polymerisieren, wodurch
sie an dem Träger
befestigt wird. Nach einer optionalen Periode von mindestens 10,
20 oder 30 Sekunden oder sogar länger
ist der Verbindungsschichtvorläufer
in der Regel mindestens partiell polymerisiert, beispielsweise nach
einer beliebigen der vielen gut bekannten Techniken, wie beispielsweise
durch Einwirkung von Elektronenstrahlstrahlung, aktinischer Strahlung
(das heißt
ultravioletter und/oder sichtbarer elektromagnetischer Strahlung)
und Wärmeenergie.
Wenn aktinische Strahlung verwendet wird, ist in dem Verbindungsschichtvorläufer in
der Regel mindestens ein Photoinitiator vorhanden. Wenn Wärmeenergie
verwendet wird, ist in dem Verbindungsschichtvorläufer in
der Regel mindestens ein thermischer Initiator vorhanden. Die Polymerisation
kann in Luft oder einer inerten Atmosphäre durchgeführt werden, wie beispielsweise
Stickstoff oder Argon.
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Die
Schleifschicht umfasst in einer beispielhaften Ausführungsform
eine Herstellungsschicht, umfassend ein erstes Bindeharz, in der
Herstellungsschicht eingebettete Schleifpartikel und eine Schlichteschicht, umfassend
ein zweites Bindeharz, das an der Herstellungsschicht befestigt
ist, und Schleifpartikel.
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In 1 weist
ein beispielhaft beschichteter erfindungsgemäßer Schleifgegenstand 100 Träger 110, die
erfindungsgemäße Verbindungsschicht 120,
die an der Hauptoberfläche 115 von
Träger 110 befestigt
ist, und Schleifschicht 130 auf, die an Verbindungsschicht 120 befestigt
ist. Die Schleifschicht 130 umfasst wiederum Schleifpartikel,
die durch Herstellungsschicht 140 und Schlichteschicht 150 an
Verbindungsschicht 120 befestigt sind.
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Die
Herstellungs- und Schlichteschichten können beliebiges Bindeharz umfassen,
das zur Verwendung in Schleifanwendungen geeignet ist. Die Herstellungsschicht
wird in der Regel hergestellt, indem mindestens ein Abschnitt des
(behandelten oder unbehandelten) Trägers mit einem Herstellungsschichtvorläufer beschichtet
wird. Dann werden Schleifpartikel mindestens partiell (beispielsweise
durch elektrostatisches Beschichten) in den Herstellungsschichtvorläufer, umfassend
einen ersten Bindemittelvorläufer,
eingebettet, und der Herstellungsschichtvorläufer wird mindestens partiell
polymerisiert. Die Schlichteschicht wird als nächstes hergestellt, indem mindestens
ein Abschnitt der Herstellungsschicht und der Schleifpartikel mit
einem Schlichteschichtvorläufer,
umfassend einen zweiten Bindemittelvorläufer (der der gleiche wie der
erste Bindemittelvorläufer
oder davon verschieden sein kann) beschichtet wird und der Schlichteschichtvorläufer mindestens
partiell gehärtet
wird. Der Herstellungsschichtvorläufer kann vor dem Beschichten
mit Schleifpartikeln partiell polymerisiert werden und an einem
späteren
Punkt in dem Fertigungsverfahren weiter polymerisiert werden.
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In
einer Ausführungsform
kann auf mindestens einen Abschnitt der Schlichteschicht eine Superschlichte
angewendet werden. Brauchbare erste und zweite Bindemittelvorläufer sind
in der Schleifmitteltechnik wohl bekannt und umfassen beispielsweise
radikalisch polymerisierbares Monomer und/oder Oligomer, Epoxyharze,
phenolische Harze, Melamin-Formaldehyd-Harze, Aminoplastharze, Cyanatharze
oder Kombinationen davon.
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Brauchbare
Schleifpartikel sind in der Schleifmitteltechnik wohl bekannt und
umfassen beispielsweise Korund, wärmebehandeltes Aluminiumoxid,
weißen
Korund, schwarzes Siliziumcarbid, grünes Siliziumcarbid, Titandiborid,
Borcarbid, Wolframcarbid, Titancarbid, Diamant, kubisches Bornitrit,
Granat, Korund-Zirkonoxid, Sol-Gel-Schleifpartikel, Siliziumdioxid,
Eisenoxid, Chromoxid, Ceroxid, Zirkonoxid, Titandioxid, Silikate,
Metallcarbonate (wie Calciumcarbonat (beispielsweise Kreide, Calcit,
Mergel, Travertin, Marmor und Kalkstein), Calciummagnesiumcarbonat,
Natriumcarbonat, Magnesiumcarbonat), Siliziumdioxid (beispielsweise
Quarz, Glasperlen, Glasbläschen
und Glasfasern), Silikate (beispielsweise Talkum, Tone, (Montmorillonit),
Feldspat, Glimmer, Calciumsilikat, Calciummetasilikat, Natriumaluminosilikat,
Natriumsilikat), Metallsulfate (beispielsweise Calciumsulfat, Bariumsulfat,
Natriumsulfat, Aluminiumnatriumsulfat, Aluminiumsulfat), Gips, Aluminiumtrihydrat,
Graphit, Metalloxide (beispielsweise Zinnoxid, Calciumoxid), Aluminiumoxid,
Titandioxid) und Metallsulfite (beispielsweise Calciumsulfit), Metallpartikel
(beispielsweise Zinn, Blei, Kupfer), Kunststoffschleifpartikel,
die aus einem thermoplastischen Material gebildet sind (beispielsweise
Polycarbonat, Polyetherimid, Polyester, Polyethylen, Polysulfon,
Polystyrol, Acrylonitril-Butadien-Styrol-Blockcopolymer,
Polypropylen, Acetalpolymere, Polyvinylchlorid, Polyurethane, Nylon),
Kunststoffschleifpartikel, die aus vernetzten Polymeren gebildet
sind (beispielsweise Phenolharze, Aminoplastharze, Urethanharze,
Epoxyharze, Melamin-Formaldehyd, Acrylatharze,
acrylierte Isocyanuratharze, Harnstoff-Formaldehyd-Harze, Isocyanurat-Harze,
acrylierte Urethanharze, acrylierte Epoxyharze) und Kombinationen
davon.
-
Gemäß einer
anderen beispielhaften Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen beschichteten Schleifgegenstands
kann die Schleifschicht Schleifpartikel umfassen, die in einem Bindemittel
dispergiert sind. In 2 weist ein beispielhaft beschichteter
erfindungsgemäßer Schleifgegenstand 200 Träger 210,
die erfindungsgemäße Verbindungsschicht 220,
die an der Hauptoberfläche 215 von
Träger 210 befestigt
ist, und Schleifschicht 230 auf, die an Verbindungsschicht 220 befestigt
ist. Die Schleifschicht 230 enthält Schleifpartikel 260 in
Bindemittel 240 dispergiert.
-
Bei
der Herstellung eines derartigen beschichteten Schleifgegenstands
wird in der Regel eine Aufschlämmung,
umfassend einen Bindemittelvorläufer
und Schleifpartikel, auf eine Hauptoberfläche des Trägers aufgebracht, und der Bindemittelvorläufer wird
dann mindestens partiell gehärtet.
Geeignete Bindemittelvorläufer
und Schleifpartikel sind beispielsweise die zuvor genannten.
-
Der
erfindungsgemäße beschichtete
Schleifgegenstand kann in einer anderen beispielhaften Ausführungsform
einen strukturierten Schleifgegenstand umfassen. In 3 weist
ein beispielhaft strukturierter erfindungsgemäßer Schleifgegenstand 300 Träger 310,
die erfindungsgemäße Verbindungsschicht 320,
die an der Hauptoberfläche 315 von
Träger 310 befestigt
ist, und Schleifschicht 330 auf, die an Verbindungsschicht 320 befestigt
ist. Die Schleifschicht 330 enthält mehrere genau geformte Schleifkomposite 355.
Die Schleifkomposite umfassen Schleifpartikel 360, die
in Bindemittel 350 dispergiert sind.
-
Bei
der Herstellung eines derartigen beschichteten Schleifgegenstands
kann eine Aufschlämmung, umfassend
einen Bindemittelvorläufer
und Schleifpartikel, auf ein Werkzeug angewendet werden, das mehrere genau
geformte Hohlräume
darin aufweist. Dann wird die Aufschlämmung mindestens partiell polymerisiert und
an die Verbindungsschicht geklebt, beispielsweise mittels Klebstoff
oder Additionspolymerisation der Aufschlämmung. Geeignete Bindemittelvorläufer und
Schleifpartikel sind beispielsweise die zuvor genannten.
-
Die
Schleifkomposite können
viele verschiedene Formen haben, zu denen beispielsweise jene Formen
ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus kubisch, blockartig, zylindrisch, prismatisch,
pyramidal, pyramidenstumpfförmig,
kegelförmig,
kegelstumpfförmig,
kreuzförmig
und halbkugelförmig
gehören.
-
Beschichtete
Schleifgegenstände
können
gegebenenfalls ferner beispielsweise eine Rückschlichte, eine Vorschlichte
und/oder Unterschlichte (das heißt eine Beschichtung zwischen
der Verbindungsschicht und der Hauptoberfläche, an der die Verbindungsschicht
befestigt ist) und/oder ein Sättigungsmittel
umfassen, das beide Hauptoberflächen
des Trägers
beschichtet. Beschichtete Schleifgegenstände können ferner eine Superschlichte
umfassen, die mindestens einen Abschnitt der Schleifbeschichtung
bedeckt. Die Superschlichte enthält,
falls vorhanden, typischerweise Schleifhilfsmittel und/oder Antistatikmaterialien.
-
Erfindungsgemäße beschichtete
Schleifgegenstände
können
beispielsweise zu Riemen, Rollen, Scheiben (einschließlich perforierten
Scheiben) und/oder Lagen verarbeitet werden. Für Riemenanwendungen können zwei
freie Enden der Schleiflage unter Verwendung von bekannten Verfahren
miteinander verbunden werden, um einen gespleißten Riemen zu bilden.
-
Weitere
Beschreibungen von Techniken und Materialien zur Herstellung von
beschichteten Schleifgegenständen
finden sich beispielsweise in
US-A-4,314,827 (Leitheiser et al.);
US-A-4,518,397 (Leitheiser
et al.);
US-A-4,588,419 (Caul
et al.);
US-A-4,623,364 (Cottringer
et al.);
US-A-4,652,275 (Bloecher
et al.);
US-A-4,734,104 (Broberg);
US-A-4,737,163 (Larkey);
US-A-4,744,802 (Schwabel);
US-A-4,751,138 (Tumey et
al.);
US-A-4,770,671 (Monroe
et al.);
US-A-4,799,939 (Bloecher
et al.);
US-A-4,881,951 (Wood
et al.);
US-A-4,927,431 (Buchanan
et al.);
US-A-5,498,269 (Larmie);
US-A-5,011,508 (Wald
et al.);
US-A-5,078,753 (Broberg
et al.);
US-A-5,090,968 (Pellow);
US-A-5,108,463 (Buchanan
et al.);
US-A-5,137,542 (Buchanan
et al.);
US-A-5,139,978 (Wood);
US-A-5,152,917 (Pieper
et al.);
US-A-5,201,916 (Berg
et al.);
US-A-5,203,884 (Buchanan
et al.);
US-A-5,227,104 (Bauer);
US-A-5,304,223 (Pieper et
al.);
US-A-5,328,716 (Buchanan);
US-A-5,366,523 (Rowenhorst
et al.);
US-A-5,378,251 (Culler
et al.);
US-A-5,417,726 (Stout
et al.);
US-A-5,429,647 (Larmie);
US-A-5,436,063 (Follett
et al.);
US-A-5,490,878 (Peterson
et al.);
US-A-5,492,550 (Krishnan
et al.);
US-A-5,496,386 (Broberg
et al.);
US-A-5,520,711 (Helmin);
US-A-5,549,962 (Holmes
et al.);
US-A-5,551,963 (Larmie);
US-A-5,556,437 (Lee
et al.);
US-A-5,560,753 (Buchanan
et al.);
US-A-5,573,619 (Benedict
et al.);
US-A-5,609,706 (Benedict
et al.);
US-A-5,672,186 (Chesley
et al.);
US-A-5,700,302 (Stoetzel et
al.);
US-A-5,851,247 (Stoetzel
et al.);
US-A-5,913,716 (Mucci
et al.);
US-A-5,942,015 (Culler
et al.);
US-A-5,954,844 (Law
et al.);
US-A-5,961,674 (Gagliardi
et al.);
US-A-5,975,988 (Christianson);
US-A-6,059,850 (Lise
et al.) und
US-A-6,261,682 (Law).
-
Erfindungsgemäße Schleifgegenstände sind
zum Schleifen eines Werkstücks
in einem Verfahren nützlich,
wobei mindestens ein Abschnitt der Schleifschicht eines beschichteten
Schleifgegenstands reibend in Kontakt mit der Schleifschicht mit
mindestens einem Abschnitt einer Oberfläche des Werkstücks kommt
und danach mindestens einer von dem beschichteten Schleifgegenstand
oder dem Werkstück
relativ zu dem anderen bewegt wird, um mindestens einen Abschnitt
der Oberfläche
zu schleifen. Das Schleifverfahren kann beispielsweise manuell oder
maschinell durchgeführt
werden. Es kann gegebenenfalls Flüssigkeit (beispielsweise Wasser, Öl) und/oder
oberflächenaktives
Mittel (beispielsweise Seife, nichtionisches Tensid) auf das Werkstück angewendet
werden, um den Schleifprozess zu erleichtern.
-
Die
Gegenstände
und Vorteile dieser Erfindung werden durch die folgenden Beispiele
weiter veranschaulicht, die in diesen Beispielen genannten speziellen
Materialien und ihre Mengen sowie andere Bedingungen und Details
sollten jedoch nicht als diese Erfindung unangemessen einschränkend angesehen
werden.
-
BEISPIELE
-
Wenn
nicht anders angegeben, beziehen sich alle Teile, Prozentsätze, Verhältnisse,
usw. in den Beispielen und dem Rest der Beschreibung auf das Gewicht,
und alle in den Beispielen verwendeten Reagenzien wurden von Anbietern
für Grundchemikalien
erhalten oder sind von diesen erhältlich, wie beispielsweise,
Sigma-Aldrich Co., Saint Louis, Missouri, USA, oder können nach
konventionellen Verfahren synthetisiert werden.
-
In
den Beispielen werden die folgenden Abkürzungen verwendet. TABELLE DER ABKÜRZUNGEN
| A1 | Silanmethacrylat,
im Handel erhältlich
von GE |
| | Silicones,
Friendly, West Virginia unter der |
| | Handelsbezeichnung "SILANE A-174NT" |
| A2 | Siliziumdioxid,
im Handel erhältlich
von Degussa |
| | Corp.,
Parsippany, New Jersey unter der |
| | Handelsbezeichnung "SILICONE DIOXIDE
OX-50 |
| | AEROSIL" |
| ACR1 | Trimethylolpropantriacrylat,
im Handel unter der |
| | Handelsbezeichnung "TMPTA-N" von der UCB Group, |
| | Springfield,
Massachusetts, USA, erhältlich |
| AFR1 | säuremodifiziertes
Epoxyacrylat, im Handel unter |
| | der
Handelsbezeichnung "CN
118" von Sartomer
Co., |
| | Exton,
Pennsylvania, USA, erhältlich |
| AFR2 | monofunktionales
Säureesteracrylat,
im Handel |
| | unter
der Handelsbezeichnung "CD
9050" von Sartomer |
| | Co.
erhältlich |
| AFR3 | trifunktionales
Säureesteracrylat,
im Handel unter |
| | der
Handelsbezeichnung "CD
9052" von Sartomer
Co. |
| | erhältlich |
| AFR4 | saures
aromatisches Acrylatoligomer, im Handel |
| | unter
der Handelsbezeichnung "PHOTOMER
4173" von |
| | Cognis
Corp., Cincinnati, Ohio, USA, erhältlich |
| AZ1 | polyfunktionales
Aziridin, im Handel unter der |
| | Handelsbezeichnung "HYDROFLEX XR-2990" von H. B. |
| | Fuller
Co. erhältlich |
| BK1 | behandelter
Textilträger,
der nach dem folgenden |
| | Verfahren
hergestellt wurde: EPR1 (11.306 Gramm |
| | (g))
wurden mit 1507 g ACR1 und 151 g PI2 bei 20°C |
| | mit
einem mechanischen Mischer bis zur Homogenität |
| | gemischt.
Die Mischung wurde dann 2 Stunden lang |
| | in
einem Ofen erwärmt.
Nachdem die Mischung aus |
| | dem
Ofen entfernt worden war, wurden 1206 g DICY |
| | zugegeben
und 10 Minuten gerührt.
Danach wurden |
| | 754
g NOV1 zugegeben und weitere 10 Minuten |
| | gerührt. Es
wurden 114 g CUR2 zugegeben und bis |
| | zum
Auflösen
gerührt.
Ein 30,5 cm breites Rakel, |
| | erhalten
von Paul N. Gardner Co., Pompano Beach, |
| | Florida,
USA, und eine 30 cm × 30
cm × 2,5
cm |
| | maschinell
bearbeitete Beschichtungsplatte aus |
| | rostfreiem
Stahl wurden auf 66°C
erwärmt.
Das |
| | Rakel
wurde auf einen Mindestspalt von 225 Mikro |
| | metern
eingestellt. Ein 4/1 Satingewebe aus 100% |
| | Polyester,
das aus offenendig gesponnenen Garnen |
| | hergestellt
war und 326 g/m2 wog, im Handel von |
| | Milliken
and Co., Spartanburg, South Carolina, |
| | USA,
unter der Handelsbezeichnung "POWERSTRAIGHT" |
| | erhältlich,
wurde unter dem Rakel angeordnet. Die |
| | Harzzusammensetzung
wurde auf das Polyestertextil |
| | gegossen,
und danach wurde das Textil von Hand |
| | unter
das Rakel gezogen, um eine Vorschlichte |
| | beschichtung
auf dem Textil zu bilden. Das Textil |
| | mit
Vorschlichte wurde dann bestrahlt, indem es |
| | ein
Mal durch ein UV-Verarbeitungsgerät geführt |
| | wurde,
das unter der Handelsbezeichnung "UV |
| | PROCESSOR" von Fusion UV Systems,
Gaithersburg, |
| | Maryland,
USA, erhalten wurde und mit einer |
| | "FUSION D" Lampe mit 761 Watt/inch2 (118 W/cm2) |
| | und
16,4 ft/Minute (5 m/Minute) arbeitete, danach |
| | wurde
es 5 Minuten lang bei 160°C
wärmegehärtet. |
| | Das
resultierende Vorschlichte-Beschichtungsge |
| | wicht
betrug 160 g/m2. Ein Harzgemisch wurde |
| | hergestellt,
indem 55 Gew.% FL1; 43 Gew.% RPR1 und |
| | eine
geringe Menge rotes Fe2O3 (2
Gew.%) zur Farb |
| | gebung
bei 20°C
bis zur Homogenität
gemischt |
| | wurden.
Die Rückseite
des Textils wurde dann mit |
| | diesem
Harzgemisch beschichtet und 10 Minuten bei |
| | 90°C, danach
15 Minuten bei 105°C
gehärtet.
Das |
| | resultierende
Rückschlichte-Beschichtungsgewicht |
| | betrug
111,5 g/m2. |
| BK2 | behandelter
Textilträger,
der nach dem folgenden |
| | Verfahren
hergestellt wurde: Ein Harzgemisch wurde |
| | hergestellt,
indem bei 20°C
90 Gew.% RPR1 und 10 |
| | Gew.%
NLR1 bis zur Homogenität
gemischt wurden. |
| | Dieses
Harzgemisch wurde als Sättigungsmittel
auf |
| | das
4/1 Satin-Textil aus 100 Polyester ange |
| | wendet,
das aus offenendig gesponnenen Garnen |
| | hergestellt
war und 326 g/m2 wog und unter der |
| | Handelsbezeichnung "POWERSTRAIGHT" von Milliken |
| | and
Co., Spartanburg, South Carolina, USA, im |
| | Handel
erhältlich
ist. Das harzbeschichtete Textil |
| | wurde
dann 10 Minuten auf 90°C
und danach 15 Minu |
| | ten
auf 105°C
erwärmt.
Die resultierende Sätti |
| | gungsbeschichtung
war 75 g/m2. Eine Rückschlichte- |
| | Behandlung
wurde wie in Trägerbehandlung
1 |
| | beschrieben
angewendet, um eine Rückschlichte- |
| | Beschichtung
von 50 g/m2 zu ergeben. |
| BK3 | nicht
grundierter 2 mil Polyesterfilm, der im |
| | Handel
von DuPont Teijin Films, Hopewell, Virgi |
| | nia,
USA, unter der Handelsbezeichnung "MYLAR" |
| | erhältlich ist |
| Bi1 | acryliertes
aliphatisches Urethan, im Handel unter |
| | der
Handelsbezeichnung "EBECRYL
8402" von UCB |
| | Group
erhältlich |
| BR2 | acrylierter
Polyester, erhältlich
unter der |
| | Handelsbezeichnung "EBECRYL 810" von UCB Group |
| CUR1 | Polyamid-Epoxy-Härtungsmittel,
im Handel erhält |
| | lich
unter der Handelsbezeichnung "VERSAMID
125" |
| | von
Cognis Corp. |
| CUR2 | 2-Propylimidazol,
im Handel erhältlich
unter der |
| | Handelsbezeichnung "ACTIRON NXJ-60 LIQUID" von |
| | Synthron,
Morganton, North Carolina, USA |
| CUR3 | modifiziertes
aliphatisches Amin, erhältlich
unter |
| | der
Handelsbezeichnung "ANCAMINE
AD CURING AGENT" |
| | von
Air Products and Chemicals, Allentown, |
| | Pennsylvania,
USA |
| DICY | Dicyandiamid
(mit einer durchschnittlichen |
| | Partikelgröße von weniger
als 10 μm),
im Handel |
| | unter
der Handelsbezeichnung "AMICURE
CG-1400" von |
| | Air
Products and Chemicals erhältlich |
| EPR1 | Epoxyharz,
das im Handel unter der Handels |
| | bezeichnung "EPON 828" von Resolution Performance |
| | Products,
Houston, Texas, USA, erhältlich
ist |
| FL1 | Calciumcarbonat-Füllstoff,
im Handel von L. W. |
| | Huber
Corp., Atlanta, Georgia, USA, unter der |
| | Handelsbezeichnung "HUBERCARB Q325" erhältlich |
| FL2 | Calciummetasilikat,
im Handel von NYCO Minerals, |
| | Willsboro,
New York, USA, unter der Handels |
| | bezeichnung "400 WOLLASTACOAT" erhältlich |
| LA1 | Heißschmelzkleber,
im Handel unter der Handels |
| | bezeichnung "JET-MELT HOT MELT
ADHESIVE PG3779" |
| | von
3M Company erhältlich |
| LA2 | Klebstoffzusammensetzung,
hergestellt nach dem |
| | folgenden
Verfahren: Ein 237 ml Becher wurde mit |
| | 132
g ER1, 56 g CUR1, 120 g FL1 und 10 g CUR3 be |
| | schickt.
Die Mischung wurde mit einem Mischer mit |
| | niedriger
Scherung bis zur Homogenität
gerührt. |
| MN1 | Aluminiumoxid
der ANSI-Sorte 36, im Handel erhält |
| | lich
von Washington Mills Electro Minerals, |
| | Niagara
Falls, New York, USA |
| MN2 | Sol-Gel-Schleifkorn,
im Handel unter der Handels |
| | bezeichnung "GRADE JIS 400 3M
CUBITRON 321" von
3M |
| | Company
erhältlich |
| NLR1 | Nitril-Latexharz,
im Handel unter der Handels |
| | bezeichnung "HYCAR 1581" von Noveon, Cleveland, |
| | Ohio,
USA, erhältlich |
| NOV1 | Novolac-Harz,
im Handel unter der Handels |
| | bezeichnung "RUTAPHEN 8656F" von Bakelite AG, |
| | Frielendorf,
Deutschland, erhältlich |
| pbw | Gewichtsteile |
| PI1 | 2-Benzyl-2-(dimethylamino)-1-[4-(4-morpholinyl) |
| | phenyl]-1-butanon,
im Handel unter der Handels |
| | bezeichnung "IRGACURE 369" von Ciba Specialty |
| | Chemicals,
Hawthorne, New York, USA, erhältlich |
| PI2 | 2,2-Dimethoxy-2-phenylacetophenon,
im Handel unter |
| | der
Handelsbezeichnung "IRGACURE
651" von Ciba |
| | Specialty
Chemicals erhältlich |
| RPR1 | Resol-Phenolharz
(ein Phenol-Formaldehyd-Harz mit |
| | einem
Phenol-zu-Formaldehyd-Verhältnis
von 1,5- |
| | 2,1/1,
katalysiert mit 2,5 Kaliumhydroxid |
-
90° SCHÄL-ADHÄSIONSTEST
-
Der
zu testende beschichtete Schleifgegenstand wurde zu einem etwa 8
cm breiten und 25 cm langen Stück
verarbeitet. Eine Hälfte
eines Holzbretts (17,8 cm × 7,6
cm × 0,6
cm) wurde mit entweder Laminierungsklebstoff 1 (LA1) oder Laminierungsklebstoff
2 (LA2), die nachfolgend beschrieben werden, beschichtet. Der Klebstoff
wurde bei LA1 mit einer Heißschmelzklebepistole
angewendet (im Handel unter der Handelsbezeichnung "POLYGUN II HOT MELT
APPLICATOR" von
3M Company erhältlich).
Der Klebstoff wurde bei LA2 durch Bürsten mit einer 2 inch (5,1
cm) Farbbürste
manuell angewendet. Die gesamte Breite, jedoch nur die ersten 15
cm der Länge
des beschichteten Schleifgegenstands wurde auf der Seite, die die
Schleifpartikel trug, mit Laminierungsklebstoff beschichtet. Die
Seite des beschichteten Schleifgegenstands, die die Schleifpartikel trug,
wurde an der Seite des Bretts, die die Laminierungsklebstoffbeschichtung
aufwies, in einer solchen Weise befestigt, dass die 10 cm des beschichteten
Schleifgegenstands, die keinen Laminierungsklebstoff trugen, über das
Brett hinausragten. Es wurde Druck ausgeübt, so dass das Brett und der
beschichtete Schleifgegenstand innig verbunden wurden. Die verbundene
Anordnung aus Brett und beschichtetem Schleifgegenstand wurde bei
LA2 etwa 12 Stunden bei 25°C
und 12 Stunden lang bei 50°C
gehärtet.
-
Der
zu testende Schleifgegenstand wurde entlang einer geraden Linie
an beiden Seiten des Gegenstands so geschnitten, dass die Breite
des beschichteten Schleifgegenstands auf 5,1 cm reduziert wurde,
wobei bei 25°C
gearbeitet wurde. Die resultierende Schleifgegenstand/Brett-Anordnung
wurde horizontal in eine Montagevorrichtung gespannt, die an der
oberen Backe einer Zugprüfmaschine
befestigt wurde, die im Handel unter der Handelsbezeichnung "SINTECH 6W" von MTS Systems
Corp., Eden Prairie, Minnesota, USA, erhältlich ist. Ungefähr 1 cm
des überragenden
Abschnitts des beschichteten Schleifgegenstands wurden so in der
unteren Backe der Maschine angeordnet, dass der Abstand zwischen
den Backen 12,7 cm betrug. Die Maschine trennte die Backen mit einer
Geschwindigkeit von 0,05 Zentimeter/Sekunde (cm/s), wobei der beschichtete
Schleifgegenstand in einem Winkel von 90° von dem Holzbrett abgezogen
wurde, so dass sich ein Abschnitt des beschichteten Schleifgegenstands
von dem Brett trennte. Die für
eine derartige Trennung erforderliche Kraft (das heißt, die
Abziehkraft) wird in Kilogramm/Zentimeter (kg/cm) angegeben.
-
Allgemeines Verfahren zur Herstellung
der verbindungsschicht-Vorläuferzusammensetzung
-
Saures,
radikalisch polymerisierbares Monomer wurde bei 20°C zu dem
Oligomer mit mindestens zwei seitenständigen, radikalisch polymerisierbaren
Gruppen gegeben, gefolgt von dem Initiator. Die Mischung wurde mit
einem mechanischen Rührer
bis zur Homogenität
gerührt,
danach in einem Ofen 2 Stunden auf 50°C erwärmt. Nachdem die Mischung aus
dem Ofen entfernt worden war, wurde das polyfunktionale Aziridin
zugegeben und das Rühren
10 Minuten lang fortgesetzt, bis sich das polyfunktionale Aziridin
gelöst
hatte, was zu einer isotropen Verbindungsschicht-Vorläuferzusammensetzung
führte.
-
Allgemeines Verfahren zur
Herstellung eines Trägers
mit Verbindungsschicht
-
Auf
einen wie angegeben behandelten Träger wurde mit einem 4 inch
(1,16 cm) breiten handgeführten Rakel,
erhältlich
von der Paul N. Gardner Company, Pompano Beach, Florida, USA, eine
frisch hergestellte, warme Verbindungsschicht-Vorläuferzusammensetzung
angewendet. Der Rakelspalt wurde auf 225 Mikrometer eingestellt.
Der resultierende mit Verbindungsschichtvorläufer beschichtete Träger wurde
dann bestrahlt, indem er ein Mal durch ein UV-Verarbeitungsgerät geführt wurde,
das unter der Handelsbezeichnung "UV PROCESSOR" von Fusion UV Systems, Gaithersburg,
Maryland, USA, erhalten wurde, wobei eine "FUSION D" Lampe mit 761 Watts/inch2 (118
W/cm2) und 16,4 feet/Minute (5 m/Min) verwendet
wurden und danach 10 bis 20 Minuten auf 120°C erwärmt wurde, um einen Träger mit
einer daran befestigten Verbindungsschicht zu ergeben. Das nominelle
Beschichtungsgewicht der resultierenden Verbindungsschicht betrug
110 Gramm/m2.
-
Herstellung
von Aufschlämmungsharz
1 (SR1) Ein 1 Gallon (4 L)-Kunststoffbehälter wurde mit 1917 g ACR1,
19 g PI1, 1738 g F2, 2235 MN2, 74 g A1 und 17 g A2 beschickt. Das
Harz wurde eine Stunde bei 25°C mechanisch
gerührt.
-
Herstellung
von Pulverbeschichtung 1 (PC1) Eine Pulverbeschichtung aus Harz
und Mineral wurde wie in Beispiel 1 der US-Patentanmeldung 20040018802
(Welygan et al.) beschrieben hergestellt.
-
Herstellung
von Bindemittelvorläufer
1 (BP1) Ein 1 Gallon (4 L) Kunststoffbehälter wurde mit 544 g RPR1 und
442 g F1 beschickt. Die Reaktion wurde 30 Minuten lang mit einem
von oben wirkenden Rührer gerührt und
danach mit Wasser verdünnt,
um ein Gesamtgewicht von einem Kilogramm zu erreichen.
-
Herstellung
von Bindemittelvorläufer
2 (BP2) Ein 1 Gallon (4 L)-Kunststoffbehälter wurde mit 425 g ACR1,
11 g PI2 und 726 g F1 beschickt und eine Stunde lang bei 25°C mechanisch
gerührt.
-
Allgemeines Verfahren zum
Binden einer Schleifschicht an eine Verbindungsschicht
-
Schleifschichten
wurden nach den folgenden Verfahren an die Verbindungsschicht gebunden:
Die
Verbindungsschicht wurde mithilfe eines handgeführten Rakels mit einer Beschichtungsdicke
von 4 mil (101 Mikrometern) mit Bindemittelvorläufer 1 oder 2 beschichtet.
-
Bei
Beispielen, die mit Bindemittelvorläufer 1 beschichtet wurden,
wurde die Verbindungsschicht mithilfe eines handgeführten Rakels
mit einer Beschichtungsdicke von 4 mil (101 Mikrometern) mit Bindemittelvorläufer 1 beschichtet.
MN1 wurde als Tropfbeschichtung in Bindemittelvorläufer 1 eingebracht,
um eine geschlossene Mineralbeschichtung zu bilden, danach wurde
Bindemittelvorläufer
1 60 Minuten auf 90°C
und danach 12 Stunden auf 105°C
erwärmt.
-
Bei
Beispielen, die mit Bindemittelvorläufer 2 beschichtet wurden,
wurde die Verbindungsschicht mithilfe eines handgeführten Rakels
mit einer Beschichtungsdicke von 4 mil (101 Mikrometern) mit Bindemittelvorläufer 2 beschichtet.
MN1 wurde als Tropfbeschichtung in Bindemittelvorläufer 2 eingebracht,
um eine geschlossene Mineralbeschichtung zu bilden, und Bindemittelvorläufer 2 wurde
ein Mal durch ein UV-Verarbeitungsgerät geführt, das unter der Handelsbezeichnung "UV PROCESSOR" von Fusion UV Systems,
Gaithersburg, Maryland, USA, erhalten wurde, wobei eine "FUSION D" Lampe mit 761 Watt/inch2 (118 W/cm2) und
16,4 feet/Minute (5 m/Min) verwendet wurden.
-
Bei
Beispielen, die mit Pulverbeschichtung 1 beschichtet wurden, wurde
die Verbindungsschicht mithilfe eines handgeführten Rakels mit einer Beschichtungsdicke
von 10 mil mit Pulverbeschichtung 1 beschichtet. Die resultierende
Pulverbeschichtung wurde geschmolzen, indem sie mit 25 feet/Minute
(7,6 m/Min) unter IR-Lampen durchgeführt wurde, und wurde danach
eine Stunde auf 150°C
erwärmt.
-
Bei
Beispielen, die mit Aufschlämmung
1 beschichtet wurden, wurde die Verbindungsschicht mit einem handgeführten Rakel
mit Aufschlämmung
1 mit einer Beschichtungsdicke von 2 bis 3 mil (101 Mikrometern)
auf ein Werkzeug mit genau geformten Hohlräumen aufgebracht, wie in Beispiel
1 der US-Patentanmeldung Nr. 10/668,736 (Collins et al.) beschrieben
ist, und danach auf die Verbindungsschicht überführt. Die Aufschlämmung wurde
ein Mal durch zwei UV-Verarbeitungsgeräte geführt wurde,
die unter der Handelsbezeichnung "UV PROCESSOR" von Fusion UV Systems, Gaithersburg,
Maryland, USA, erhalten wurden, wobei eine "FUSION D" Lampe mit 761 Watt/inch2 (118
W/cm2) und 50 feet/Minute (15 m/Minute)
verwendet wurden, und danach wurde 24 Stunden lang auf 120°C erwärmt.
-
BEISPIELE 1–25
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Die
Verbindungsschichtvorläufer
wurden, wie in Tabelle 1 angegeben ist, nach dem allgemeinen Verfahren
zur Herstellung des Verbindungsschichtvorläufers hergestellt. Der angegebene
Träger
wurde dann mit Verbindungsschichtvorläufern beschichtet und gehärtet, um
eine Verbindungsschicht nach dem allgemeinen Verfahren zur Herstellung
von Träger
mit Verbindungsschicht zu bilden. Dann wurde auf die Verbindungsbeschichtungsschicht
eine Schleifschicht angewendet. Die resultierenden, beschichteten
Schleifgegenstände wurden
dem 90° Schäl-Adhäsionstest
unterzogen. Die beschichteten Schleifmittel versagten in dem beschichteten
Schleifmittel in Tabelle 1.
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Verschiedene
Modifikationen und Veränderungen
dieser Erfindung können
von Fachleuten gemäß den Definitionen
der Ansprüche
vorgenommen werden, und es sei darauf hingewiesen, dass diese Erfindung nicht übermäßig auf
die beschriebenen veranschaulichenden Ausführungsformen eingeschränkt sein
soll.
