Technischer Hintergrund der Erfindung
-
Die Erfindung betrifft Produkte zur Behandlung von
Oberflächen und insbesondere Oberflächenbehandlungsbahnen bzw.
-bögen, die einen lockeren Faservliesschleifkörper aufweisen.
Der Schleifkörper kann dem Anwender in Rollenform geliefert
werden. Das Rollenmaterial weist Oberflächen auf, die
ausreichend ineinandergreifen, um die Rolle spiralförmig
aufgewickelt zu halten, aber doch trennbar sind, um ein Abwickeln der
Rolle zuzulassen. Die Rolle ist perforiert, um das Abtrennen
und Entfernen der Bögen von der Rolle zu ermöglichen.
-
Die Schleifmittelprodukte niedriger Dichte, die in US-
A-2 958 593 definiert sind und unter der Bezeichnung
"SCOTCHBRITE" von der Minnesota Mining and Manufacturing Company, St.
Paul, Minnesota, vertrieben werden, waren kommerziell sehr
erfolgreich als Oberflächenbehandlungsprodukte. Dieser Typ von
Schleifmittelprodukten besteht typischerweise aus gekräuselten
Stapelfasern, die zu einer Matte bzw. einem Vlies geformt und
mit einem harzartigen Bindemittel und einem Schleifmittel
imprägniert worden sind. Dieses Material wird kommerziell in
einem großen Typensortiment angeboten und erfüllt viele
Funktionen. Es kann als Scheibe oder Rad zur Montage auf einer
Drehachse bzw. Welle, als Band, als Auflage bzw. Blatt oder Bogen
für Feinbearbeitungsgeräte, wie z. B. Fußbodenschleifpads,
oder in Bogenform zur Verwendung als Handschleifblatt
ausgebildet werden. In dieser letzteren Hinsicht sind geschnittene
Bogen zur Verwendung als Handschleifblätter bei Anwendungen
für die Oberflächenbearbeitung bereitgestellt worden, wie z.
B. für Abzieh-, Aufrauh-, Reinigungs- oder Schlichtarbeiten.
Solche Bogen wurden den Anwendern in vorgeschnittener Form
geliefert und einzeln oder in Stapelform verpackt verkauft. Ein
derartiges Faservliesschleifmaterial war auch in Rollenform
beziehbar, typischerweise auf einen Trägerkern aufgewickelt
(wie z. B. einen Pappkern), und dann konnten Stücke des
Faservliesmaterials auf die gewünschte Länge geschnitten und von
der Rolle entfernt werden.
-
Im Gebrauch haben Handschleifblätter aus
Faservliesschleifmaterial (in vielen Fällen) Stahlwolleballen als
begehrtes Oberflächenbehandlungsprodukt verdrängt.
Stahlwolleballen verlieren im Gebrauch Metallteilchen, was zu
zahlreichen Problemen führen kann (z. B. Oberflächenfehler,
Rostflecken, unangenehme oder gesundheitsschädliche Splitter in den
Fingern eines Benutzers usw.). Außerdem neigen
Stahlwolleballen im Gebrauch zum Hängenbleiben oder Reißen und werden
ungleichmäßig bezüglich ihrer Schleif- und
Handhabungseigenschaften. Ein Vorteil von Stahlwolleballen gegenüber den
bisher bekannten Faservlies-Handschleifblättern war jedoch ihre
Schmiegsamkeit. Der Benutzer konnte einen Stahlwolleballen je
nach der speziellen Anwendung in gewünschte Konfigurationen
bringen (z. B. falten oder formen), und der Ballen behielt
diese allgemeine Gestalt bei. Die bisher bekannten
Handschleifblätter aus Faservliesschleifmaterial vermieden zwar
das Problem des Teilchenabriebs, wiesen aber für den
Endanwender nicht die geeignete Formanpassungsfähigkeit auf und
konnten eine gefaltete oder fest zusammengerollte Form nicht
halten. Wenn auch die Flächen der bekannten
Faservliesschleifmaterialblätter naturgemäß rauh (d. h. schmirgelartig) sind,
greifen sie bei gegenseitiger Berührung nicht ineinander ein
bzw. haften nicht aneinander. Dieses Merkmal zusammen mit der
Dicke, der Steifigkeit und dem Gewicht des bekannten
Faservliesschleifmaterials verhinderte, daß dieses Material eine
gefaltete oder zusammengerollte Form beibehielt. Ein weiterer
Vorteil von Stahlwolleballen gegenüber den bekannten
Handschleifblättern aus Faservliesschleifmaterial war die
Fähigkeit, eine feine Oberflächenbeschaffenheit zu erzielen und
gleichzeitig auf der abgeschliffenen Oberfläche ein
gewünschtes Auflageverhältnis herzustellen.
-
Wie oben erwähnt, wurde bekanntes
Faservliesschleifmaterial den Endanwendern nur in Form von einzelnen
Handschleifblättern oder Rollen geliefert. Bei der Verarbeitung solcher
Faservliesschleifmaterialien zu einzelnen Handschleifblättern
bestand ein bekanntes Verfahren darin, eine sich in
Längsrichtung erstreckende Faservliesschleifmaterialbahn (wie die Bahn
11 in Fig. 1) zu formen, die nacheinander in Querrichtung in
mehrere Bahnzwischenabschnitte 15 geschnitten wird, wie bei 13
dargestellt. Jeder Bahnabschnitt 15 wird dann entlang mehreren
in Längsrichtung verlaufenden Trennlinien 17 getrennt, um
daraus mehrere Blattelemente 19 herzustellen. Das Trennen an
jeder Linie 17 erfolgt nicht vollständig (einige Stränge des
Faservliesmaterials zwischen benachbarten Blattelementen 19
bleiben unzerschnitten), so daß die Blattelemente 19 als
Bahnabschnitt 21 verbunden bleiben. Jeder Bahnabschnitt 21 kann in
einem oder mehreren Fertigungsschritten weiterverarbeitet
werden, einschließlich des Stapelns mehrerer Bahnabschnitte 21,
wie bei 23 dargestellt. Benachbarte Stapel 25 von
Blattelementen 19 werden durch eine vertikale Relativbewegung (siehe z.
B. die Pfeile 27 und 29), um die wenigen
Faservliesmaterialstränge zu zerreißen, die benachbarte Blattelemente 19 des
gleichen Bahnabschnitts 21 miteinander verbinden, in
Verarbeitungsstapel 25 getrennt. Jeder getrennte Stapel 25 von
Blattelementen 19 wird dann weiterverarbeitet und für den Vertrieb
an die Endanwender verpackt, wobei folglich jedes Blattelement
19 ein einzelnes Faservlies-Handschleifblatt bildet.
-
Mirka, ein finnisches Unternehmen, hat
Faservliesschleifmaterialien nach dem Stand der Technik in Rollenform
unter der Marke "MIRLON" vertrieben, wobei die Rolle aus dem
Material (dass nicht selbsthaftend ist), bei der Auslieferung
an den Endanwender in ein Schrumpfverpackungsmaterial
eingehüllt ist. Das Faservliesschleifmaterial wird vor dieser Rolle
entfernt, indem es von der innersten Lage der Rolle in
unmittelbarer Nähe der Mittelachse der Rolle abgewickelt und ein
Stück von beliebiger gewünschter Länge abgeschnitten wird.
Zusammenfassung der Erfindung
-
Die vorliegende Erfindung stellt eine verbesserte
Verpackungs-, Auslieferungs- und Abgabeeinrichtung für lockeres
Faservliesschleifmaterial zur Oberflächenbehandlung bereit,
wie in den Schutzansprüchen definiert. Eine sich in Längsrichtung
erstreckende Bahn aus solchem Material wird verbessert,
indem mehrere in Längsrichtung beabstandete und in
Querrichtung angeordnete geschwächte Bereiche bzw. Sollbruchbereiche
entlang der Bahn angebracht werden, damit ein Benutzer mühelos
und nacheinander die Bahn in mehrere Schleifmaterialblätter
zur Oberflächenbehandlung trennen kann. In einer bevorzugten
Ausführungsform ist jeder Sollbrüchbereich durch Perforationen
festgelegt, die in der Bahn ausgebildet sind.
-
Eine Rolle aus lockerem Faservliesschleifmaterial zur
Oberflächenbehandlung wird durch Formen einer selbstbindenden
Rolle verbessert, wobei aufeinanderfolgende Lagen des
Faservliesmaterials einander gegenüberliegende Oberflächen
aufweisen, die ausreichend ineinandergreifen, um das
Faservliesmaterial in spiralförmig gewickelter Konfiguration zu halten, aber
doch ausreichend gut lösbar sind, um das Abwickeln des
Materials von der Rolle zuzulassen. Ein Faservliesmaterial mit
derartigen Eigenschaften kann in eine gewünschte Form gefaltet
oder zusammengerollt werden und halten eine solche Form, ohne
sofort in einen flacheren Zustand aufzuspringen. So kann ein
einzelnes Blatt aus einem solchen Material in eine vom
Endanwender gewünschte Form gebracht werden.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform wird das
Faservliesschleifmaterial spiralförmig zu einer kernlosen Rolle
aufgewickelt. Das Material wird aus dem an seine innerste Lage
angrenzenden Bereich von der Rolle abgewickelt oder entfernt,
und die äußerste Lage der Rolle ist von einer Schutzhülle
umgeben. Die Hülle wird vorzugsweise durch ein
Schrumpfverpackungsverfahren ausgebildet und kann nach Wunsch
Produktkennzeichnungsangaben tragen.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der
Faservliesschleifkörper Schleifmittelteilchengröße und
-verteilung auf, die eine Oberflächengüte mit Ra-Werten von
weniger als 10 Mikrozoll (0,254 um) und ein Auflageverhältnis
zwischen 15 und 60%, stärker bevorzugt zwischen 15 und 50%,
und am stärksten bevorzugt zwischen 15 und 40%, verleiht. Ein
solcher Faservliesschleifkörper eignet sich beispielsweise
besonders gut zum Aufrauhen bzw. Schleifen von Autolackierungen
vor dem Aufbringen der nächsten Schichten.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand der
beigefügten Zeichnungen näher erläutert, wobei gleiche
Bezugszeichen übereinstimmende Komponenten bezeichnen.
-
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines
bekannten Verfahrens zur Herstellung von Handschleifblättern aus
Faservliesschleifmaterial.
-
Fig. 2 zeigt eine isometrische Ansicht einer Rolle aus
Faservliesmaterial, die gemäß den hehren der vorliegenden
Erfindung durch Querperforation in Abschnitte unterteilt ist.
-
Fig. 3 zeigt eine isometrische Ansicht der Rolle von
Fig. 2, angeordnet in einem Spender zur Aufnahme der Rolle und
zur mühelosen Abgabe von aufeinanderfolgenden Bögen.
-
Fig. 4 zeigt eine isometrische Ansicht eines Blattes
von der Rolle, das zum Gebrauch gefaltet ist.
-
Fig. 5 zeigt eine isometrische Ansicht eines Blattes
von der Rolle, das zum Gebrauch zusammengeknüllt ist.
-
Fig. 6 zeigt eine isometrische Ansicht der Rolle von
Fig. 2, die in eine Schutzhülle eingeschlossen ist.
-
Die oben bezeichneten Zeichnungsmerkmale stellen zwar
bevorzugte Ausführungsformen dar, aber es werden auch andere
Ausführungsformen der Erfindung· erwogen, wie in der Diskussion
festgestellt wird. Die Offenbarung stellt Ausführungsformen
zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung dar, die als
Darstellung und nicht als Einschränkung gedacht sind. Der
Fachmann kann zahlreiche weitere Modifikationen und
Ausführungsformen ersinnen, die unter den Umfang und die Grundgedanken
der vorliegenden Erfindung fallen. Die Zeichnungen sind nicht
maßstabsgerecht gezeichnet, da bestimmte Merkmale der
deutlichen Darstellung wegen vergrößert oder hervorgehoben werden
mußten.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
-
Fig. 2 zeigt eine Rolle aus Faservliesschleifmaterial
zur Oberflächenbehandlung, die zum Gebrauch im Zusammenhang
mit der vorliegenden Erfindung geformt und konfiguriert ist.
Das Faservliesschleifmaterial, das weiter unten ausführlicher
beschrieben wird, wird zunächst als Längsbahn 30 geformt, die
dann spiralförmig auf eine quer angeordnete Achse aufgewickelt
und als Rolle 32 gestaltet wird. Die Bahn 30 ist im
allgemeinen einheitlich geformt und weist schrittweise beabstandete
Sollbruchbereiche quer zur Bahn auf, wie durch die
Perforationen 34 angezeigt. Einzelne Blätter oder Abschnitte 36 des
Faservliesschleifmaterials können so nacheinander entlang den
entsprechenden Perforationen 34 von der Rolle 32 abgetrennt
werden.
-
Wie in Fig. 2 erkennbar, ist die Rolle 32 kernlos (d.
h. es ist kein Kern oder Mitteldorn aus anderem Material
vorhanden, der die Rolle 32 in ihrer endgültigen Form trägt, in
der sie an den Endanwender geliefert wird). Angrenzend an die
innerste Lage der Rolle 32 bleibt eine zylinderförmige
Mittelbohrung oder Öffnung 38 frei, um Zugang zu ihrem Inneren zu
ermöglichen (d. h. zu dem Faservliesschleifmaterial der
innersten Lage). Wie in Fig. 3 erkennbar, werden die Blätter 36
vorzugsweise durch Mittelzug oder Mittelzuführung von der
Rolle 32 abgetrennt, wobei sie nacheinander vom Ende der
innersten Lage der Rolle entfernt werden. Ein Spender 40 weist
mindestens eine, die Rolle 32 umgebende Seitenwand 42 und eine
Bodenwand 44 auf, welche die Rolle 32 trägt. Die Rolle 32 kann
so in den Spender 40 eingelegt werden, daß ihre Mittelöffnung
38 auf die Mittelöffnung 46 in der Bodenwand 44 ausgerichtet
ist, um Zugang zum Ende der innersten Lage der Rolle 32 zu
gewähren. Dann sind Einzelblätter 36 von der innersten Lage
zugänglich und können leicht entlang den Perforationen 34 von
der übrigen Rolle 32 abgetrennt werden, wie durch einen
Anwender gewünscht (z. B. durch Zug an den freiliegenden Blättern
in Richtung des Pfeils 48, wie in Fig. 3 dargestellt, und
besonders am Endblatt 36a). Der Spender 40 ist auf geeignete
Weise für die Montage eingerichtet, wie z. B. an einer Wand,
auf einem Gestell oder einem anderen Träger, in einer Höhe und
einer Position, die für den Anwender leicht zugänglich ist.
Alle Blätter 36 auf einer Rolle 32 können auf diese Weise
abgegeben werden, bis die Rolle in dem Spender verbraucht ist
und durch eine neue Rolle aus Faservliesschleifmaterial zur
Oberflächenbehandlung ausgetauscht werden muß.
-
Das lockere Faservliesschleifmaterial zur
Oberflächenbehandlung weist bestimmte erwünschte Eigenschaften auf. Das
Faservliesschleifmaterial ist zur Verwendung als
Mehrzweckschleifkörper auf den Gebieten der Instandhaltungs-,
Entfettungs-, Reinigungs-, Reparatur-, Aufrauh- und Detailarbeiten
bei Kraftfahrzeug- und allgemeinen Schleifanwendungen
vorgesehen. Erwünscht ist, daß das Faservliesschleifmaterial dem
Anwender ein wegwerfbares Schleifmittelprodukt liefert, das
dünn, brauchbar und leicht austeilbar ist. Ferner ist die
Oberfläche des Faservliesschleifmaterials so beschaffen, daß
bei spiralförmigem Aufwickeln in einer Rolle
aufeinanderfolgenden Materiallagen ausreichend ineinandergreifen oder
aneinander haften, um die Konfiguration der spiralförmig
gewickelten Rolle beizubehalten, aber trotzdem leicht voneinander
lösbar sind, um das Abwickeln des Materials von der Rolle in dem
an eine innerste Lage oder an eine äußerste Lage angrenzenden
Bereich zu ermöglichen. Ferner können die einzelnen Blätter 36
aus einem derartigen Faservliesschleifmaterial von einem
Anwender in eine gewünschte Form gefaltet oder zusammengerollt
werden und behalten diese Form bei, ohne sofort aufzuspringen.
Zum Beispiel zeigt Fig. 4 ein Blatt 36, das in eine gewünschte
Form gefaltet ist, und Fig. 5 zeigt ein Blatt 36, das
zusammengerollt oder zusammengeknüllt ist. Die ineinandergreifenden
Oberflächen des gefalteten oder zusammengeknüllten Blatts 36
halten die entstandene Form, statt das Blatt in seinen mehr
geglätteten Fertigungszustand aufspringen zu lassen. Dieses
Merkmal führt daher zu einem sehr schmiegsamen oder
"knautschbaren" Blatt 36 aus Faservliesschleifmaterial, das den Griff
und das Aussehen eines schmiegsamen Stahlwolleballens genauer
imitiert.
-
Es gibt anscheinend mehrere beteiligte Faktoren, welche
die "Knautschbarkeit" des Blatts 36 beeinflussen, das aus
einem solchen Faservliesschleifmaterial besteht. Die Dicke ist
der offensichtlichste Faktor. Wenn bisher bekannte
Handschleifblätter aus Faservliesschleifmaterial gefaltet oder
zusammengerollt wurden, neigten sie wegen ihrer Dicke zum
Aufspringen. Das Gewicht ist gleichfalls ein Faktor, da selbst
eine dünne Bahn in die flache Form zurückstrebt, wenn es sich
um eine schwere Bahn handelt. Auch die Steifigkeit ist ein
weiteres Merkmal, das mit Dicke und Gewicht verbunden sein
kann, aber auch von den Werkstoffen abhängig sein kann.
Schließlich ist die Eigenschaft der ineinandergreifenden
Oberflächen der Bahn ein wichtiger Faktor, der dazu beiträgt die
Bahn in gefalteter oder zusammengerollter Konfiguration zu
halten, wie in den Fig. 4 und 5 dargestellt. Die
ineinandergreifenden Oberflächen verfangen oder verhaken sich
ineinander und tragen dazu bei, die Knick- oder Knitterfalten
festzuhalten und die elastischen Kräfte des Bahnmaterials zu
überwinden, die bestrebt sind, das Blatt in einen flacheren
Zustand zurückfedern zu lassen. Dieses Merkmal gestattet auch
dem Anwender, andere gewünschte Formen festzulegen. Zum
Beispiel kann ein Blatt in eine stiftförmige Gestalt (mit einem
spitz zulaufenden, kegelförmigen Ende) zusammengerollt werden,
welche die Oberflächenbearbeitung in sonst unzugänglichen
Werkstückbereichen ermöglicht.
-
Fig. 6 zeigt eine Rolle 32, wie sie vorzugsweise dem
Endanwender geliefert wird. Obwohl die äußerste Lage des
Faservliesschleifmaterials mit der vorhergehenden Lage
ineinandergreift und folglich daran fixiert ist, ist um die äußerste
Lage der Rolle 32 herum eine Schutzhülle 50 angebracht. Diese
Hülle 50, die vorzugsweise aus einem Polyethylen-,
Poly(vinylchlorid)- oder Polyester-Schrumpffolienschlauch geformt wird,
ist dem Fachmann bekannt, wobei Polyvinylchlorid) stärker
bevorzugt wird; sie schützt die äußerste Lage, verhindert das
unbeabsichtigte Abwickeln der Rolle 32 und bietet außerdem ein
Mittel zum Anbringen von kommerziellen Informationen und
Produktkennzeichnungen 52. Die Schrumpffolienhülle 50 bedeckt die
äußerste Lage der Rolle 32 vollständig, ihre Enden aber nur
teilweise. Die Schrumpffolienhülle 50 ist in der Umgebung der
Mittelachse der Rolle 32 (und ihrer Öffnung 38) offen (wie bei
der Öffnung 54 dargestellt), um die Abgabe von Blättern 36 von
der innersten Lage der Rolle 32 zu ermöglichen, ohne die
Schrumpffolienhülle 50 zu entfernen.
-
Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden in
den folgenden Beispielen erläutert, die gegenwärtig ins Auge
gefaßte, bevorzugte Ausführungsformen und die beste Ausführungsart
der Erfindung veranschaulichen, aber nicht als
Einschränkung der Erfindung gedacht sind.
Beispiele
-
Offenes bzw. lockeres Faservliesschleifmaterial mit
niedriger Dichte und Verfahren zu seiner Herstellung werden in
US-A-2 958 593 beschrieben. Alternative Verfahren zur
Herstellung von Faservliesschleifmaterialien sind verfügbar und
schließen Kardieren, Naßverfahren, Blasverfahren und
Spinnvliesverfahren ein (wie in US-A-4 227 350 offenbart).
Speziell für eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung wird auf einer "Rando-Webber"-Maschine, beziehbar
von der RarFdo Machine Corporation, Macedon, New York, eine
leichte, offene Blasvliesbahn hergestellt. Die Bahn besteht
aus du Pont T852-Faser 15 Denier Stärke (E. I. du Pont de
Nemours & Company, Seaford Plant, Seaford, Delaware), einer
gekräuselten Nylonfaser mit einer Stapellänge von anderthalb
Zoll (3,81 cm). Das Gewicht der Fasermatte beträgt etwa 15
grain pro (4 Zoll · 6 Zoll)-Probe (63 g/m²), und die Dicke
beträgt etwa 0,200-0,250 Zoll (5,08-6,35 mm). Die Fasermatte
wird zu einem horizontalen Zweiwalzenbeschichter
transportiert, wo ein Vorklebeharz mit einem Gewicht von 15-19 grain
pro (4 Zoll · 6 Zoll)-Probe (6380 g/m²) naß aufgebracht wird.
Das Vorklebeharz weist die folgende Zusammensetzung auf:
-
Dieses Harz weist einen Feststoffanteil von 52,5% und eine
Viskosität von 100-200 cP (100-200 MPa·s) auf.
-
Nach dem Durchgang durch den Zweiwalzenbeschichter wird
die "nasse" Matte zu einem Ofen transportiert, der auf einer
Temperatur von 190-195ºC gehalten wird, um das Aushärten des
Phenolharzes einzuleiten. Nach Verlassen des Ofens wird die
Bahn zu einer Spritzkabine transportiert, wo eine Harz/-
Schleifmittel-Aufschlämmung auf die Oberseite der Bahn
aufgespritzt wird. Innerhalb der Kabine wird die Aufschlämmung
durch Düsen (die so montiert sind, daß sie sich senkrecht zur
Bewegungsrichtung der Bahn hin- und herbewegen) mit einem
Gewicht von etwa 33 grain pro (4 Zoll · 6 Zoll)-Probe (138 g/m²)
aufgebracht. Die Spritzaufschlämmung hat die folgende
Zusammensetzung:
-
Die Aufschlämmung weist einen Feststoffanteil von 76,3% und
eine Viskosität von 400-600 cP (400-600 mPa·s) auf.
-
Nach dem Aufspritzen dieser Aufschlämmung wird die Bahn
zu einem Ofen transportiert, der auf einer Temperatur von 190-
195ºC gehalten wird, um das Phenolharz weiter auszuhärten.
Nach Verlassen des Ofens wird die Bahn umgedreht, und auf die
ünterseite der Bahn wird eine Spritzschicht aufgebracht. Diese
Spritzschicht-Zusammensetzung, das Auftragverfahren, die
Auftragsmenge und die Wärmebehandlung sind die gleichen wie bei
der ersten Spritzschicht. Nach Verlassen des letzten Ofens
wird die ausgehärtete Bahn auf einen Wickeldorn aufgewickelt,
um eine Großrolle aus Faservliesbahnschleifmaterial zu formen.
-
Diese Großrolle wird zu einem Fertigprodukt
verarbeitet, indem die Bahn zunächst in Längsrichtung zu 8 Zoll (20,
32 cm) breiten Vorrollen geschnitten wird, die dann
abgewickelt, quergeschnitten und perforiert werden. Das bevorzugte
Perforiermesser erzeugt eine Vierzahnperforation (vier Perforationen
pro Zoll (2,54 cm)), wobei jeder Perforationsschnitt
etwa 0, 200 Zoll (5, 08 mm) lang ist·, wobei die Schnitte in
Abständen von etwa 0,040 Zoll (1,016 mm) angebracht sind. Jede
perforierte abgewickelte Vorrolle wird dann auf eine
gewünschte Länge geschnitten, und jede Schnittlänge wird zur
Endverpackung aufgerollt. Um jede Fertigproduktrolle herum wird eine
Schrumpfverpackung oder ein Schrumpffolienschlauch angebracht
und so verarbeitet, daß sie fest auf die Rolle aufschrumpft,
wobei Löcher von etwa 4 Zoll (10,16 cm) Durchmesser an der
Oberseite und der Unterseite der Rolle in der Nähe ihrer
Mittelachse freibleiben.
-
Das Endprodukt ist somit eine schrumpfverpackte,
kernlose Rolle aus lockerem, mit Schleifmittel
oberflächenbehandeltem Faservliesmäterial. In einer bevorzugten
Ausführungsform beträgt die Rollenbreite 8 Zoll (20,32 cm), und ihre
Länge (abgewickelt) beträgt 20 Fuß (6,096 m). Der
Rollendurchmesser (aufgewickelt) beträgt etwa neun Zoll (22,86 cm), und das
mittlere Loch der Rolle hat einen Durchmesser von etwa drei
Zoll (7,62 cm). Die Bahn ist alle vier Zoll (10,16 cm) quer
perforiert, was insgesamt 60 Blätter von acht mal vier Zoll
(20,32 cm · 10,16 cm) Faservliesmaterial pro Rolle ergibt. Die
Schrumpfverpackung besteht aus 2-3 Mil (51-76 um) dicker, gut
durchsichtiger Schrumpfschlauchfolie, die mit den gewünschten
kommerziellen Endprodukt- und Herstellerangaben vorbedruckt
ist. Die Schrumpfverpackung weist gleichfalls an der Ober- und
Unterseite der Faservliesschleifmaterialrolle ein Mittelloch
auf (vorzugsweise auch von vier Zoll (10,16 cm) Durchmesser).
Diese Rollengröße und -verpackung ergibt somit eine Rolle, die
tragbar, geschützt und in sich abgeschlossen ist (oder die
wahlweise in die meisten im Handel erhältlichen
Mittelzugspender zur Wandmontage paßt (z. B. in vorhandene Spender für
Produkte wie z. B. Papierhandtücher und -wischtücher), wobei
allerdings das Mittelloch im Boden des Spenders unter Umständen
vergrößert werden muß). Die Schrumpfverpackung ermöglicht, daß
die Faservliesmaterialrolle ohne weiters als einzelnes, in
sich geschlossenes Paket aus Faservliesschleifmaterial in
einen solchen Spender eingelegt werden kann, ohne irgendwelches
Verpackungsmaterial der Rolle entfernen zu müssen. Es genügen
auch andere Verpackungs- und Abgabeeinrichtungen zur Abgabe
von Faservliesschleifmaterialblättern, wie z. B. ein
Z-Faltspender, ein Blattstapel oder eine Kernrolle des Materials mit
Abgabe von der Außenseite der Rolle.
-
Vorstehend ist zwar eine bevorzugte Ausführungsform für
die Gestaltung einer bestimmten Rolle aus
Faservliesschleifmaterial beschrieben worden, aber innerhalb des Umfangs der
vorliegenden Erfindung sind auch andere Ausführungsformen
möglich. Zum Beispiel kann man Rollen mit Bahnen von nur zwei Fuß
(0,6096 m) oder bis zu 160 Fuß (48,768 m) Länge und mit einem
bis sechzehn Zoll (2,54 bis 40,64 cm) Breite erhalten. Der
Rollendurchmesser kann zwei bis vierundzwanzig Zoll (5,08 cm
bis 60,96 cm) betragen, und der Durchmesser der Mittelöffnung
kann null bis sechzehn Zoll (40, 64 cm) betragen. Die
Perforationen können in Längsrichtung in einem Bereich von einem Zoll
(2,54 cm) (zur Ausbildung von kurzen Bändern) bis zu
vierundzwanzig Zoll (60,96 cm) (zur Herstellung von langen, faltbaren
Blättern aus Faservliesschleifmaterial) beabstandet sein.
Eine bevorzugte Perforationsanordnung für dieses
konkrete Beispiel ist oben angegeben. Diese Perforationsanordnung
wurde für die bevorzugte Ausführungsform aufgrund einer
Analyse der Linearkraft ausgewählt, die zum Trennen benachbarter
perforierter Blätter erforderlich ist, wobei unterschiedliche
Perforationssysteme benutzt wurden. Proben des
Faservliesschleifmaterials, die gemäß der obigen Beschreibung
hergestellt wurden, wurden unter Verwendung verschiedener
Perforationsmesser#perforiert und dann einem Zugversuch
unterworfen, um die Perforationen zu zerreißen. Dazu wurden sechs
verschiedene Messerkonfigurationen untersucht:
-
1/8" (3, 175 mm) · 1/16" (1, 59 mm) -Perforation - 1/8"
(3, 175 mm) geschnitten, 1/16" (1, 59 mm) ungeschnitten;
1/16" (1, 59 mm) · 1/16" (1, 59 mm) -Perforation -
1/16"(I,59 mm) geschnitten, 1/16"(1,59 mm) ungeschnitten;
-
4-Zähne-Perforation - 4 Perforationen pro Zoll (2,54
cm) (etwa 0,200" (5,08 mm) breit), wobei die Perforationen
jeweils durch einen ungeschnittenen Teil (etwa 0,040" (1,016 mm))
getrennt waren.
-
6-Zähne-Perforation - 6 Perforationen pro Zoll (2,54
cm) (etwa 0,125" (3,175 mm) breit), wobei die Perforationen
jeweils durch einen ungeschnittenen Teil (etwa 0,040" (1,016 mm))
getrennt waren.
-
8-Zähne-Perforation - 8 Perforationen pro Zoll (2,54
cm) (etwa 0,080" (2,032 mm) breit), wobei die Perforationen
jeweils durch einen ungeschnittenen Teil (etwa 0,040" (1,016 mm))
getrennt waren.
-
10-Zähne-Perforation - 10 Perforationen pro Zoll (2,54
cm) (etwa 0,060" (1,524 mm) breit), wobei die Perforationen
jeweils durch einen ungeschnittenen Teil (etwa 0,040" (1,016 mm))
getrennt waren.
-
Einen Zoll (2,54 cm) breite Streifen der obigen
Beispiele für Faservliesschleifmaterial (perforiert quer zur
Fortbewegungsrichtung der Bahn während der Bahnverarbeitung)
wurden in eine Zugprüfmaschine mit konstanter
Dehnungsgeschwindigkeit eingespannt und unter Anwendung des ASTM-
Prüfverfahrens 16-82 beurteilt, des Standardverfahrens für die
Bruchlast- und Reißdehnungsprüfung von Textilfasern bei
Verwendung von Stoffstreifen. Jeder Streifen wurde so
ausgerichtet, daß sich seine Perforation im Mittelpunkt befand, und die
zum Trennen des Streifens entlang seiner Perforation benötigte
Kraft wurde in pound force (lbf; 1 lbf = 0,444 kgf) gemessen,
und die registrierte charakteristische Kraft war die
Höchstbelastung bzw. Höchstzugkraft. Wie in der untenstehenden Tabelle
gezeigt, wurden für jedes Perforationsmesser eine Anzahl von
Proben geprüft:
-
Wie oben festgestellt, wurde in der bevorzugten
Ausführungsform das 4-Zähne-Perforationsmesser ausgewählt, das eine
ausreichende Festigkeit zum Ablösen der innersten Lage von der
Rolle ergab, aber doch eine leichte Trennung benachbarter
Blätter gestattete, sobald zwei oder mehr Blätter aus dem
Mittelloch der Rolle herausgezogen waren.
-
Das obige Beispiel liefert ein
Faservliesschleifmaterial. das in einem Zweiwalzenbeschichterverfahren hergestellt
wird, wobei eine erste Beschichtung dazu dient, die Fasern der -
Bahn miteinander zu verkleben, und durch eine zweite
Beschichtung Schleifmittel auf die Bahn aufgebracht wird. Andere
Beschichtungsverfahren umfassen den Walzenauftrag und den
Spritzauftraq von schleifmittelhaltigen Beschichtungen
einschließlich einer Beschichtung direkt auf die blanken Fasern
der Bahn ohne Vorklebschicht. Weitere Beispiele von
Faservliesschleifmaterial wurden unter Verwendung der folgenden
Walzenauftrag-Zusammensetzungen und Beschichtungsverfahren
hergestellt:
-
1 nichtionisches fluoriertes Tensid, beziehbar von Minnesota
Mining and Manufacturing Company, St. Paul, MN
-
2 Farbstoff, b~ziehbar von Milliken Chemicals, Blacksburg, SC
-
3 beziehbar von B. B. Goodrich Company, Cleveland, OH
-
4 beziehbar von Dow Corning Co., Midland, MI
Das Phenolharz ist ein Kondensat mit einem Formaldehyd:Phenol-
Verhältnis von 1,96 bis 1,0, mit etwa 2% Kaliumhydroxid. Es
ist eine Lösung mit 70% Feststoffanteil, 25-28% Wasser und 3-
5% Propylerglycolether. Unter Verwendung dieser
Zusammensetzungen wurden eine Anzahl von Faservliesschleifmaterialproben
mit den in der untenstehenden Tabelle 1 angegebenen Parametern
hergestellt:
Tabelle 1
-
Die Hinweise in Tabelle 1 auf Fasertyp und -größe lassen sich
ausführlicher wie folgt angeben:
-
6d Nylon ist eine du Pont-Faser P-113 von 6 Denier,
beziehbar von E. I. du Pont de Nemours & Company, Seaford Plant,
Seaford, Delaware
-
15d Nylon ist eine du Pont-Faser T-852 von 15 Denier,
beziehbar von E. I. du Pont de Nemours & Company, Seaford
Plant, Seaford, Delaware;
-
4d "Celbond" ist eine warmverklebbare 4-Denier-Faser,
beziehbar von Hoechst-Celanese, Charlotte, North Carolina; und
15d "Celbond" ist eine warmverklebbare 15-Denier-Faser,
beziehbar von Hoechst-Celanese, Charlotte, North Carolina.
In Tabelle 1 bezieht sich der Begriff
"Vorklebeverfahren" auf drei Optionen: Phenolharz, warmverklebbare Faser,
oder ohne Vorkleben. Das "Phenolharz"-Vorklebeverfahren umfaßt
einen Harz-Walzenauftragschritt zum Verkleben der lockeren
Bahnfasern mit einer Aushärtung im Ofen bei 190-195ºC. Das
Vorklebeverfahren mit "warmverklebbaren Fasern" umfaßt keine
Harzbeschichtung, sondern stattdessen einfach ein Erhitzen der
Bahn im Ofen, um die lockeren Fasern miteinander zu verkleben,
wieder bei 190-195ºC. Das Verfahren "ohne" Vorkleben umfaßt
keinen besonderen Schritt, um die lockeren Bahnfasern
miteinander zu verkleben, sondern dies erfolgt während des
Aufbringens der Schleifmittelschicht mittels Walzenauftrag oder
Spritzauftrag.
-
Zusätzlich zu den Angaben, welche Probe (z. B. die
Proben A-L) aus welchem Material hergestellt und auf welche Weise
vorgeklebt wurde, spezifiziert Tabelle 1 auch die
Beschichtungsart und die entsprechenden, durch jede Schicht auf jede
Probe aufgetragenen Trockengewichte.
-
Es wurden zwei Prüfsysteme entwickelt, um die
Steifigkeit und die Art des Ineinandergreifens der Faservlies-
Schleifmaterialproben A bis L zu messen und diese Proben mit
bekannten Faservliesschleifmaterialien zu vergleichen. Die
Steifigkeit der Proben und der bekannten Materialien wurde
durch einen Dreipunkt-Biegeversuch auf der Basis der Verfahren
bestimmt, die im ASTM-Testverfahren D 790, "Standard Test
Method for Flexüral Properties of Unreinforced and Reinforced
Plastics and Electrical Insulating Materials"
(Standardtestverfahren für Biegeeigenschaften von unverstärkten und
verstärkten Kunststoffen und elektrischen Isoliermaterialien)
beschrieben werden. Fünf Probekörper von 1 Zoll · 6 Zoll (2,54
cm · 15,24 cm) wurden aus jeder Musterbahn zugeschnitten. Die
mittlere Dicke für jedes Beispiel wurde durch Messen eines
Stapels von fünf Probekörpern bestimmt. Die Probekörper wurden
in einer Dreipunkt-Spannvorrichtung mit Kontaktspitzen mit
Spannstiften von 1/8 Zoll (0,32 cm) Durchmesser und einer
Spannweite von 1 Zoll (2,54 cm) befestigt, und die
Spannvorrichtung wurde in einer Zugprüfmaschine mit konstanter
Dehnungsgeschwindigkeit montiert. Der Test wurde begonnen, und
der Kreuzkopf bewegte sich mit 1 Zoll (2,54 cm) pro Minute bis
zu einem Anfangsgrenzwert von 2% Dehnung. Dann wurde die Kraft
austariert, und der Test wurde bis zu einem Endgrenzwert von
5% Dehnung fortgesetzt. Die Biegekraft in Gramm bei 5% Dehnung
wurde aufgezeichnet.
-
Das Selbsteingriffsphänomen bzw. Ineinandergreifen
wurde gemessen, indem je zwei Streifen von 1 · 5 Zoll (2,54 cm x
12,70 cm) der Faservliesschleifmaterialproben und der Proben
aus herkömmlichem Material an den Enden mit einer Überlappung
von 2 Zoll (5,08 cm) übereinandergelegt wurden. Die
überlappten Streifen wurden dann auf einen Vibrationsvorschubmotor
aufgelegt und mix einem Einpfundgewicht (0.453 kg) auf der
Überlappung beschwert. Der Vibrationsmotor war ein Syntron
Magnetic Feeder, Modell F-TOC, gesteuert von einem Syntron
Electric Controller, Modell CSCR-1B, beide beziehbar von der FMC
Corporation, Material Handling Equipment Division, Homer City,
Pennsylvania. Den Motor ließ man 15 Sekunden mit der
Reglereinstellung 6 laufen. Dann wurde das Gewicht entfernt, und
um den überlappten Bereich wurde ein Papierträger gewickelt,
um eine Bewegung während des Transports und der Befestigung in
einer Zugversuch-Spannvorrichtung zu verhindern. Die Enden des
Streifens wurden in eine Zugprüfmaschine mit konstanter
Dehnungsgeschwindigkeit eingespannt und unter Anwendung des ASTM-
Prüfverfahrens 16-82 beurteilt, des Standardverfahrens für die
Bruchlast- und Reißdehnungsprüfung von Textilfasern bei
Verwendung von Stoffstreifen. Die erforderliche Kraft zum Auseinanderziehen
der beiden Streifen wurde in Gramm gemessen, und
die aufgezeichnete charakteristische Kraft war die
Höchstbelastung bzw. Höchstzugkraft.
-
In der untenstehenden Tabelle 2 sind die mittleren
Meßwerte für die Proben angegeben, sowohl für die Proben A bis L
als auch für fünf bekannte Faservliesschleifmaterialien. Um
die Dicke und das Gewicht in die Analyse einzubeziehen, wurde
die erforderliche Biegekraft durch die Dichte des zu prüfenden
Faservliesschleifmaterials dividiert. Dadurch werden die
Eigenschaften der Dicke, des Gewichts und der Steifigkeit zu
einer Variablen zusammengefaßt.
-
Die in diesem Test berücksichtigten fünf bekannten
Faservliesschreifmaterialien schließen drei Produkte von
Minnesota Mining and Manufacturing ein, die unter der Bezeichnung
"SCOTCH-BRITE" vertrieben werden. Diese drei Produkte sind
außerdem durch die Erzeugnisnummern 96, 7447 und 7448
gekennzeichnet. In Tabelle 2 sind diese Produkte durch 3M-96, 3M-
7447 bzw. 3M-7448 gekennzeichnet. Ein weiteres bekanntes
Faservliesschleifmaterial wird von Mirka, Finnland, hergestellt
und trägt die Handelsbezeichnung Mirka "MIRLON" 18-111-447,
Oberflächenschleifblatt, sehr feinkörnig. In Tabelle 2 ist
dieses Produkt als Mirka-447 gekennzeichnet. Das andere
berücksichtigte bekannte Faservliesschleifmaterial wird von
Norton, Worcester, Massachusetts, hergestellt. Dieses Produkt
trägt die Handelsbezeichnung Norton "BEAR-TEX" No. 747,
Mehrzweck-Handschleifblatt, sehr feinkörnig. In Tabelle 2 ist
dieses Produkt als Norton-747 gekennzeichnet.
-
Die Messung des Selbsteingriffscharakters bzw.
Ineinandergreifens des Faservliesschleifmaterials erforderte eine
subjektivere Analyse. In Tabelle 2 sind in der Spalte mit der
Überschrift "Selbsteingriff" die Ergebnisse einer subjektiven
Prüfung dargestellt, die ausgeführt wurde, indem ein Blatt der
Faservliesschleifmaterialbahn zu einer Kugel zusammengerollt
und beobachtet wurde, ob die Bahn ihre ursprüngliche Form
wieder annimmt oder zusammengerollt bleibt. Proben mit der Angabe
"ja" blieben zusammengerollt und wurden folglich als
ineinandergreifend betrachtet.
Tabelle 2
-
Ein Kratzversuch bietet ein Mittel zum Vergleich der
Oberflächengüte, die einem Werkstück durch die Wirkung eine
Schleifkörpers verliehen wird. Das Testwerkstück ist eine
Acrylplatte von 15 Zoll · 15 Zoll · 0,25 Zoll Dicke (38,1 cm x
38,1 cm · 0,64 cm). Aus den zu prüfenden Schleifmitteln werden
eine Anzahl von 2 Zoll · 4,25 Zoll (5,1 cm · 10,8 cm)-
Probekörpern ausgeschnitten und in Kontakt mit der Acrylplatte
gebracht. Die Acrylplatte wird beschriftet, um jeden
Probekörper zu kennzeichnen. Dann wird ein gewichtsbelasteter
Schleifblock von 2 Zoll · 4,25 Zoll (5,1 cm x 10,8 cm) mit einem
Gewicht von 8,32 lbs (3,74 kg) über die Probekörper gelegt, so
daß die Probekörper an das Werkstück angedrückt werden. Der
Schleifblock wird dann geradlinig quer über die 15 Zoll (38,1
cm)-Abmessung der Acrylplatte hin- und herbewegt. Nach 50
vollen Schleifzyklen dieser Art werden der Schleifblock und die
Probekörper von der Acrylplatte entfernt, die Platte wird mit
Fensterreinigungslösung und einem Papierhandtuch gereinigt,
und die Oberflächenbeschaffenheit wird senkrecht zur
Schleifrichtung an vier gleich beabstandeten Stellen entlang der
Schleiflänge der Schleifspur gemessen. Die
Oberflächenbeschaffenheit wird mit einem Profiltastschnittgerät "Perthen S6P"
Nr. 680 0602, beziehbar von Feinprüf GmbH, Göttingen,
Deutschland, gemessen. Dieses Gerät kann viele
Oberflächenprofilparameter messen und berechnen, aber für die Zwecke dieser Prüfung
werden die Parameter "mittlere Rauhigkeit" (Ra) und
"Auflageverhältnis" aufgezeichnet. Die mittlere Rauhigkeit ist der
arithmetische Mittelwert der Rauhtiefe aller
aufeinanderfolgenden Kratzer, die in der Oberfläche entlang dem Prüfweg
entstanden sind, und wird in Mikrozoll ( = 25,4 nm) gemessen.
Werte von Ra variieren im allgemeinen mit der Körnung der
Schleifmittelteilchen, die in dem Schleifkörper vorhanden
sind. Das Auflageverhältnis ist ein Maß, mit dem man gedachte
"Schnitte" oder Ebenen parallel zu der geschliffenen
Oberfläche untersuchen kann, während diese sich tiefer in die
geschliffene Oberfläche hinein bewegen, und wird als Bruchteil
(oder Prozentsatz) der geschliffenen Oberfläche ausgedrückt,
der eine "Auflagefläche" wäre, wenn der gedachte Schnitt in
diesem Abstand von der Oberfläche eines Prüfweges aufliegen
würde, Derartige Messungen bieten ein Mittel zur Bestimmung
der Gleichmäßigkeit der durch den Probekörper erteilten
Schleifwirkung sowie der Form der entstehenden Kratzer. In der
Praxis wird ein Bezugspunkt gewählt, und das Auflageverhältnis
wird berechnet, während sich die Ebene schrittweise tiefer in
das abgeschliffene Substrat hinein bewegt, bis sie die
geschliffene Oberfläche durchquert hat, wodurch ein Wert des
Auflageverhältnisses von 1 (oder 100%> erzeugt wird. Zu
Vergleichszwecken werden Werte des Auflageverhältnisses an einem
"Testschnitt" in konstantem Abstand von Bezugspunkt angegeben.
Für Schleifkörper, die bei der Bearbeitung von
Autolackierungen für nachfolgende Schichten einsetzbar sind, wird ein
Auflageverhältnis der geschliffenen Oberfläche von etwa 15-60%
bevorzugt, wobei ein Wert von etwa 15-50% stärker bevorzugt
und ein Wert von etwa 15-40% noch stärker bevorzugt wird.
-
Zusätzlich zu den Biegekraft- und Eingriffskraft-
Prüfungen, über die in bezug auf die obigen Beispiele A-L
berichtet wurde, wurde die mit dem Schleifblatt von Beispiel L
erreichte Oberflächengüte mit derjenigen von im Handel
erhältlichen Schleifkörpern verglichen, in dem die Kratzprüfung
unter Verwendung einer Bezugsebene für das Auflageverhältnis von
5% = 0 um ausgeführt wurde; d. h. eine Tiefe von 5% der
mittleren Kratzertiefe wird als Bezugsebene von 0,0 um Tiefe neu
definiert. Das Auflageverhältnis wird in der Ebene in einer
Tiefe von 0,3 um bezüglich der 0,0 um-Bezugsebene angegeben. Die
in Tabelle 3 angegebenen Werte sind der Mittelwert von den
Ober- und Unterseiten der Probekörper. Ra wird im Mikrozoll
(um), das Auflageverhältnis in % angegeben. Die Daten in
Tabelle 3 zeigen, daß das Blatt von Beispiel L eine
Oberflächengüte erzeugt, die fein (Ra < 10 Mikrozoll (0,254 um)) und sehr
gleichmäßig und ohne ausgezackte Kratzer ist
(Auflageverhältnis < 50%).
Tabelle 3
-
&sup5; "Type S Ultra fine", Minnesota Mining and Manufacturing
Company, St. Paul, MN
-
&sup6; "3M 7448", 3M Frankreich, Paris, Frankreich
-
&sup7; "Brite Rite EZ Ultra Fine", Standard Abrasives, Chatsworth,
CA
-
&sup8; "Norton Bear Tex 748", Norton Abrasive Company, Worcester,
MA
-
&sup9; "Mirka Ultrafire Hand Pad 18-111-448", Mirka Abrasives,
London, England
-
¹&sup0; "Sia Strips Ultra Fine No. 9173", Sia American, Lenoir, NC
-
¹¹ "Mirka Merlon Surface Finishing Pad UF", No. 18-111-448,
Mirka Abrasives, Twinsburg, OH
-
Wie oben erwähnt, fügt das Ineinandergreifen oder die
"Knautschbarkeit" des Faservliesschleifmaterials dem
Endprodukt ein außergewöhnliches Merkmal hinzu. Eine Rolle dieses
Materials wird gewickelt, und das Ende der äußersten Lage wird
einfach an die vorhergehende Lage angedrückt, um eine
selbsthaftende Lage des Faservliesschleifmaterials um die Rolle
herum zu erhalten. Es sind kein Klebeband, Klebstoff bzw. keine
mechanischen Befestigungsmittel erforderlich, um die
aufeinanderfolgenden Lagen des Faservliesschleifmaterials aneinander
zu befestigen. Damit ist das Produkt im wesantlichen
selbstverpackend. Das Hinzufügen der Schrumpfverpackungshülle dient
einfach dazu, die Haltbarkeit zu erhöhen, das Produkt sauber
zu halten und einen Platz für die Produktkennzeichnung
bereitzustellen.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform wird das
Faservliesschleifmaterial perforiert, um quer zum Material einen
Sollbruchbereich zum Abtrennen benachbarter Materialblätter
von der Rolle zu erzeugen. Jedes beliebige mechanische
Perforationsverfahren ist anwendbar, einschließlich der
Wasserstrahlperforation und der Perforation mit mechanischen
Messern. Eine hochgradige Streckung an bestimmten Punkten in der
Bahn, eine spezielle Ausrichtung der Fasern oder verschiedene
Verfahren zur Ausbildung der Bahn können gleichfalls
Sollbruchbereiche quer zur Bahn erzeugen, die benutzt werden
könnten, um das Abtrennen oder Abreißen von angrenzenden Blättern
zu verbessern. Bei der Ausbildung der Bahn könnte ein
Luftmesser verwendet werden, um die Unversehrtheit der Bahn in einer
Linie quer zur Bahn zu Abreißzwecken zu verändern.
-
In der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist das angestrebte Ziel während des Austeil- bzw.
Abgabevorgangs, daß alle Blätter aneinander befestigt bleiben,
bis die innerste Lage (die ein freies Ende und mindestens zwei
Blätter mit darin enthaltenen Perforationen aufweist)
vollständig aus dem Mittelloch der Rolle herausgezogen ist. Sobald
die innerste Lage aus dem Mittelloch der Rolle (und der
stirnseitigen Öffnung der wahlfreien Schutzhülle) herausgezogen
ist, kann dann eine zunehmend größere Kraft angewandt werden,
um das Endblatt von seinem angrenzenden Blatt entlang der
dazwischen
angebrachten Perforation abzutrennen. Wichtig ist,
daß die zum Trennen benachbarter Blätter erforderliche Kraft
für das betreffende Faservliesschleifmaterial angemessen ist.
Die Anforderungen an die Perforationsstärke (d. h. an die zum
Trennen benachbarter Blätter erforderliche Kraft, wie sie z.
B. entlang dem Pfeil 48 in Fig. 3 ausgeübt wird) variieren in
Abhängigkeit von den verschiedenen Ausführungsformen des
erfindungsgemäßen Artikels. Im allgemeinen muß die
Perforationsstärke größer als die Eingriffstärke sein, aber kleiner als
die Zug- oder Scherfestigkeit des Schleifmaterials selbst. Zum
Beispiel erfordern Schleifblätter mit hoher Eingriffsleistung
eine größere Perforationsstärke, um ein vorzeitiges Abtrennen
der Blätter bei der Abgabe aus dem Mittelloch der Rolle zu
vermeiden. Ebenso erfordert eine breitere Rolle eine größere
Perforationsstärke, da mehr ineinandergreifende Stellen
überwunden werden müssen. Ferner beeinflußt der Innendurchmesser
(ID) des Mittellochs der Rolle die Anforderungen an die
Perforationsstärke, da mit zunehmendem Innendurchmesser die Blätter
leichter abgegeben werden und folglich die Perforationsstärke
verringert werden kann. Offensichtlich verringern sich die
Anforderungen an die Perforationsstärke während des Verbrauchs
der Schleifmittelrolle in dem Maße, wie mehr Blätter von der
Rolle abgegeben werden, da der Innendurchmesser des
Mittellochs größer wird. Wenn die stirnseitige Öffnung der
Schutzhülle einen kleinen Durchmesser (d. h. weniger als etwa 3 Zoll
(7,62 cm)) aufweist, dann sind die Anforderungen an die
Perforationsstärke entsprechend höher, als wenn die Öffnung relativ
groß ist (d. h. etwa 5 Zoll (12,7 cm) oder mehr).
-
In den oben ausführlich dargestellten Beispielen A-K
sind die spezifizierten Schleifmittel relativ aggressive
Schleifmittel. Eine geeignete Schleifmittelcharakteristik für
das Faservliesaterial würde in Abhängigkeit vom Werkstück und
von der gewünschten Oberflächenbehandlung von einem
Durchschnittsfachmann ausgewählt. Folglich ist aggressiv ein
relativer Begriff, der von diesen Faktoren abhängt. Es versteht
sich, daß jedes Schleifmittel, einschließlich eines weichen
Schleifmittels, eines harten Schleifmittels oder eines
Gemischs daraus, in Verbindung mit einem Faservliesmaterial ausreicht,
um eine Faservliesschleifmaterialbahn mit den
erfindungsgemäßen Eigenschaften zu erzeugen. Weiche Schleifmittel
mit einer Mohs-Härte im Bereich von etwa 1 bis 7 versehen das
Faservliesbahnmaterial mit einer sanft schleifenden
Oberfläche. Beispiele von weichen Schleifmitteln sind u. a.
anorganische Materialien, wie z. B. Granat, Feuerstein,
Siliciumdioxid, Bimsstein und Calciumcarbonat; und organisches
Polymermaterial wie z. B. Polyester, Poly(vinylchlorid),
Poly(methylmethacrylsäure), Poly(methylmethacrylat),
Polycarbonat, Polystyrol, sowie Teilchen aus wärmehärtbaren Polymeren,
wie z. B. Melamin-Formaldehyd-Kondensaten. Harte Schleifmittel
mit einer Mohs-Härte von mehr als etwa 8 versehen das
Faservliesbahnmaterial mit einer aggressiven
Schleifmitteloberfläche. Beispiele von harten Schleifmitteln sind u. a.
Materialien wie z. B. Siliciumcarbid, Aluminiumoxid, Topas,
Schmelzkorund-Schmelzzirkonerde, Bornitrid, Wolframcarbid und
Siliciumnitrid. Die Schleifmittelteilchen können jede gewünschte Größe
haben, aber typische Größen reichen etwa von der Körnung 80
(mittlerer Durchmesser etwa 200 um) bis etwa zur Körnung 1000
(mittlerer Durchmesser etwa 3 um) oder feiner.
-
Innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung liegt
auch die Verwendung noch feinerer Schleifmittelteilchen, wie
ausführlich anhand von Beispiel L dargestellt.
Schleifmittelteilchen der Körnung 1000 oder feiner sind zum Erzielen einer
feinen Oberflächengüte verwendbar, gemessen sowohl durch Ra
als auch durch das Auflageverhältnis. Ein solcher
Schleifkörper kann z. Bf mit einem Gemisch aus Schleifmittelteilchen und
Bindemittel konstruiert werden, in dem die
Schleifmittelteilchen etwa 40-80%, vorzugsweise etwa 66% des Trockengewichts
des Gemischs aus Bindemittel und Teilchen ausmachen, mit einem
Auftragstrockengewicht des Schleifmittelteilchen-Bindemittel-
Gemischs von etwa 15-50 grain/24 Zoll (63-210 g/m²), und
vorzugsweise von etwa 25 grain/24 Zoll(105 g/m²). Aus den in
Tabelle 3 dargestellten Daten erkennt man, daß ein derartiges
Faservliesschleifmaterial eine Oberflächengüte ergeben kann,
die mit der von Stahlwolle #00 und #0000 vergleichbar ist.
Eine solche Schleifmittelteilchengröße kann vorteilhaft bei dem
oben beschriebenen "knautschbaren" Faservliesmaterial eingesetzt
werden und kann außerdem vorteilhaft bei anderem, "nicht
knautschbarem" Faservliesmaterial verwendet werden. Die
Teilchengrößenverteilung wurde mit einem Coulter Multisizer 11,
beziehbar von Coulter Electronics Ltd., Bedford, England,
gemessen. Teilchengrößenverteilungen (Größenangaben in um) von 2
Schleifmittelchargen, die sich zu Verwendung bei der
Ausführungsform mit der Körnung 1000 und feiner eignen, sind in
Tabelle 4 in Volumenprozent angegeben. Es versteht sich, daß
dies nur als Beispiel angeführt wird, und daß die
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit der Körnung 1000 und
feiner nicht auf die spezielle
Schleifmittel-Teilchengrößenverteilung von Beispiel L beschränkt ist.
Tabelle 4
-
Das Faservliesmaterial selbst (eine dreidimensionale
lockere Faservliesbahn aus gekräuselten oder welligen
Synthesefasern, die an gegenseitigen Kontaktstellen mit einem
Bindermaterial verklebt sind), ohne eine spezielle Beschichtung
aus "Schleifmittel"-Teilchen, kann die gewünschten
Schleifeigenschaften aufweisen. Dies ist wiederum von der Natur des
Werkstücks und der beabsichtigten Oberflächenbehandlung für
dieses Werkstück abhängig.