DE69006838T2

DE69006838T2 - Schleifkörper.

Info

Publication number: DE69006838T2
Application number: DE69006838T
Authority: DE
Inventors: Roy Stubbs
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1989-12-11
Filing date: 1990-12-11
Publication date: 1994-06-01
Anticipated expiration: 2010-12-12
Also published as: US5164265A; GB8927983D0; EP0433031A1; JPH04175348A; AU636415B2; AU6706790A; ZA909488B; KR910012151A; CA2030403A1; DE69006838D1; EP0433031B1

Description

Diese Erfindung betrifft Schleifmittel und im besonderen ein Schleifelement, das ein Schleifmittel mit verbesserten Anti- Verschmiereigenschaften umfaßt.
Es ist ein bekanntes Problem beim Schleifen weicher Materialien, insbesondere angestrichener Oberflächen, daß das Schleifmittel mit Abriebteilchen von der geschliffenen Oberfläche Zugesetzt wird. Härtere Materialien schleifen sich in Form von Staub oder einfach zu entfernenden diskreten Partikeln ab, aber weichere Materialien können unter den durch den Schleifvorgang erzeugten Bedingungen hoher Temperatur und hohen Druckes schmelzen, wobei eIn diskontinuierlicher Belag auf der Schleifoberfläche entsteht. Indem der Belag sich aufbaut, wird das Schleifmittel rasch unbrauchbar. Dieses Phänomen ist als "Verschmieren" bekannt und ist ein besonderes Problem, wenn Anstriche auf Cellulosebasis beteiligt sind, insbesondere Nitrocellulose-Anstriche, die häufig auf Fahrzeugkarosserien verwendet werden.
Verschiedene Schmiermittel und Oberflächenbehandlungen sind auf Schleifmitteln angewandt worden, um Probleme mit dem Verschmieren möglichst gering zu halten, wie zum Beispiel in den U.S.- Patenten der Nummern 2050992, 2278158, 2780534, 2882064, 3043673, 3089763 und 3795496 offenbart. Die am häufigsten verwendeten Schmiermittel sind die Metallsalze langkettiger Fettsäuren, wie in den U.S.-Patenten der Nummern 2768886 und 2893854 offenbart. Die Fettsäuremetallsalze werden im allgemeinen in Kombination mit einem Bindemittel und wahlweisen Beschichtungsadditiven, wie Benetzungsmitteln, Verdickungsmitteln, Schauminhibitoren etc., als eine Dispersion entweder in wässrigem oder in organischem Medium eingesetzt. Die allgemeine Bevorzugung richtet sich auf wässrige Formulierungen, wie zum Beispiel in der japanischen Patentanmeldung Nr. 56-69074 offenbart.
Das U.S.-Patent Nr. 3,042,508 offenbart Schleifgeräte mit Metallruckseite, die durch das Anlöten von Wolframcarbid-Schleifpartikeln mit Kupferlötmetall auf einem Stahlträger erzeugt sind.
Die Schleifoberfläche ist mit einer gesinterten Schicht eines Polymers, welches unter Polytetrafluorethylen, Polytrifluorchlorethylen und Copolymeren von diesen ausgewählt wird, Uberzogen, die durch Wärmebehandlung, typischerweise oberhalb von 250ºF (121ºC), zu einer harten, beständigen Beschichtung ausgehärtet wird. Die Schleifgeräte sollen dem Verschmieren während des Gebrauchs widerstehen.
Die U.S.-Patente mit Nummern 3,779,727 und 3,868,232 offenbaren die Verwendung von Poly(tetrafluorethylen), Poly(tetrafluorethylen-hexafluorpropylen) und fluoriertem Graphit als festen Schmierstoff fur die Zugabe (in Form von Dispersionsteilchen) zu der Bindemittelmatrix von rotierenden Schleifkörpern und der Beleimungsschicht von Schleifbändern und -scheiben.
Das U.S.-Patent Nr. 3,868,233 offenbart die Verwendung von Poly(tetrafluorethylen) als festen Schmierstoff fur die Zugabe zum zentralen Kern von becherförmigen rotierenden Schleifkörpern.
Das U.S.-Patent Nr. 3,869,834 offenbart die Verwendung eines Oberflächenüberzuges aus entweder locker oder kompakt aufgebrachten Poly(tetrafluorethylen)- oder Poly(trifluorchlorethylen)-Partikeln auf der Schneidfläche von Schleifbändern und rotierenden Schleifkörpern.
Das U.S.-Patent Nr. 4,343,628 offenbart die Verwendung von Poly(tetrafluorethylen) oder einem Copolymeren aus Poly(tetrafluorethylen-hexafluorpropylen) als Bindemittelmatrix für diamanthaltige rotierende Schleifkörper.
Das U.S.-Patent Nr. 4,720,941 offenbart die Verwendung von Poly(tetrafluorethylen) oder Poly(trifluorchlorethylen) als Bindemittelmatrix für Schleifelemente, wie rotierende Schleifkörper und -becher, Schleifscheiben, -blätter und -kissen.
Das japanische Patent Nr. 71-032912 offenbart den Zusatz von pulvrigen fluorierten Kunstharzen, wie Poly(tetrafluorethylen) oder einem Copolymeren aus Poly(tetrafluorethylen-hexafluorethylen) zu der Beleimungs- oder Überleimschicht von Schleifgeweben und -papier.
Es ist nun ein Schleifmittel gefunden worden, das verbesserte Anti-Verschmiereigenschaften hat.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Schleifelement bereitgestellt, umfassend ein Substrat, das auf einer Oberfläche Partikel eines Schleifmittels trägt, welche durch ein nicht- metallisches Bindemittel festgehalten sind, gekennzeichnet dadurch, daß wenigstens die äußerste Oberfläche des Elementes zwischen den Schleifmittelpartikeln eine Fluorchemikalie enthält, welche ausgewählt wird aus Verbindungen, die einen fluorierten aliphatischen Rest, gebunden an einen polaren Rest oder eine polare Einheit umfassen, sowie Fluorpolymeren, die ein Molekulargewicht von mindestens 750 haben und eine nicht-fluorierte polymere Hauptkette umfassen mit einer Mehrzahl fluorierter aliphatischer Seitenreste, wobei diese aliphatischen Reste, je nachdem, was größer ist, entweder
(a) ein Minimum von drei C-F-Bindungen umfassen, oder
(b) in ihnen 25 % der C-H-Bindungen durch C-F-Bindungen ersetzt sind, sodaß die Fluorchemikalie mindestens 15 Gew.-% Fluor umfaßt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird auch ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Schleifelementes bereitgestellt, wie in dem unabhängigen Anspruch 10 erklärt.
Schleiferzeugnisse werden normalerweise hergestellt, indem eine Oberfläche eines Substrates mit einer ersten Bindemittelschicht überzogen wird, die adhäsive Eigenschaften hat und auf dem Fachgebiet oft als Fixierschicht (make) bezeichnet wird. Schleifmittelpartikel werden auf das beschichtete Substrat aufgebracht und teilweise darin eingebettet. Eine Schicht eines zweiten Bindemittels, oft als die "Beleimungsschicht" bezeichnet, wird danach auf das Material aufgetragen. Die Dicke der zweiten Bindemittelschicht reguliert die über das bindende Medium hinausragende Menge des Schleifmittels. Ahti-Verschmiermittel waren gewöhnlich in einer weiteren möglichen Schicht enthalten, auf dem Fachgebiet als die "Überbeleimungsschicht" bezeichnet.
Die erfindungsgemäßen Schleifelemente können ein anorganisches, nicht-metallisches Bindemittel umfassen, z.B. ein System auf Silikat- oder keramischer Basis, aber bevorzugter umfassen sie ein organisches, nicht-metallisches Bindemittel.
Es hat sich gezeigt, daß die Gegenwart einer Fluorchemikalie wenigstens in der Schicht, die die freiliegende Oberfläche des Elementes bildet, dem so behandelten Material Anti-Verschmiereigenschaften verleiht.
Die Fluorchemikalie kann als eine über die vorhandenen Schichten eines Schleifelementes gezogene Schicht aufgebracht werden oder kann wenigstens in der Masse enthalten sein, die die äußere Schicht bildet. Demzufolge kann die Fluorchemikalie in die Fixierschicht eines aus einer Schicht bestehenden Schleifelementes integriert sein; die Fluorchemikalie kann in die Beleimungsschicht eines aus einer Fixierschicht und Beleimungsschichten bestehenden Schleifelementes integriert sein oder die Fluorchemikalie kann in die Überbeleimungsschicht eines aus einer Fixierschicht, Beleimungs- und Überbeleimungsschichten bestehenden Schleifelementes integriert sein. Wenn mehr als eine Überbeleimungsschicht vorliegt, wird die Fluorchemikalie in die äußerste Überbeleimungsschicht integriert. Die Fluorchemikalie liegt vorzugsweise in einer Überbeleimungsschicht vor.
Die in der vorliegenden Erfindung verwendeten Anti- Verschmiermittel sind zur Anwendung auf einer großen Vielfalt an Schleifmitteln oder -erzeugnissen geeignet und dienen dazu, das Verschmieren der Schleifoberfläche im Gebrauch zu verringern und verlängern dadurch die Brauchbarkeitsdauer des Materials. Die Schleifelemente können die Form von Blättern, Blöcken, Scheiben, Kissen, Bändern und dergleichen haben oder von starren oder flexiblen dreidimensionalen Anordnungen von Fasern, z.B. in der Art, wie sie von der Minnesota Mining and Manufacturing Company unter dem Warenzeichen SCOTCH-BRITE kornrnerziell erhältlich ist. Erfindungsgemäße Schleifelemente können vorteilhafterweise entweder unter trockenen oder nassen Schleifbedingungen verwendet werden, da die Fluorchemikalie für eine gewisse Wasserabstoßung sorgt.
Der hier verwendete Begriff "Fluorchemikalie" schließt sowohl Fluorpolymere als auch andere nicht-polymere fluorierte Materialien ein. Letztere umfassen im allgemeinen fluorierte Verbindungen mit niederem Molekulargewicht und enthalten mindestens 15 Gew.-% (vorzugsweise 20 Gew.-%) Fluor und sind im wesentlichen unter Atmosphärendruck bei Temperaturen bis zu 50ºC, vorzugsweise bis zu 100ºC, am bevorzugtesten bis zu 150ºC, nicht-flüchtig. Solche Materialien umfassen gewöhnlich einen fluorierten aliphatischen Rest, gebunden an einen polaren Rest oder eine polare Einheit, wie Carbonsäure (und deren Salze), Phosphorsäure (und deren Salze), Sulfonsäure (und deren Salze), Säurehalogenid, Sulfonylhalogenid, Ether, Ester, Amid, Sulfonamid, Polyether, Urethan, Carbonat, Harnstoff, Carbamat etc. Zu Beispielen solcher Materialien gehören FC-10, FC-26, FC-95, FC-128, FC-393, FC-805 und FC- 807, kommerziell erhältlich von der Minnesota Mining and Manufacturing Company.
Der hier verwendete Begriff "Fluorpolymer" umfaßt eine Vielzahl von polymeren und oligomeren Materialien mit einem Molekulargewicht von mindestens 750, vorzugsweise mindestens 1000, wobei diese Materialien eine polymere oder oligomere Hauptkette mit einer Mehrzahl fluorierter aliphatischer Seitenreste umfassen. Die polymere Hauptkette kann irgendein geeignetes Homopolymer oder Copolymer, das auf dem Fachgebiet bekannt ist, umfassen, einschließlich zum Beispiel Acrylate, Urethane, Polyester und Polycarbodiimide. Copolymere fluorierter und nicht-fluorierter Monomere sind ebenfalls nützlich. Gewöhnlich hat das Fluorpolymer einen Mindestfluorgehalt von 15 Gew.-%, vorzugsweise 20 Gew.-%.
Wenn die Hauptkette außer Kohlenstoffatomen Heteroatome (z.B. Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel etc.) umfaßt, kann Fluor im allgemeinen als ein Hauptkettensubstituent vorliegen. Falls die Hauptkette ausschließlich Kohlenstoffatome umfaßt, sind die Fluorsubstituenten gewöhnlich auf die fluorierten aliphatischen Seitenreste beschränkt und die Hauptkette bleibt frei von Fluor. Somit sind fluorierte Polyether, Polyester, Polyurethane oder andere durch Ringöffnungs- oder Kondensationspolymerisation erzeugte Polymere eingeschlossen, aber die sehr unlöslichen Polymere und Copolymere von Tetrafluorethylen, Hexafluorpropylen, Chlortrifluorethylen, Vinylfluorid, Vinylidenfluorid etc. sind ausgeschlossen.
Das Fluorpolymer umfaßt vorzugsweise eine homopolymere oder copolymere Acrylathauptkette, die etliche fluorierte aliphatische Reste trägt. Der Begriff Acrylat wird im allgemeinen Sinn verwendet und soll nicht nur Derivate von Acrylsäure, sondern auch von Methacrylsäure und anderen modifizierten Acrylsäuren einschließen.
Jedes Acrylatmonomer kann einen oder mehrere fluorierte aliphatische Reste besitzen, in denen, je nachdem, was größer ist, entweder (a) mindestens drei C-F-Bindungen vorliegen oder (b) 25 % der C-H-Bindungen durch C-F-Bindungen ersetzt sind. Jedes Acrylatmonomer beinhaltet mindestens eine polymerisierbare Vinylgruppe.
Typische Polymere für die Verwendung in der Erfindung sind abgeleitet von Acrylatmonomeren der allgemeinen Formel (I)
in der
Rf für einen fluorierten aliphatischen Rest steht,
X ein Wasserstoffatom oder einen Alkylrest mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise CH&sub3;, bedeutet, und
m gleich 0, 1 oder 2 ist.
Der fluorierte aliphatische Rest Rf ist im allgemeinen ein fluorierter, vorzugsweise gesättigter, einwertiger aliphatischer Rest mit mindestens zwei Kohlenstoffatomen. Die Kette kann gerade, verzweigt oder, falls sie ausreichend lang ist, cyclisch sein und sie kann durch Sauerstoffatome oder Stickstoffatome, die nur an Kohlenstoffatome gebunden sind, unterbrochen sein. Ein vollständig fluorierter Rest wird bevorzugt, aber es können Wasserstoff- oder Chloratome als Substituenten im fluorierten aliphatischen Rest vorhanden sein; im allgemeinen ist nicht mehr als ein Atom von beiden auf jeweils zwei Kohlenstoffatome im Rest vorhanden. Vorzugsweise enthält der Rest eine endständige Perfluormethylgruppe. Vorzugsweise enthält der fluorierte aliphatische Rest nicht mehr als 20 Kohlenstoffatome.
Spezielle Beispiele solcher Verbindungen schließen ein:
1,1-Dihydro-perfluoroctylacrylat, 1,1-Dihydro-perfluoroctylmethacrylat, 1,1-Dihydro-perfluorbutylacrylat, 1H,1H,5H-Octafluorpentylacrylat, 1H,1H,11H-Eicosafluorundecylacrylat, Hexafluorisopropylacrylat, Perfluorpentylacrylat.
Die Acrylate können auch andere Atome, z.B. Schwefel und Stickstoff, außerhalb des fluorierten aliphatischen Restes haben. Zum Beispiel können Fluorpolymere eingesetzt werden, die Monomere der allgemeinen Formel (II)
umfassen, in der
X wie vorstehend definiert ist,
Rf wie vorstehend fur einen fluorierten aliphatischen Rest steht,
R ein Wasserstoffatom oder einen Alkylrest, gewöhnlich mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, bedeutet und
q eine ganze Zahl von 1 bis 11 ist.
Zu speziellen Beispielen solcher Verbindungen gehören:
2-(N-Ethyl-perfluoroctan-sulfonamido)ethylacrylat,
2-(N-Ethyl-perfluoroctan-sulfonamido)ethylacrylat,
2-(N-Butyl-perfluoroctan-sulfonamido)ethylacrylat.
Es können auch Gemische aus zwei oder mehreren fluorierten Acrylaten eingesetzt werden.
Eine bevorzugte Klasse von Fluorpolymeren ist von Perfluoroctyl-sulfonamidoethylacrylat-Monomeren abgeleitet, zum Beispiel Fluorpolymere, die unter den Handelsbezeichnungen FC-461 und FC-824 von der Minnesota Mining and Manufacturing Company kornrnerziell erhältlich sind.
Die Menge der auf das Schleifelement aufgebrachten Fluorchemikalie variiert mit der gewählten Fluorchemikalie, der Schicht, in die sie integriert wird und der Korngröße des zu behandelnden Schleifminerals. Normalerweise wird die Fluorchemikalie in einer wässrigen Dispersion angewandt. Das Trockengewicht der Beschichtung variiert mit der Korngröße des Schleifmittels und der Formulierung, in der sie aufgebracht wird, und liegt gewöhnlich im Bereich von 5 mg/m² bis 300 mg/m². Je grober die Korngröße des Schleifmittels, desto größer ist im allgemeinen die Menge der enthaltenen Fluorchemikalie. Die Dicke der verwendeten Beschichtung hängt davon ab, ob die Fluorchemikalie sich in der Beleimungsschicht oder der Überbeleimungsschicht befindet und welche anderen Schichten vorhanden sind.
In einer Ausführungsform kann die Fluorchemikalie einer Formulierung zur Überbeleimungsbeschichtung zugesetzt werden. Die Überbeleimungsbeschichtung umfaßt gewöhnlich eine wässrige Dispersion oder Lösung eines Bindemittels und der Fluorchemikalie. Sowohl Bindemittel als auch Fluorchemikalie werden normalerweise als wässrige Dispersion oder Emulsion formuliert, typischerweise eine wässrige Dispersion oder Emulsion mit 15 bis 80 % Feststoffanteil.
Überbeleimungsbeschichtungen werden üblicherweise entsprechend den nachstehenden Mengen formuliert, wobei
(a) das Bindemittel gewöhnlich mindestens 0,5 %, bevorzugter 1 bis 80 %, des Gesamtfeststoffgehaltes der Zusammensetzung umfaßt, und
(b) die Fluorchemikalie gewöhnlich mindestens 0,05 %, bevorzugter 0,2 bis 80 %, des Gesamtfeststoffgehaltes der Zusammensetzung umfaßt.
Das Bindemittel der Überbeleimungsschicht kann irgendein auf dem Fachgebiet bekanntes wasserlösliches oder in Wasser dispergierbares Bindemittel umfassen. Zu geeigneten Bindemitteln gehören Methylcellulose, Natriumcarboxymethylcellulose und bevorzugter ein homopolymerer oder copolymerer Acryl-Latex. In einer am stärksten bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Bindemittel der Überbeleimungsschicht einen Styrol/Acrylat-Copolymerlatex, der unter der Handelsbezeichnung VINACRYL 71322 von Vinyl Products Limited kommerziell erhältlich ist.
In einer alternativen Ausführungsform kann die Fluorchemikalie in der Beleimungsschicht enthalten sein, wodurch eine Überbeleimungsschicht überflüssig gemacht wird. Beleimungsschichten umfassen im allgemeinen eine wässrige Dispersion oder Lösung von Bindemittel und der Fluorchemikalie. Beleimungsschichten werden gewöhnlich entsprechend den nachstehenden Mengen formuliert, wobei
(a) das Bindemittel mindestens 20 %, typischerweise 35 bis 99 %, des Gesamtfeststoffgehaltes der Zusammensetzung umfaßt, und
(b) die Fluorchemikalie mindestens 0,05 %, typischerweise 0,2 bis 5 %, des Gesamtfeststoffgehaltes der Zusammensetzung umfaßt.
Das Bindemittel der Beleimungsschicht kann irgendein auf dem Fachgebiet bekanntes wasserlösliches oder in Wasser dispergierbares Bindemittel umfassen. Zu geeigneten Bindemitteln gehören Kunstharze auf Formaldehydbasis, wie Aminformaldehyde (z.B. Melaminformaldehyd und Harnstoff-Formaldehyd), Phenolformaldehyd, Epoxidharze und Gemische derselben.
Die erfindungsgemäßen Beleimungs- und Überbeleimungsbeschichtungen sind voll mit herkömmlichen Antiverschmieradditiven verträglich und können vorteilhafterweise ein oder mehrere auf dem Fachgebiet bekannte Additive beinhalten. Ein bevorzugtes Additiv umfaßt das Salz einer Fettsäure. Das Fettsäuresalz wird normalerweise nur der Überbeleimungsschicht zugesetzt und umfaßt gewöhnlich von 40 bis 99 %, vorzugsweise 50 bis 98 %, bezogen auf das gesamte Feststoffgewicht der Zusammensetzung.
Das Fettsäuresalz kann irgendein auf dem Fachgebiet der Anti-Verschmiermaterialien bekanntes Fettsäuresalz umfassen, ist aber vorzugsweise ein Fettsäuresalz der allgemeinen Formel (III):
in der
Q ein gesättigter oder ungesättigter Kohlenwasserstoffrest mit einer Kettenlänge von 9 bis 30 Gerüstkohlenstoffatomen, stärker bevorzugt von 9 bis 24 Kohlenstoffatomen und am stärksten bevorzugt von 11 bis 17 Kohlenstoffatomen ist,
x ganzzahlige Werte von 1 bis 4 hat, und
M ein Metall- oder Ammoniumkation ist.
Q steht vorzugsweise für eine Alkylkette, die ausgewählt ist aus:
(i) CnH2n+1 , woraus sich ein von einer Alkansäure abgeleitetes Fettsäuresalz ergibt;
(ii) CnH2n-1 , woraus sich ein von einer Alkensäure abgeleitetes Fettsäuresalz ergibt;
(iii) CnH2n-3 , woraus sich ein von einer Alkadiensäure abgeleitetes Fettsäuresalz ergibt, und
(iv) CnH2n-5 , woraus sich ein von einer Alkatriensäure abgeleitetes Fettsäuresalz ergibt, wobei n ganzzahlige Werte von 9 bis 30, stärker bevorzugt von 9 bis 24 und besonders bevorzugt von 11 bis 17 hat.
M wird vorzugsweise aus Al, Zn, Mg, Ca, Ba, Na, Li, Zr, Pb und NH&sub4; ausgewählt.
Das Fettsäuresalz kann ein Gemisch aus einem oder mehreren Salzen umfassen. Zu bevorzugten Fettsäuresalzen gehören Calciumlaurat (Calciumdodecanoat), Calciummyristat (Calciumtetradecanoat), Calciumpalmitat (Calciumhexadecanoat), Calciumstearat (Calciumoctadecanoat), Calciumoleat (Calciumoctadecenoat) und Gemische davon.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform besteht das Salz aus Calciumstearat, das als eine wässrige Dispersion mit 50 % Feststoffanteil unter der Handelsbezeichnung Nopco 1097A und Nopco 10975 von Henkel Nopco kommerziell erhältlich ist.
Die erfindungsgemäßen Formulierungen für die Überbeleimungs- oder Beleimungsbeschichtung können auch eines oder mehrere auf dem Fachgebiet bekannte Additive einschließen, etwa Füllstoffe, andere Stearate, Verdickungsmittel, antistatische Mittel, Schauminhibitoren, Benetzungsmittel und Hilfspigmente, wie Talkum, TiO&sub2; und Ruß. Additive wie Metallspäne, Ruß und Graphit sind besonders nützlich, da sie dem Schleifmittel eine antistatische Wirkung verleihen.
Die Schicht, die die Fluorchemikalie enthält, kann unter Verwendung herkömmlicher auf dem Fachgebiet bekannter Verfahren, wie Sprühen oder Walzen, aufgestrichen werden.
Der Beschichtungsvorgang umfaßt gewöhnlich das aufeinanderfolgende Aufstreichen von
(1) der Fixierschicht gefolgt vom Schleifmittel,
(2) der Beleimungsschicht und gegebenenfalls
(3) einer oder mehrerer Überbeleimungsschichten.
Jede Schicht wird der Reihe nach nach dem Trocknen der vorhergehenden Schicht aufgetragen. Das Trocknen der Schicht, welche die Fluorchemikalie enthält, wird vorteilhafterweise durch Erhitzen vollzogen. Die Trocknungstemperatur varriiert mit der gewählten Fluorchemikalie und der Gegenwart zusätzlicher Bindemittel. Im allgemeinen wird das Trocknen durch Erhitzen bei erhöhten Temperaturen, z.B. 100ºC, über eine Zeitspanne von 1 bis 20 Minuten vollzogen, oder alternativ in einem Tunneltrockner unter Erhitzen für 1 bis 60 Sekunden bei höheren Temperaturen, z.B. 120ºC.
Außer der Anti-Verschmierwirkung sorgen die eine Fluorchemikalie enthaltenden Überzugsschichten für einen zusätzlichen Vorteil, wenn sie auf Schleifblätter aufgetragen werden, auf deren Trägerrückseite eine Klebeschicht aufgebracht ist. Wenn solche Materialien als Endlosrolle erzeugt werden, besteht eine Neigung zur "Blockbildung" (Zusammenkleben) und zum "Pick up" (Aufnehmen) (Übertragen der äußeren Schicht eines Blattes auf die Klebebeschichtung eines anderen). Diese Effekte werden beide durch die vorliegende Erfindung auf einem Mindestmaß gehalten.
Darüber hinaus hat sich gezeigt, daß die Gegenwart der Fluorchemikalie dem Schleifelement eine gewisse Wasser- und Ölabstoßung verleiht und die Verwendung des Elementes zum Naßschleifen gestatten kann.
Anti-Verschmierschichten, die eine erfindungsgemäße Fluorchemikalie beinhalten, können bei einer großen Vielfalt an Schleiferzeugnissen verwendet werden. Das Schleifmittel kann irgendeines der allgemein verwendeten Materialien und von beliebiger Korngröße sein (obwohl das Problem des Verschmierens bei feinen Korngrößen am schwerwiegendsten ist).
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die nachstehenden Beispiele beschrieben.
Erfindungsgemäße Anti-Verschmiermassen wurden auf die nachstehenden Schleifmittel aufgetragen:
Basismaterial A, umfassend Aluminiumoxid-Schleifmineralpartikel, mit einem Harnstoff/Formaldehyd-Kunstharz an eine Papierunterlage gebunden,
Basismaterial B, umfassend Aluminiumoxid-Schleifmineralpartikel, mit einem Phenol/Formaldehyd-Kunstharz an eine Polyesterfilmunterlage gebunden,
3M 245 Schleifgrundlage, kommerziell erhältlich von der Minnesota Mining and Manufacturing Company, und
3M 314 Schleifgrundlage, kommerziell erhältlich von der Minnesota Mining and Manufacturing Company.
Nach dem Beschichten wurde das Basismaterial in einer herkömmlichen Weise zu Schleifscheiben geschnitten.
Andere in den Beispielen gebrauchte Materialien sind: Bindemittel Hersteller Beschreibung Vinacryl 71350 Vinamul 7700 Primal E581 Cymel 303 Vinyl Products Ltd. Polysar Rohm & Haas American Cyanamid Styrol/Acrylat-Copolymer-Emulsion Acrylat-Emulsion Styrol-Emulsion Vinylacetat/ Vinylchlorid/Ethylen-Terpolymer-Emulsion Styrol/Acrylat-Copolymer-Emulsion mit anionischem Emulgator Melamin/Formaldehyd-Kunstharz Fluorchemikalien Minnesota Mining & Manufacturing Company Fluorchemikalie-Acrylat-Dispersion Fluorchemikalie-Urethan-Dispersion Fluorchemikalie-olycarbodiimid-Dispersion Fluorchemikalie-Adipat-Dispersion Fluorchemikalie-Ester/Acrylat-Gemisch Fluorchemikalie-Ester-Lösung Fettsäuren Nopco 1097A Harcros MK8 Lithiumstearat Calciumstearat A Zinkstearat MB/60M Henkel Nopco Durham Chemicals Witco Calciumstearat-Dispersion Zinkstearat-Dispersion Calciumstearat Diverse Aerosol OT Anti-terra P Raven M Defoamer 1512M Cab-O-Sil Acrysol TT615 2K-Refinish Paint Autonova Primer No-fil Adalox A273 American Cyanamid Columbia Chemical Company Hercules Tenants Rohm & Haas Berger Industrial Coatings Sikkens Norton Benetzungsmittel Ruß Schauminhibitor Kieselsäurestaub Verdickungsmittel Refinish-Anstrich Grundanstrich Schleifmittel

Beispiel 1

In diesem Beispiel wurden Schleifscheiben aus Basismaterial A (Körnung P320), die eine erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung haben, mit 3M 212-Scheiben (Körnung P320) verglichen, die zu Basismaterial A identisch, aber mit einem Marken-Antiverschmiermittel auf Stearatbasis beschichtet sind. Die 3M 212-Scheiben sind von der Minnesota Mining and Manufacturing Company unter dem Handelsnamen 'PRODUCTION FRECUT' kornmerziell erhältlich.
Erfindungsgemäße Schleifscheiben wurden in einer herkömmlichen Weise auf einem Labor-Walzenbeschichter mit der nachstehenden Beschichtungsformulierung mit ungefähr 10 g/m² Trockenbeschichtungsgewicht überzogen.

Formulierung 1

(i) Vinacryl 71322 5,0 Gewichtsteile
(ii) Nopco 1097A 25,0 Gewichtsteile
(iii) FC-396 0,25 Gewichtsteile
Die Leistung der beschichteten Scheiben wurde durch Schleifen eines Testkarosseriebleches aus Weichstahl, das in herkömmlicher Weise grundiert und mit einem Anstrich auf Cellulosebasis gestrichen war, beurteilt. Einzelne 24 Quadratinch große Teile wurden mit Scheiben beider Typen unter identischen Bedingungen geschliffen.
Die Kontrollscheibe begann nach nur 7 Sekunden zu verschmieren und schliff nicht durch die Deckschicht bis zum Grundanstrich. Die Kontrollscheibe war nach 40 Sekunden völlig mit Farbe zugesetzt und hatte aufgehört zu schneiden.
Die mit der erfindungsgemäßen Formulierung 1 überzogene Scheibe schliff die gesamten 24 Quadratinch, wobei die gesamte Deckschicht in 1 Minute 10 Sekunden entfernt war, ohne sich zuzusetzen.
In einem weiteren Test wurde ein Karosserieblech aus Weichstahl mit AUTONOVA PRIMER grundiert und Testflächen wurden unter Verwendung einer Desoutter D/A Schleifmaschine, ausgerüstet mit der Kontrollscheibe und der erfindungsgemäßen Scheibe, 3 Minuten lang geschliffen. Die Leistung jeder Scheibe ist in der nachstehenden Tabelle näher beschrieben: Formulierung Beginnendes Verschmieren beobachtet (Sekunden) Wesentliches Zusetzen beobachtet (Sekunden) Aufhören des Schleifens (Minuten) Fläche (cm²) Kontrolle

Beispiel 2

Dieses Beispiel veranschaulicht die Verbesserung der Anti- Verschmiereigenschaften, die durch Behandeln eines Schleifmittels mit einer erfindungsgemäßen, eine Fluorchemikalie enthaltenden Beschichtungsformulierung verliehen wird.
Die nachstehenden Beschichtungsformulierungen wurden hergestellt:
Formulierung 2: PL6373 (5g), FC-824 (5g), Cab-O-Sil (1g), Calciumstearat A (10g) und je 2 Tropfen Aerosol OT und Defoamer 1512M wurden zu 40 g Wasser gegeben.
Kontrollformulierung: wie für Formulierung 2, aber ohne Fluorchemikalie und mit PL6373 (10g).
Jede Formulierung wurde von Hand auf Schleifscheiben aus Basismaterial A (Körnung P240) aufgetragen und 10 Minuten bei 50ºC getrocknet. Die Leistung der beschichteten Scheiben wurde durch Schleifen eines für ein Rover Fahrzeugkarosserieblech typischen Testbleches über 1 Minute in einer ähnlichen Weise wie in Beispiel 1 beurteilt. Mit Formulierung 2 beschichtete Scheiben entfernten eine Anstrichfläche, die um 20 % größer war als diejenige, die von den mit der Kontrollformulierung beschichteten Scheiben entfernt wurde, und waren dem Test zufolge sichtbar weniger verschmiert.

Beispiel 3

Die nachstehenden Beschichtungsformulierungen wurden hergestellt:
Formulierung 3: Primal TR407 (25g), FC-824 (25g) und Calciumstearat A (10g) in Wasser (10g).
Kontrollformulierung: Primal TR407 (50g), Calciumstearat A (10g) und Cab-O-Sil (1g).
Jede Formulierung wurde von Hand auf Schleifscheiben aus Basismaterial A (Körnung P240) aufgetragen und 10 Minuten bei 50ºC getrocknet. Die Leistung der beschichteten Scheiben wurde wie in Beispiel 2 beurteilt.
Mit Formulierung 3 beschichtete Scheiben entfernten mindestens das Dreifache der von den mit der Kontrollformulierung beschichteten Scheiben entfernten Anstrichfläche und waren dem Test zufolge sichtbar weniger verschmiert.

Beispiel 4

Die nachstehenden Beschichtungsformulierungen wurden hergestellt: Formulierung Zusammensetzung Kontrolle Primal TR407 (10g) + Nopco 1097A (50g) Kontrolle (50g) + FC-824 (0,5g) Formulierung 4 (45,5g) + FC-824 (0,5g) Primal TR407 (20g) + FC-824 (1g)
Jede Formulierung wurde von Hand auf Schleifscheiben aus Basismaterial A (Körnung P240) aufgetragen und 1 Minute bei 100ºC getrocknet. Die Leistung jeder Scheibe wurde durch Planschleifen (ganze Fläche der Scheibe in Kontakt mit dem Blech) und Randschleifen (Umfang der Scheibe in Kontakt mit dem Blech) eines mit einem Anstrich auf Cellulosebasis beschichteten Testkarosseriebleches aus Weichstahl über 5 Sekunden unter Verwendung einer Desoutter D/A Schleifmaschine beurteilt. Die visuelle Begutachtung der Scheiben während und nach dem Test zeigte, daß mit der Kontrollformulierung beschichtete Scheiben schneller verschmierten und mit den Formulierungen 4 bis 9 beschichteten Scheiben, die FC- 824 beinhalteten, unterlegen waren. Mit den Formulierungen 8 und 9 beschichtete Scheiben sammelten große Agglomerate von Cellulosefarbe an, die im Fortschreiten des Tests abgestoßen wurden. Mit den Formulierungen 4 bis 7 beschichtete Scheiben blieben während des ganzen Tests im wesentlichen frei von Abriebteilchen.

Beispiel 5

Die nachstehenden Beschichtungsformulierungen wurden hergestellt: Formulierung Zusammensetzung Kontrolle Eine wässrige Dispersion (25% Feststoffe) von Cellulose-Bindemittel, Zinkstearat, Füllstoff, einem Benetzungsmittel und einem Schauminhibitor Kontrolle (313g) + FC-824 (15,65g) Formulierung 10 (268g) + FC-824 (28,8g) Primal TR407 (5g) + Nopco 1097A (25g) + FC-824 (0,4g)
Jede Formulierung wurde von Hand auf Schleifscheiben aus Basismaterial A (Körnung P240) aufgetragen und 3 Minuten bei 100ºC getrocknet. Die Leistung jeder Scheibe wurde durch Schleifen eines mit einem Anstrich auf Cellulosebasis beschichteten Weichstahl- Testbleches beurteilt. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle dargestellt. Visuelle Begutachtung der Scheiben nach dem Test Planschleifen (5 Sekunden) Randschleifen (10 Sekunden) Formulierung Größe der Abriebpartikel¹ (mm) Verschmierungsgrad² Aussehen der Scheibenmitte Haftung des Abriebs Kontrolle mäßig leicht staubig sehr schwach staubig³ gut haftend locker stark-mäßig mäßig-leicht ¹ Größe der an der Scheibe haftenden Abriebpartikel. ² Das Verschmieren wurde visuell in Kategorien eingeschäzt: leicht, mäßig oder stark. ³ Nach der Testzeit immer noch gutes Schleifen.

Beispiel 6

Dieses Beispiel vergleicht die Kontrollscheibe aus Beispiel 1 (Körnung P240) mit einer Schleifscheibe aus Basismaterial A (Körnung P240), die mit Formulierung 13 aus Beispiel 5 beschichtet ist. Die Leistung beider Typen beschichteter Scheiben wurde durch Schleifen eines mit einem 2K Refinish-Anstrich beschichteten Testbleches aus Weichstahl beurteilt. Das Blech wurde mit Abdeckband in zwei Sektionen unterteilt und jede Seite nacheinander mit Papier abgedeckt, während die andere Hälfte mit der zu bewertenden Scheibe geschliffen wurde. Eine visuelle Begutachtung der Scheiben zeigte, daß die mit Formulierung 13 beschichtete Scheibe im Vergleich mit der Kontrollscheibe bessere Anti-Verschmiereigenschaften entfaltete. Das abgeschliffene Karosserieblech wurde mit 2K-Refinish- Anstrich besprüht, ohne sichtbare Defekte in der Oberflächenbeschichtung.
Ein weiterer Test wurde durchgeführt, indem Bereiche eines Testbleches, das mit einem Anstrich auf Cellulosebasis beschichtet war (Sprühbeschichtung 3 Stunden vor dem Schleifen), geschliffen wurden und eine visuelle Begutachtung der Scheiben zeigte, daß die mit Formulierung 13 beschichtete Scheibe im Vergleich mit der Kontrollscheibe bessere Anti-Verschmiereigenschaften entfaltete.

Beispiel 7

Die nachstehenden Beschichtungsformulierungen wurden hergestellt:
Kontrolle A: die Kontrollscheibe aus Beispiel 1 (Körnung P240).
Formulierungen 14 bis 22: wie in der nachstehenden Tabelle näher beschrieben, wobei:
A = Harnstoff/Formaldehyd-Kunstharz (UF)
B = UF-Härter (wässriges Ammoniumchlorid/Ammoniak)
C = Vinacryl 71322
D = B-85
E = Nopco 1097A
F = FC-824
G = FC-807
H = FC-248 Gewicht (g) Formulierung Kontrolle B
Jede Formulierung wurde von Hand auf Schleifscheiben aus Basismaterial A (Körnung P240) aufgetragen und 10 Minuten bei 110ºC getrocknet. Die Leistung jeder Scheibe wurde durch Schleifen eines mit einem Anstrich auf Cellulosebasis beschichteten Testbleches wie in Beispiel 1 beschrieben beurteilt.
Eine visuelle Begutachtung der Scheiben nach dem Test zeigte, daß mit den Formulierungen 14 bis 22 beschichtete Scheiben im Vergleich mit der Kontrolle A eine bessere Anti-Verschmierleistung aufwiesen. Mit den Formulierungen 14 bis 19 beschichtete Scheiben, die ein Bindemittel aus Amin-Formaldehyd-Kunstharz enthielten, verschmierten rascher als mit den Formulierungen 20 bis 22 beschichtete Scheiben, die ein Bindemittel auf Acrylatbasis enthielten. Unter den Acrylatbinder enthaltenden Dispersionen wurde für die FC-824 enthaltende Formulierung 20 gezeigt, daß sie den größten Widerstand gegen das Verschmieren bietet. Mit den Formulierungen 20 bis 22 beschichtete Scheiben waren den mit Kontrolle B beschichteten Scheiben überlegen, welche den Acrylatbinder, aber kein fluoriertes Polymer enthielten.

Beispiel 8

Die nachstehenden Beschichtungsformulierungen wurden hergestellt:
Kontrolle: die Kontrollscheibe aus Beispiel 1 (Körnung P320). Formulierung Zusammensetzung Vinacryl 71322 (5g) + Nopco 1097A (25g) + FC-824 (0,25g) Formulierung 23 (30,25g) + Raven M Ruß (3,25g) * Formulierung 24 (33,5g) + Anti-terra P (0,3g) * Formulierung 25 (33,8g) + Acrysol G-75 (0,7g) Primal E581 (5g) + Cymel 303 (0,5g) + Nopco 1097A (25g) + FC-824 (0,25g) * Es wurde ausreichend Wasser zugesetzt, um die Formulierung auf eine geeignete Beschichtungsviskosität im Bereich von 300 bis 800 cP einzustellen.
Jede Formulierung wurde von Hand auf Schleifscheiben aus Basismaterial A (Körnung P320) aufgetragen und 5 Minuten bei 110ºC getrocknet. Die Leistung jeder Scheibe wurde durch Schleifen eines mit einem Anstrich auf Cellulosebasis beschichteten Testbleches wie in Beispiel 1 beschrieben beurteilt.
Eine visuelle Begutachtung der Scheiben nach dem Test zeigte, daß mit den Formulierungen 23 bis 27 beschichtete Scheiben der Kontrollscheibe sichtlich überlegen waren.

Beispiel 9

Die nachstehenden Beschichtungsformulierungen wurden hergestellt:
Kontrolle: wie für die Kontrollscheibe aus Beispiel 1 (Körnung P320), aber ein Schleifsubstrat aus Basismaterial B umfassend. Formulierung Zusammensetzung Vinacryl 71322 (5g) + Nopco 1097A (25g) + FC-824 (0,25g) Formulierung 30 (21g) + Acrysol TT615 (0,08g)
Jede Formulierung wurde im Labor auf Schleifscheiben aus Basismaterial B (Körnung P320) aufgewalzt und 5 Minuten bei 110ºC getrocknet. Die Leistung jeder beschichteten Scheibe wurde durch Schleifen auf den nachstehenden Substraten beurteilt:
(i) einem mit einem Anstrich auf Cellulosebasis beschichteten Weichstahlblech;
(ii) einer Eichenpaneele;
(iii) einem für ein Rover-Karosserieblech repräsentativen Blech, und
(iv) einem für ein Fiat-Karosserieblech repräsentativen Blech.
Eine visuelle Begutachtung der Scheiben nach dem Test zeigte, daß mit den Formulierungen 28 bis 32 beschichtete Scheiben der Kontrollscheibe überlegene Anti-Verschmiereigenschaften entfalteten.

Beispiel 10

Die nachstehenden Beschichtungsformulierungen wurden hergestellt: Kontrolle: die Kontrollscheibe aus Beispiel 1 (Körnung P320). Formulierung Zusammensetzung Vinacryl 71322 (5g) + Nopco 1097A (25g) + FC-810 (0,25g) + Acrysol TT615 (0,08g) Formulierung 33 (33,33g) + Lithiumstearat (6g) + H&sub2;O (3g)
Jede Formulierung wurde aufgetragen auf:
(a) Schleifscheiben aus Basismaterial A (Körnung P320), und
(b) 3M 314-Schleifscheiben (Körnung P400).
Die Leistung jeder Scheibe wurde durch Testen auf den nachstehenden Substraten beurteilt:
(i) einem für ein Rover-Karosserieblech repräsentativen Blech;
(ii) einem für ein Fiat-Karosserieblech repräsentativen Blech;
(iii) einem mit einem Anstrich auf Cellulosebasis beschichteten Weichstahlblech.
Eine visuelle Begutachtung der Scheiben nach dem Test zeigte, daß mit den Formulierungen 33 und 34 beschichtete Scheiben im Vergleich mit der Kontrollscheibe überlegene Anti-Verschmierleistung aufwiesen. Mit der Formulierung 34 beschichtete Scheiben waren weniger anfällig für das Verschmieren als Scheiben, die mit der Formulierung 33 beschichtet waren.

Beispiel 11

Die nachstehenden Beschichtungsformulierungen wurden hergestellt: Formulierung Zusammensetzung Vinacryl 71322 (5g) + Nopco 1097A (25g) + FC-810 (0,25g) Vinacryl 71322 (5g) + Zinkstearat NB/60M Dispersion (25g) + FC-810 (0,25g) Formulierung 35 (30,25g) + Acrysol TT615 (0,08g)
Kontrolle: die Kontrollscheibe aus Beispiel 1 (Körnung P320).
Jede Formulierung wurde auf Schleifscheiben aus Basismaterial A (Körnung P320) aufgetragen. Die Leistung jeder Scheibe wurde beurteilt durch Testen auf:
(i) einem mit einem Anstrich auf Cellulosebasis beschichteten Weichstahlblech, und
(ii) einem mit 2K-Refinish-Anstrich beschichteten Weichstahlblech.
Eine visuelle Begutachtung der Scheiben nach dem Test zeigte, daß mit den Formulierungen 35 bis 37 beschichtete Scheiben eine der Kontrollscheibe überlegene Anti-Verschmierleistung aufwiesen.

Beispiel 12

Die nachstehenden Beschichtungsformulierungen wurden hergestellt:
Kontrolle: die Kontrollscheibe aus Beispiel 1 (Körnung P320). Formulierung Zusammensetzung Vinacryl 71322 (5g) + Nopco 1097A (25g) + FC-810 (0,25g) Vinacryl 71322 (5g) + Nopco 1097A (25g) + Lithiumstearat (6g) + FC-810 (0,25g) Vinacryl 71322 (7,5g) + Nopco 1097A (25g) + Zinkstearat (6g) + FC-810 (0,25g) Formulierung 42 (30,25g) + Acrysol TT615 (0,08g) * Es wurde ausreichend Wasser zugesetzt, um die Formulierung auf eine geeignete Beschichtungsviskosität im Bereich von 300 bis 800 cP einzustellen.
Jede Formulierung wurde von Hand auf Schleifscheiben aus Basismaterial A (Körnung P320) aufgetragen und 5 Minuten bei 110ºC getrocknet. Die Leistung jeder Scheibe wurde beurteilt durch Testen auf:
(i) einem mit einem Anstrich auf Cellulosebasis beschichteten Weichstahlblech,
(ii) einem für ein Rover-Karosserieblech repräsentativen Blech, und
(iii) einer Eichenpaneele.
Eine visuelle Begutachtung der Scheiben nach dem Test zeigte, daß mit den Formulierungen 38 bis 43 beschichtete Scheiben im Vergleich mit der Kontrollscheibe eine überlegene Anti-Verschmierleistung aufwiesen. Beispiel 13 Formulierung Zusammensetzung Vinacryl 71350 (5g) + Nopco 1097A (25g) + FC-396 (0,25g)
Kontrollformulierung: die Kontrollscheibe aus Beispiel 1 (Körnung P320).
Jede Formulierung wurde von Hand auf Schleifscheiben aus Basismaterial A (Körnung P320) aufgetragen und 2 1/2 Minuten bei 110ºC getrocknet. Formulierung 46 wurde zusätzlich auf 3M 245- Schleifscheiben (Körnung P40) aufgetragen.
Die Leistung jeder der Scheiben mit Körnung P320 wurde durch Schleifen der nachstehenden Substrate beurteilt:
(i) einem mit einem Anstrich auf Cellulosebasis beschichteten Weichstahlblech, und
(ii) einem für ein Rover-Karosserieblech repräsentativen Blech.
Die beschichtete 3M 245-Schleifscheibe wurde auf einer Glasfaserplatte mit einer Gelbeschichtung aus gehärtetem Polyesterharz getestet und mit einer unbehandelten 3M 245-Schleifscheibe als Kontrollscheibe verglichen.
Eine visuelle Begutachtung der Scheiben nach dem Test zeigte, daß mit den Formulierungen 44 bis 46 beschichtete Scheiben im Vergleich mit der Kontrollscheibe überlegene Anti-Verschmiereigenschaften entfalteten. Die mit Formulierung 46 beschichtete 3M 245-Schleifscheibe brachte im Vergleich mit der unbehandelten Scheibe überlegene Anti-Verschmiereigenschaften hervor.

Beispiel 14

Dieses Beispiel dient zur Veranschaulichung der großen Menge von Fluorchemikalien, die in erfindungsgemäße Anti- Verschmiermittel integriert werden können.
Es wurde ein Vorgemisch zubereitet, umfassend: Vinacryl 71322 (55g), Nopco 1097A (275g).

Formulierung 47

Zu 30 g Vorgemisch wurden 0,25 g FC-217 gegeben (kationische Dispersion).

Formulierung 48

Zu 30 g Vorgemisch wurden 0,25 g FC-217 gegeben (anionische Dispersion).

Formulierung 49

Zu 30 g Vorgemisch wurden 0,25 g FC-233B gegeben (kationische Dispersion).

Formulierung 50

Zu 30 g Vorgemisch wurden 0,3 g FC-233B gegeben (anionische Dispersion).

Formulierung 51

Zu 30 g Vorgemisch wurden 0,25 g FC-352 gegeben (kationische Dispersion).

Formulierung 52

Zu 30 g Vorgemisch wurden 0,25 g FC-352 gegeben (anionische Dispersion).

Formulierung 53

Zu 30 g Vorgemisch wurden 0,25 g FC-393 gegeben (kationische Dispersion).

Formulierung 54

Zu 30 g Vorgemisch wurden 0,25 g FC-396 gegeben.
Jede Formulierung wurde von Hand auf Schleifscheiben aus Basismaterial A (Körnung P400) aufgetragen und 2 Minuten bei 110ºC getrocknet. Eine Kontrollscheibe wurde mit dem Vorgemisch ohne Fluorchemikalie als Additiv beschichtet und wie vorstehend getrocknet. Die Leistung jeder beschichteten Scheibe wurde beurteilt durch Schleifen von:
(i) einem mit einem Anstrich auf Cellulosebasis beschichteten Weichstahlblech, und
(ii) einem für ein Rover-Karosserieblech repräsentativen Blech.
Eine visuelle Begutachtung der Scheiben nach dem Test zeigte, daß mit den Formulierungen 47 bis 54 beschichtete Scheiben im Vergleich mit der nur mit dem Vorgemisch beschichteten Kontrollscheibe überlegene Anti-Verschmiereigenschaften entfalteten.

Beispiel 15

Die mit Formulierung 54 aus Beispiel 14 beschichtete Schleifscheibe wurde in einem druckluftbetriebenen Scheibenschleifgerät eingespannt. Die Leistung der Beschichtung wurde durch Schleifen eines mit einem Anstrich beschichteten Testbleches beurteilt, das vor und während dem Schleifen mit Wasser naß gemacht wurde. Die beschichtete Scheibe funktionierte gut und schliff eine etwa zweimal so große Fläche wie eine Kontrolle, umfassend die Kontrollscheibe aus Beispiel 1 (Körnung P400).

Beispiel 16

Dieses Beispiel veranschaulicht die Anwendung erfindungsgemäßer Anti-Verschmiermittel auf die Beleimungsschicht eines Schleifmittels.
Die nachstehenden Gemische wurden auf ein Schleifmittel, bestehend aus mit Harnstoff/Formaldehyd-Kunstharz an ein Papiersubstrat gebundenen Aluminiumoxid-Schleifmineralpartikeln, aufgetragen.
Kontrollgemisch: Phenol/Formaldehyd-Kunstharz (48g) + Wasser (30g).
Beleimungsgemisch 1: Kontrolle (58,8g) + FC-396 (0,02g).
Beleimungsgemisch 2: Gemisch 1 (48g) + FC-396 (0,09g)
Beleimungsgemisch 3: Gemisch 2 (39,7g) + FC-396 (0,26g).
Die beschichteten Materialien wurden bei 105ºC über 2 1/2 Stunden gehärtet. In diesem Stadium benetzten mit den Beleimungsgemischen 2 und 3 beschichtete Materialien nicht, wie sich aus der Prüfung mit einem SCOTCHGARD 3W-Kit für den Benetzbarkeitstest, kommerziell erhältlich von der Minnesota Mining and Manufacturing Company, ergab. SCOTCHGARD ist ein eingetragener Handelsname. Proben von jedem beschichteten Material wurden an Gummi-Schleifblöcken befestigt und die Leistung jedes Materials durch Handschleifen eines mit einem Anstrich auf Nitrocellulosebasis beschichteten Weichstahl-Testbleches beurteilt. Mit den Gemischen 2 und 3 beschichtete Schleifmittel entfalteten im Vergleich mit den Schleifmitteln, welche mit dem Kontrollgemisch und Gemisch 1 beschichtet waren, überlegene Anti-Verschmiereigenschaften.

Beispiel 17

Dieses Beispiel veranschaulicht die Verbesserung in den Anti-Verschmiereigenschaften, die durch Behandeln von No-fil Adalox A273-Schleifscheiben, kommerziell erhältlich von der Norton Chemical Co., mit einer eine Fluorchemikalie enthaltenden erfindungsgemäßen Beschichtungsformulierung verliehen wird.
Die Überbeleimungsschicht, die ein herkömmliches Metallstearat-Schmiermittel enthält, wurde von Norton No-fil Adalox A273- Schleifscheiben (180-A und 320-A) entfernt. Jede Schleifscheibe wurde dann mit einem Gemisch der Formulierung 1, wie in Beispiel 1 beschrieben, beschichtet und die beschichtete Scheibe 10 Minuten bei 110ºC getrocknet. Kontrollscheiben aus Norton A273 wurden entsprechend 10 Minuten lang auf 110ºC erhitzt. Die Leistung der behandelten Scheiben und der Kontrollscheiben wurde wie in Beispiel 1 beschrieben durch Schleifen eines Weichstahl-Testbleches, das mit einem Anstrich auf Cellulosebasis beschichtet war, beurteilt. Die Ergebnisse sind in den nachstehenden Tabellen gezeigt.
(a) 6-Loch-Scheibe 180-A No-fil Adalox A273 mit Schlaufenbefestigung, eingesetzt auf ORKA ROA1 D/E mit einem Stützpolster 3M 5876. Formulierung Größe der Abriebteilchen (Randschleifen) Häufigkeit Kontrolle schwach mittel - stark
Flachscheibe 320-A No-fil Adalox A273 mit PSA- Befestigung, eingesetzt auf Airwal Modell TA 150 mit Stützpolster 3M 5576. Formulierung Planschleifen von Abriebteilchen Häufigkeit Aussehen des Scheibenzentrums Norton A273 schwach mittel leichter Staub merkliche Verwirbelung * * "Merkliche Verwirbelung" ist ein Anzeichen von geringem Widerstand gegen Verschmieren.

Claims

1. Schleifelement, umfassend ein Substrat, das auf einer Oberfläche Partikel eines Schleifmittels trägt, welche durch ein nicht-metallisches Bindemittel festgehalten sind, gekennzeichnet dadurch, daß wenigstens die äußerste Oberfläche des Elementes zwischen den Schleifmittelpartikeln eine Fluorchemikalie enthält, die ausgewählt wird aus Verbindungen, die einen fluorierten aliphatischen Rest, gebunden an einen polaren Rest oder eine polare Einheit umfassen, sowie Fluorpolymeren, die ein Molekulargewicht von mindestens 750 haben und eine nicht- fluorierte polymere Hauptkette umfassen mit einer Mehrzahl fluorierter aliphatischer Seitenreste, wobei diese aliphatischen Reste, je nachdem, was größer ist, entweder

(a) ein Minimum von drei C-F-Bindungen umfassen, oder

(b) in ihnen 25 % der C-H-Bindungen durch C-F-Bindungen ersetzt sind, sodaß die Fluorchemikalie mindestens 15 Gew.-% Fluor umfaßt.

2. Schleifelement nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das nicht-metallische Bindemittel ein organisches Bindemittel umfaßt.

3. Schleifelement nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß das Bindemittel eine erste Schicht unmittelbar anschließend an das Substrat und eine zweite Schicht entfernt vom Substrat umfaßt, wobei die Fluorchemikalie in der zweiten Schicht vorliegt.

4. Ein Schleifelement nach Anspruch 3, gekennzeichnet dadurch, daß die zweite Schicht umfaßt:

(a) mindestens 20 % Bindemittel bezogen auf das gesamte Feststoffgewicht der Zusammensetzung, und

(b) mindestens 0,05 % Fluorchemikalie bezogen auf das gesamte Feststoffgewicht der Zusammensetzung.

5. Schleifelement nach einem der vorausgehenden Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, daß das Fluorpolymer aus fluorierten Acrylaten und modifizierten Acrylaten, fluorierten Urethanen, fluorierten Polyestern, fluorierten Polycarbodiimiden und deren Copolymeren ausgewählt wird.

6. Schleifelement nach einem der vorausgehenden Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, daß das Fluorpolymer fluorierte Acrylatmonomere mit einem Kern der allgemeinen Formel (I)

umfaßt, in der

Rf für einen fluorierten aliphatischen Rest steht,

X aus einem Wasserstoffatom und Alkylresten, die bis zu 5 Kohlenstoffatome umfassen, ausgewählt wird, und

m gleich 0, 1 oder 2 ist.

7. Schleifelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß das Fluorpolymer fluorierte Acrylatmonomere mit einem Kern der allgemeinen Formel (II)

umfaßt, in der

X aus einem Wasserstoffatom und Alkylresten, die bis zu 5 Kohlenstoffatome umfassen, ausgewählt wird,

Rf für einen fluorierten aliphatischen Rest steht,

R einen Alkylrest, der bis zu 5 Kohlenstoffatome umfaßt, bedeutet, und

q eine ganze Zahl von 1 bis 11 ist.

8. Schleifelement nach einem der vorausgehenden Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, daß das Bindemittel zusätzlich 40 bis 99 % eines Fettsäuresalzes, bezogen auf die Gesamtfestsubstanz der Zusammensetzung, umfaßt.

9. Schleifelement nach einem der vorausgehenden Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, daß das Bindemittel zusätzlich ein antistatisches Mittel umfaßt, das aus Ruß, Graphit und Metallspänen ausgewählt wird.

10. Verfahren zur Herstellung eines Schleifelementes mit einer verringerten Neigung zum Verschmieren, das das Bereitstellen einer Fluorchemikalie in dem Bindemittel, welches die äußerste Oberfläche des Elementes zwischen den Schleifmittelpartikeln aufbaut, umfaßt, wobei die Fluorchemikalie ausgewählt wird aus Verbindungen, die einen fluorierten aliphatischen Rest, gebunden an einen polaren Rest oder eine polare Einheit, sowie Fluorpolymere umfassen, die ein Molekulargewicht von mindestens 750 haben und eine nicht-fluorierte polymere Hauptkette umfassen mit einer Mehrzahl fluorierter aliphatischer Seitenreste, wobei diese aliphatischen Reste, je nachdem, was größer ist, entweder

(a) ein Minimum von drei C-F-Bindungen umfassen, oder