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Technischer Hintergrund
der Erfindung
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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.
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Die Schleifmittelprodukte niedriger
Dichte, die in US-A-2
958 593 definiert sind und unter der Bezeichnung "SCOTCH-BRITE" 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.
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US-A-4 227 350 offenbart ein Schleifmittelprodukt
niedriger Dichte, das aus einer im allgemeinen ebenflächigen,
lockeren Bahn mit gleichmäßigem Querschnitt
gebildet wird, die aus dreidimensional gewellten, selbstklebenden,
ineinandergreifenden Endlosfasern besteht.
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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 Verletzungen verursachende 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.
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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 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.
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Mirka, ein finnisches Unternehmen,
hat Faservliesschleifmaterialien nach dem Stand der Technik in Rollenform
unter der Marke "MIRLON" vertrieben, wobei
die Rolle aus dem Material (das nicht selbsthaftend ist), bei der
Auslieferung an den Endanwender in ein Schrumpfverpackungsmaterial
eingehüllt
ist. Das Faservliesschleifmaterial wird von 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.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Eine Rolle aus lockerem Faservliesschleifmaterial
zur Oberflächenbehandlung
gemäß der vorliegenden
Erfindung ist in Anspruch 1 definiert. Die abhängigen Ansprüche 2–6 betreffen
bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung.
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Die vorliegende Erfindung stellt
eine verbesserte Verpackungs-, Auslieferungs- und Abgabeeinrichtung
für lockeres
Faservliesschleifmaterial zur Oberflächenbehandlung bereit. 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 Sollbruchbereich
durch Perforationen festgelegt, die in der Bahn ausgebildet sind.
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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 Oberflächeneigenschaften
kann in eine gewünschte
Form gefaltet oder zusammengerollt werden und hält 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.
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In einer bevorzugten Ausführungsform
wird das Faservliesschleifmaterial spiralförmig zu einer kernlosen Rolle
aufgewickelt. Das Material wird von 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.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
weist der Faservliesschleifkörper
eine Schleifmittelteilchengröße und -verteilung
auf, die eine Oberflächengüte mit Ra-Werten
von weniger als 10 Mikrozoll (0,254 μm) 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.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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Die vorliegende Erfindung wird nachstehend
anhand der beigefügten
Zeichnungen näher
erläutert, wobei
gleiche Bezugszeichen übereinstimmende
Komponenten bezeichnen.
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1 zeigt
eine schematische Darstellung eines bekannten Verfahrens zur Herstellung
von Handschleifblättern
aus Faservliesschleifmaterial.
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2 zeigt
eine isometrische Ansicht einer Rolle aus Faservliesmaterial, die
gemäß den Lehren
der vorliegenden Erfindung durch Querperforation in Abschnitte unterteilt
ist.
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3 zeigt
eine isometrische Ansicht der Rolle von 2, angeordnet in einem Spender zur Aufnahme
der Rolle und zur mühelosen
Abgabe von aufeinanderfolgenden Bögen.
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4 zeigt
eine isometrische Ansicht eines Blattes von der Rolle, das zum Gebrauch
gefaltet ist.
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5 zeigt
eine isometrische Ansicht eines Blattes von der Rolle, das zum Gebrauch
zusammengeknüllt
ist.
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6 zeigt
eine isometrische Ansicht der Rolle von 2, die in eine Schutzhülle eingeschlossen
ist.
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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 bzw. Veranschaulichung
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.
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Ausführliche Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
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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.
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Wie in 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 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 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.
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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 sind die Oberflächeneigenschaften
des Faservliesschleifmaterials so beschaffen, daß bei spiralförmigem Aufwickeln
in einer Rolle aufeinanderfolgende 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 4 ein Blatt 36, das in eine
gewünschte
Form gefaltet ist, und 5 zeigt
ein Blatt 36, das zusammengerollt oder zusammengeknüllt ist.
Die ineinandergreifenden Oberflächen
des gefalteten oder zusammengerollten 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
Faservliesschleifmateri al, das den Griff und das Aussehen eines
schmiegsamen Stahlwolleballens genauer imitiert.
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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 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 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) zusammengefaltet
oder zusammengerollt werden, welche die Oberflächenbearbeitung in sonst unzugänglichen
Werkstückbereichen
ermöglicht.
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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 dem Fachmann bekannten Polyethylen-,
Poly(vinylchlorid)- oder Polyester-Schrumpffolienschlauch geformt
wird, wobei Poly(vinylchlorid) stärker bevorzugt wird, schützt die äußerste Lage,
verhindert das unbeabsichtigte Abwickeln der Rolle 32 und
bietet außerdem
ein Mittel zum Anbringen von kommerziellen Informationen und Pro duktkennzeichnungen 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.
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Weitere Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden in den folgenden Beispielen erläutert, die gegenwärtig erwogene,
bevorzugte Ausführungsformen
und die beste Ausführungsart
der Erfindung veranschaulichen, aber nicht als Einschränkung der
Erfindung gedacht sind.
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Beispiele
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Offenes bzw. lockeres Faservliesschleifmaterial
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 Rando Machine
Corporation, Macedon, New York, eine leichte, offene Blasvliesbahn
hergestellt. Die Bahn besteht aus du Pont T852-Faser von 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 (63-80
g/m2) naß aufgebracht wird. Das Vorklebeharz
weist die folgende Zusammensetzung auf:
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Dieses Harz weist einen Feststoffanteil
von 52,5% und eine Viskosität
von 100–200
cP auf.
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Nach dem Durchgang durch den Zweiwalzenbeschichter
wird die "nasse" Matte zu einem Ofen
transportiert, der auf einer Temperatur von 190–195°C 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 her bewegen)
mit einem Gewicht von etwa 33 grain pro (4 Zoll × 6 Zoll)-Probe (138 g/m2) aufgebracht. Die Spritzaufschlämmung hat
die folgende Zusammensetzung:
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Die Aufschlämmung weist einen Feststoffanteil
von 76,3% und eine Viskosität
von 400–600
cP auf.
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Nach dem Aufspritzen dieser Aufschlämmung wird
die Bahn zu einem Ofen transportiert, der auf einer Temperatur von
190-195°C gehalten
wird, um das Phenolharz weiter auszuhärten. Nach Verlassen des Ofens wird
die Bahn umgedreht, und auf die Unterseite 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.
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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, quer geschnitten und perforiert werden. Das bevorzugte
Perforiermesser erzeugt eine Vierzahnperforation (vier Perforationen
pro Zoll), 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.
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Das Endprodukt ist somit eine schrumpfverpackte,
kernlose Rolle aus lockerem, mit Schleifmittel oberflächenbehandeltem
Faservliesmaterial. 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 dicker,
gut durchsichtiger Polyethylene-Schrumpfschlauchfolie, die mit den
ge wünschten
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 alternativ 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
transportiert oder 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.
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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 von 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.
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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'' × 1/16''-Perforation – 1/8'' geschnitten,
1/16'' ungeschnitten;
1/16'' × 1/16''-Perforation – 1/16" geschnitten, 1/16'' ungeschnitten;
4-Zähne-Perforation – 4 Perforationen
pro Zoll (etwa 0,200'' breit), wobei die
Perforationen jeweils durch einen ungeschnittenen Teil (etwa 0,040'') getrennt waren.
6-Zähne-Perforation – 6 Perforationen
pro Zoll (etwa 0,125'' breit), wobei die
Perforationen jeweils durch einen ungeschnittenen Teil (etwa 0,040'') getrennt waren.
8-Zähne-Perforation – 8 Perforationen
pro Zoll (etwa 0,080'' breit), wobei die
Perforationen jeweils durch einen ungeschnittenen Teil (etwa 0,040'') getrennt waren.
10-Zähne-Perforation – 10 Perforationen
pro Zoll (etwa 0,060'' breit), wobei die
Perforationen jeweils durch einen ungeschnittenen Teil (etwa 0,040'') getrennt waren.
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Ein Zoll 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
Textilgeweben bei Verwendung geschnittener 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 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:
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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.
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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 Spritzauftrag von schleifmittelhaltigen
Beschichtungen einschließlich
einer Beschichtung direkt auf die blanken Fasern der Bahn ohne Vorklebeschicht.
Weitere Beispiele von Faservliesschleifmaterial wurden unter Verwendung
der folgenden Walzenauftrag-Zusammensetzungen und Beschichtungsverfahren
ausgebildet:
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Das Phenolharz ist ein Kondensat
mit einem Formaldehyd zu 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%
Propylenglycolether. Unter Verwendung dieser Zusammensetzungen wurden
eine Anzahl von Faservliesschleifmaterialproben mit den in der untenstehenden
Tabelle 1 angegebenen Parametern hergestellt:
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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 heißverklebbare 4-Denier-Faser,
beziehbar von Hoechst-Celanese, Charlotte, North Carolina; und
15d "Celbond" ist eine heißverklebbare
15-Denier-Faser, beziehbar von Hoechst-Celanese, Charlotte, North Carolina.
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In Tabelle 1 bezieht sich der Begriff "Vorklebeverfahren" auf drei Optionen:
Phenolharz, heißverklebbare
Faser oder ohne Vorkleben. Das "Phenolharz"-Vorklebeverfahren
umfaßt
einen Harz-Walzenauftragschritt zum Verkleben der lockeren Bahnfasern
mit einer Aushärtung
im Ofen bei 190–195°C. Das Vorklebeverfahren
mit "heißverklebbaren
Fasern" umfaßt keine
Harzbeschichtung, sondern statt dessen einfach ein Erhitzen der
Bahn im Ofen, um die lockeren Fasern miteinander zu verkleben, wieder
bei 190–195°C. 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.
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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.
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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 Flexural Properties
of Unreinforced and Reinforced Plastics and Electrical Insulating
Materials" (Standardtest verfahren
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.
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Das Selbsteingriffsphänomen bzw.
Ineinandergreifen wurde gemessen, indem je zwei Streifen von 1 × 5 Zoll
(2,54 cm × 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 mit
einem Einpfundgewicht 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
Textilgeweben bei Verwendung von geschnittenen Stoffstreifen. Die
erforderliche Kraft zum Auseinanderziehen der beiden Streifen wurde
in Gramm gemessen, und die aufgezeichnete charakteristische Kraft
war die Höchstbelastung
bzw. Höchstzugkraft.
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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.
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Die in diesem Test berücksichtigten
fünf bekannten
Faservliesschleifmaterialien 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.
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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.
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Ein Kratzversuch bietet ein Mittel
zum Vergleich der Oberflächengüte, die
einem Werkstück
durch die Wirkung eines Schleifkörpers
verliehen wird. Das Testwerkstück
ist eine Acrylplatte von 15 Zoll × 15 Zoll × 0,25 Zoll Dicke (38,1 cm × 38,1 cm × 0,64 cm
Dicke). 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 × 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
einem Prüfweg
entstanden sind, und wird in Mikrozoll 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
vom 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.
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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
handelsüblichen
Schleifkörpern
verglichen, indem die Kratzprüfung
unter Verwendung einer Bezugsebene für das Auflageverhältnis von
5% = 0 μm
ausgeführt
wurde; d. h. eine Tiefe von 5% der mittleren Kratzertiefe wird als
Bezugsebene von 0,0 μm
Tiefe neu definiert. Das Auflageverhältnis wird in der Ebene in
einer Tiefe von 0,3 μm
bezüglich
der 0,0 μm-Bezugsebene
angegeben. Die in Tabelle 3 angegebenen Werte sind der Mittelwert
von den Oberund Unterseiten der Probekörper. Ra wird in Mikrozoll,
das Auflageverhältnis
in Prozent angegeben. Die Daten in Tabelle 3 zeigen, daß das Blatt
von Beispiel L eine Oberflächengüte erzeugt,
die fein (Ra < 10
Mikrozoll) und sehr gleichmäßig und
ohne ausgezackte Kratzer ist (Auflageverhältnis < 50%)
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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 oder mechanische
Befestigungsmittel erforderlich, um die aufeinanderfolgenden Lagen
des Faservliesschleifmaterials aneinander zu befestigen. Damit ist
das Produkt im wesentlichen selbstverpackend. Das Hinzufügen der Schrumpfverpackungshülle dient
einfach dazu, die Haltbarkeit zu erhöhen, das Produkt sauber zu
halten und einen Platz für
die Produktkennzeichnung bereitzustellen.
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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 und 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.
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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 da zwischen
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 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 während des
Verbrauchs der Schleifmittelrolle mit der Abgabe von mehr Blättern von
der Rolle die Anforderungen an die Perforationsstärke mit
größer werdendem
Innendurchmesser des Mittellochs. Entsprechend sind bei kleinem
Durchmesser der stirnseitigen Öffnung
der Schutzhülle
(d. h. weniger als etwa 3 Zoll (7,62 cm)) die Anforderungen an die
Perforationsstärke
höher als
bei relativ großer Öffnung (d.
h. etwa 5 Zoll (12,7 cm) oder mehr).
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In den oben ausführlich dargestellten Beispielen
A–K sind
die spezifizierten Schleifmittel relativ aggressive Schleifmittel.
Eine geeignete Schleifmittelcharakteristik für das Faservliesmaterial wird
von einem Durchschnittsfachmann in Abhängigkeit vom Werkstück und von
der gewünschten
Oberflächenbehandlung 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 aus reicht,
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 hitzehärtbaren
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-Zirkonerde,
Bornitrid, Wolframcarbid und Siliciumnitrid. Die Schleifmittelteilchen
können
jede gewünschte
Größe haben,
aber typische Größen reichen
etwa von der Körnung
80 (mittlerer Durchmesser etwa 200 μm) bis etwa zur Körnung 1000
(mittlerer Durchmesser etwa 3 μm)
oder feiner.
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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. B. mit einem Gemisch aus Schleifmittelteilchen und Bindemittel
konstruiert werden, in dem die Schleifmittelteilchen etwa 40–80%, vorzugsweise
etwa 66% des Trockengewichts des Gemisches aus Bindemittel und Teilchen
ausmachen, mit einem Auftragstrockengewicht des Schleifmittelteilchen-Bindemittel-Gemisches
von etwa 15–50
grain/24 Zoll2 (63–210 g/m2),
und vorzugsweise von etwa 25 grain/24 Zoll2 (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 II, beziehbar von Coulter Electronics
Ltd., Bedford, England, gemessen. Teilchengrößenverteilungen (Größenangaben
in um) von 2 Schleifmittelchargen, die sich zur 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.
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Das Faservliesmaterial selbst (eine
dreidimensionale lockere Faservliesbahn aus gekräuselten oder welligen Synthesefasern,
die an gegenseitigen Kontaktstellen mit einem Bindemittel 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.
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Die vorliegende Erfindung ist zwar
anhand bevorzugter Ausführungsformen
beschrieben worden, aber der Fachmann wird erkennen, daß Änderungen
an Form und Detail vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Erfindung
abzuweichen, der durch die beigefügten Patentansprüche definiert
ist.
