DE69818107T2

DE69818107T2 - SChaumstoff umfassender Schleifgegenstand und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE69818107T2
Application number: DE69818107T
Authority: DE
Inventors: A. Kris BEARDSLEY; M. Jonathan LISE; A. Chris MINICK; B. Richard MUIR; D. Brent NICCUM; C. Rufus SANDERS; D. Jeffrey SHEELY
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1997-11-12
Filing date: 1998-03-12
Publication date: 2004-07-01
Anticipated expiration: 2018-03-13
Also published as: EP1047528B1; JP2001522732A; AU6458998A; JP4353634B2; US5849051A; DE69818107D1; EP1047528A1; WO1999024223A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Schleifschaumgegenstände mit einer erwünschten Verteilung von Schleifpartikel.
Die Herstellung und Anwendung von Schäumen, die Schleifpartikel enthalten, oder „Schleifschwämmen", ist seit langem bekannt. Von solchen Schleifgegenständen wurde gefunden, dass sie beim Reinigen, Polieren, Abschleifen und Dimensionieren von Materialien, wie Holz, Metall, Kunststoff und dergleichen, verwendbar sind, insbesondere wenn diese Materialien unregelmäßige, reliefartige oder sonstwie komplizierte Oberflächenkonturen aufweisen und behalten sollen, oder wenn die manuelle Steuerung der Arbeitsdrücke zwischen dem Schleifgegenstand und dem Werkstück erwünscht ist, z. B. wenn Innenraumtrockenwandoberflächen abgeschliffen werden.
Solche Schleifschäume weisen Schleifpartikel auf, die innerhalb eines offen- oder geschlossen-zelligen Schaums verteilt sind, wie die in den U.S. Pat. Nrn. 4,613,345 und 4,569,861 beschriebenen, oder weisen in einer anderen Ausführungsform die Schleifpartikel mit wenigstens einer Hauptoberfläche davon verklebt auf, wie in U.S. Pat. Nr. 5,429,545 beschrieben. Einige weisen faserige Verstärkungen auf, die innerhalb davon angeordnet sind, wie die in den U.S. Pat. Nrn. 3,630,800 und 5,242,749 beschriebenen Gegenstände. Bei weiteren solchen Gegenständen wurden die Schäume zerkleinert, mit Schleifpartikeln und Bindemittel gemischt und dann wieder zu einem Schleifgegenstand vereinigt, wie die Gegenstände aus U.S. Pat. Nr. 3,773,480 und GB 1,328,292. Schleifmittel enthaltende Schaumstrukturen wurden auch aus steiferen Schäumen hergestellt, wie die in EP 0 192 047 beschriebenen. US-A-2,650,158 beschreibt ein Werkzeug zum Scheuern, umfassend einen Schaumkautschukträger und eine einzelne Schicht von Schleifmittelkörnchen mit einer Dicke von im Wesentlichen einer Korngröße, die mittels eines wasserunlöslichen Klebstoffs mit permanenter Flexibilität und Dehnung klebend daran befestigt ist, wobei der Klebstoff ein Gemisch aus Kautschuk und wärmehärtbarem Harz umfasst und wobei der Schaumkautschukträger ausreichend dick ist, um dem Gegenstand Kompressibilität und Gebrauchsfestigkeit zu verleihen.
Wenn jedoch flexible, elastische Schleifgegenstände mit klebend an eine Hauptoberfläche eines Schaumsubstrats gebundenen Schleifpartikeln gewünscht sind, so ist bekannt, dass die Auswahl des klebenden Bindemittels kritisch ist, um die physikalischen Eigenschaften des flexiblen, elastischen Substrats beizubehalten, wie es in den U.S. Pat. Nrn. 4,966,609 und 5,609,513 gelehrt wird, die flexible, elastomere Bindemittel erfordern, um diese Qualitäten beizubehalten.
Wenn harte, nicht elastomere Bindemittel, wie Phenol-Formaldehyd-Kondensate, eingesetzt werden, werden die elastischen, elastomeren Qualitäten der Schaumsubstrate rasch von den physikalischen Eigenschaften dieser Bindemittel überdeckt, was den resultierenden Schleifgegenstand brüchig und anfällig für Zerbrechen, Reißen und Durchstoßen bei normaler Anwendung macht. Dieses Problem wurde beispielsweise in EP 0 010 408 angesprochen, das die Verwendung einer Schablone oder Maske beschreibt, um solche harten, nicht elastomeren Bindemittel in vorgegebenen, diskontinuierlichen Mustern aufzutragen oder „aufzudrucken" und gleichzeitig oder nachfolgend Schleifpartikel auf diese gedruckten Muster aus Bindemittel aufzutragen. Diese Technik überwindet einige der vorstehend beschriebenen Mängel, lässt aber immer noch Flächen zurück, die für brüchiges Versagen anfällig sind, und führt das Problem des nicht einheitlichen Abriebs ein, wie „Spurenerzeugung" oder „Rillenbildung" am Werkstück durch den Schleifgegenstand auf Grund der diskontinuierlichen Anordnung der Schleifelemente des Gegenstands.
Dieses Dokument wird als die Beschreibung der wichtigsten Fakten des Standes der Technik betrachtet und offenbart einen flexiblen Schleifgegenstand, umfassend:
ein flexibles und elastisches Schaumsubstrat mit einer ersten und zweiten Substrathauptoberfläche, wobei mindestens eine der Oberflächen eine Vielzahl an offenen Zellen aufweist, welche sich im Wesentlichen auf der Substratoberfläche befinden, die offenen Zellen beschichtbare Oberflächen aufweisen, welche durch miteinander verbundene Hohlräume definiert sind, und
eine Vielzahl an Schleifpartikeln, welche an den beschichtbaren Oberflächen der offenen Zellen befestigt sind, wobei die Partikel an den beschichtbaren Oberflächen unter Verwendung eines gehärteten, harten, nicht elastomeren Klebstoffs mit bedeutend weniger elastomeren Eigenschaften als das Schaumsubstrat befestigt sind, Das Auftragen von einheitlichen Beschichtungen verschiedener Zusammensetzungen auf Gewebe, Papier oder Holz mittels mechanischer Schäum- oder „Aufschäum"-Techniken ist bekannt, wie die in DE 2,722,083 beschriebene, bei der der Energiebedarf zur Trocknung der Zusammensetzungen vermindert ist. Jedoch war der Erhalt von kritischen physikalischen Eigenschaften der elastischen, elastomeren offen- oder geschlossen-zelligen Schaumsubstrate, die mit einem harten, nicht elastomeren Bindemittel beschichtet sind, weder beschrieben noch vorweggenommen worden.
1 zeigt ein Schleifprodukt mit Partikeln, die mittels Aufsprühen einer harzigen Aufschlämmung aufgetragen wurden, wobei der harzige Klebstoff Agglomerate 12 entlang der beschichtbaren Oberflächen 10 des Schaumsubstrats bildet, wobei die feinen Schleifpartikel im Harz dispergiert und eingehüllt sind. Da die Partikel in einer harzigen Aufschlämmung auf das Schaumsubstrat aufgetragen werden, werden die feinen Schleifpartikel in der Regel im gehärteten Harz eingehüllt und der resultierende Schleifgegenstand weist eine im Wesentlichen nicht einheitliche Verteilung des agglomerierten Harzes und der feinen Schleifpartikel entlang der beschichtbaren Oberflächen des Substrats auf. Bei einem solchen Aufbau können die feinen Schleifpartikel nicht unmittelbar in Abschleifanwendungen des fertig gestellten Gegenstands verfügbar sein, was möglicherweise die Gesamtschleifleistung der Gegenstände weniger als optimal macht und Raum für Verbesserungen der Leistung lässt.
Die vorliegende Erfindung stellt Schleifgegenstände bereit, die feine Schleifpartikel einschließen, die an den beschichtbaren Oberflächen der offenen Zellen eines Schaumsubstrats in einer gewünschten Partikelverteilung verklebt sind. Die Gegenstände sind in Schleifanwendungen, wie beispielsweise Nachbearbeitung und Polieren von Metall-, Holz- und Kunststoffoberflächen, und insbesondere in der Automobilersatzteilmarktindustrie verwendbar, wo die Gegenstände zum Behandeln von lackierten Automobilblechen und dergleichen verwendbar sind. Bei der Herstellung solcher Gegenstände werden feine Schleifpartikel auf den beschichtbaren Oberflächen der offenen Zellen eines Schaumsubstrats so angeordnet, dass die Partikel auf im Wesentlichen einheitliche Art entlang der Oberflächen der offenen Zellen verteilt sind, wodurch ein schleifend wirksamer Gegenstand bereitgestellt wird. Überraschenderweise behalten die erfindungsgemäßen Schleifgegenstände einen wesentlichen Grad der Eigenschaften des unbeschichteten Schaumsubstrats (beispielsweise Elastizität, Flexibilität) bei, wenn ein hartes, nicht elastomeres Bindemittel oder Klebstoff verwendet wird, um die Schleifpartikel mit dem Substrat zu verkleben. Mit anderen Worten, die resultierenden, erfindungsgemäßen Schleifschaumgegenstände sind anpassungsfähige, flexible Schleifgegenstände.
Bei der Beschreibung der vorliegenden Erfindung bezieht sich „elastisch" auf eine Eigenschaft eines Substrats, die es dem Substrat ermöglicht, seine ursprüngliche Gestalt im Wesentlichen wieder anzunehmen, nachdem es gebogen, gedehnt oder komprimiert wurde. „Flexibler Schleifgegenstand" bezieht sich auf einen Schleifgegenstand, der, wenn er mit der Schleiffläche nach außen auf sich selbst zurückgefaltet wird, zu einer messerhaften Kante der Schleifbeschichtung führt. „Schaumsubstrat" bezieht sich auf ein Schaumsubstrat mit offenen Zellen, die dadurch definiert sind, dass Hohlräume in wenigstens einer Oberfläche des Substrats miteinander verbunden sind. Beispielsweise schließt ein Schaumsubstrat, wie es hier verwendet wird, einen im Wesentlichen geschlossen-zelligen Schaum ein, der wenigstens eine Oberfläche aufweist, die offene Zellen umfasst. „Harter, nicht elastomerer Klebstoff bezieht sich auf einen gehärteten Klebstoff, der bedeutend geringere elastomere Eigenschaften als das Schaumsubstrat aufweist. „Bindemittelschichtvorstufe" ("make coat precursor") bezieht sich auf das beschichtbare, harzartige Klebstoffmaterial, das auf die beschichtbaren Oberflächen der offenen Zellen des Schaumsubstrats aufgetragen wird, um die Schleifpartikel daran zu sichern. „Bindemittelschicht" ("make coat") bezieht sich auf die Schicht aus erhärtetem Harz über den beschichtbaren Oberflächen der offenen Zellen des Schaumsubstrats, die durch Härten der Bindemittelschichtvorstufe erzeugt wird. „Deckschichtvorstufe" ("size coat precursor") bezieht sich auf das beschichtbare, harzartige Klebstoffmaterial, das auf die beschichtbaren Oberflächen der offenen Zellen des Schaumsubstrats über der Bindemittelschicht aufgetragen wird. „Deckschicht" ("size coat") bezieht sich auf die Schicht aus erhärtetem Harz über den beschichtbaren Oberflächen der offenen Zellen des Schaumsubstrats, die durch Härten der Deckschichtvorstufe erzeugt wird. „Gehärtet" oder „vollständig gehärtet" bedeutet ein erhärtetes, polymerisiertes, härtbares, beschichtbares Harz. „Feine Schleifpartikel" bezieht sich auf schleifend wirksame Partikel, umfassend jedes der hier angegebenen Materialien und mit einer Verteilung der Partikelgrößen, bei der der Median des Partikeldurchmessers etwa 60 μm oder weniger beträgt. Es wird eine kugelförmige Partikelgestalt angenommen, wenn auf den Median des Partikeldurchmessers Bezug genommen wird, basierend auf Standardtestverfahren, die zur Bestimmung von Partikeldurchmessern verfügbar sind, wie beispielsweise ANSI-Testverfahren B74.18-1884. „Im Wesentlichen einheitlich" bedeutet, wenn auf die Verteilung der feinen Schleifpartikel entlang der Konturen und Wände, d. h. den beschichtbaren Oberflächen, die durch Zwischen- oder Hohlräume definiert sind, Bezug genommen wird, dass die Partikel in den fertig gestellten Gegenständen entlang den beschichtbaren Oberflächen der offenen Zellen ohne signifikante Agglomeration von Harz und Partikeln verteilt sind, was visuell durch mikroskopische Begutachtung der Zellen beobachtet werden kann. Im fertig gestellten Gegenstand ist die Mehrheit der Partikel entlang den beschichtbaren Oberflächen der offenen Zellen angeordnet, so dass sie bei der Anfangsanwendung des Gegenstand schleifend wirksam sind.
Unter Bezug auf die Bindemittelzusammensetzungen der Bindemittel- und Deckschichten bedeutet „labil" einen geschäumten oder aufgeschäumten Zustand, der einer flüssigen Dispersion von Bindemittelmaterial (beispielsweise einer Bindemittelschichtvorstufe oder einer Deckschichtvorstufe) so verliehen wird, dass der aufgeschäumte Zustand der Bindemitteldispersion vorübergehend ist. Mit dem Begriff „aufgeschäumt" ist eine Dispersion von Gasbläschen in einer Flüssigkeit gemeint, wobei jedes Bläschen in einem dünnen Film der Flüssigkeit eingeschlossen ist. Die labilen Schäume, die in der Erfindung eingesetzt werden, umfassen also auch Schaum, der aus verhältnismäßig großen Gasbläschen besteht.
Die Erfindung wird durch einen Gegenstand, wie er durch Anspruch 1 geschützt wird, ebenso wie durch ein Verfahren, wie es durch Anspruch 16 geschützt wird, definiert.
Vorzugsweise schließen lediglich die offen-zelligen Oberflächen der ersten und/oder zweiten Substrathauptoberflächen daran verklebte Schleifpartikel ein und die Partikel können irgendeines aus einer Vielzahl geeigneter Schleifmaterialien umfassen. Die Partikel sind mit einem geeigneten Klebstoff an die beschichtbaren Oberflächen der offenen Zellen des Schaumsubstrats gebunden, der harte, nicht elastomere thermoplastische oder wärmehärtbare Harze umfassen kann. Vorzugsweise werden die Partikel an den beschichtbaren Oberflächen der offenen Zellen gesichert, indem eine wärmehärtbare Bindemittelschicht aus Phenolharz und gegebenenfalls eine ähnliche Deckschicht verwendet wird. Vorzugsweise werden die meisten der Schleifpartikel, die auf der Harzbindemittelschichtvorstufe abgelagert werden, an den offenen Zellen auf der Oberfläche des Schaumsubstrats befestigt. Vorzugsweise sind wenigstens etwa 80 Gew.-% der Schleifpartikel, die auf der Harzbindemittelschichtvorstufe abgelagert sind, an den offenen Zellen des Schaumsubstrats an Stellen innerhalb einer vertikalen Entfernung, gemessen von der beschichteten äußeren Oberfläche, befestigt, die höchstens etwa 25%, stärker bevorzugt höchstens etwa 15%, der Gesamtdicke des Schaumsubstrats beträgt. Deshalb sind bei einem offen-zelligen Schaumsubstrat mit einer Gesamtdicke von 10 mm wenigstens etwa 80 Gew.-% der Schleifpartikel, die auf die Harzbindemittelschichtvorstufe aufgetragen wurden, an die offenen Zellen gebunden, die sich innerhalb einer vertikalen Entfernung von 2,5 mm von der beschichteten äußeren Oberfläche befinden. Jedoch wird ins Auge gefasst, dass die Durchdringung des aufgeschäumten Harzklebstoffs in ein vollständig retikuliertes Schaumsubstrat durch das gesamte Substrat erfolgen kann, wobei die Schleifpartikel einheitlich entlang der offenen Zellen verteilt sind, wie vorstehend beschrieben, wobei der Gegenstand einen wesentlichen Anteil der Eigenschaften des unbeschichteten Substrats beibehält.
Die erfindungsgemäßen Gegenstände können in Form von Handunterlagen, Endlosbändern, Scheiben, verdichteten oder komprimierten Rädern und dergleichen bereitgestellt werden. Außerdem können die erfindungsgemäßen Gegenstände auf andere Gegenstände laminiert sein, wie Vlies, geschlossen-zelligen Schaum, offen-zelligen Schaum oder steife Schaumsubstrate und dergleichen, oder die Gegenstände können in Rollenform mit oder ohne Perforationen darin bereitgestellt werden.
Bei der Herstellung der vorstehenden Gegenstände wird ein Schaumsubstrat hergestellt oder wird anderweitig bereitgestellt. Eine Bindemittelschichtvorstufenzusammensetzung wird auf die äußere Oberfläche des Schaumsubstrats zur Bildung einer ersten Beschichtung aufgetragen. Eine Vielzahl der vorstehenden feinen Schleifpartikel wird auf die erste Beschichtung aufgetragen und die Bindemittelschichtvorstufenzusammensetzung wird wenigstens zum Teil gehärtet. Gegebenenfalls wird eine Deckschichtvorstufenzusammensetzung über die Schleifpartikel und die erste Beschichtung zur Bildung einer zweiten Beschichtung aufgetragen. Die ersten und zweiten Beschichtungen werden gehärtet, um die Schleifpartikel an den beschichtbaren Oberflächen der offenen Zellen des Schaumsubstrats zu befestigen, wodurch der Schleifgegenstand bereitgestellt wird, bei dem die Partikel an den offen-zelligen Oberflächen in im Wesentlichen einheitlicher Verteilung entlang den Konturen und „Wänden" davon befestigt sind.
Die feinen Schleifpartikel werden auf der Bindemittelschichtvorstufe abgelagert, indem vorzugsweise die Partikel zuerst auf einer Hauptoberfläche des Schaumsubstrats und dann über der zweiten Hauptoberfläche des Schaumsubstrats abgelagert werden, wobei das Ablagerungsverfahren eingesetzt wird, das in WO 97/42003 A beschrieben wird. Größere Schleifpartikel, d. h. > 60 μm Durchmesser, werden vorzugsweise mit bekannten Verfahren, wie Fallbeschichtung oder elektrostatische Beschichtung, auf die Bindemittelschichtvorstufe aufgetragen. Vorzugsweise sind die Bindemittelschicht- und Deckschichtvorstufen wärmehärtbare, beschichtbare Phenolharze, die als labile Schäume bereitgestellt werden. Die Bindemittelschichtvorstufe wird vor dem Auftragen auf das Schaumsubstrat aufgeschäumt und kann danach vor dem Auftragen der Schleifpartikel wenigstens zum Teil zusammenfallen. Gleichermaßen wird die optionale Deckschicht, wenn sie auf den Gegenstand aufgetragen wird, vorzugsweise aufgeschäumt und dann über die wenigstens zum Teil gehärtete Bindemittelschicht aufgetragen. Die Bindemittelschichtvorstufe und Deckschichtvorstufe werden dann vollständig gehärtet, wodurch die erfindungsgemäßen Schleifgegenstände bereitgestellt werden, und die so hergestellten Gegenstände können weiter verarbeitet werden, um Handunterlagen, Endlosbänder, Scheiben, verdichtete oder komprimierte Räder und dergleichen bereitzustellen.
Die zusätzlichen Einzelheiten der Erfindung werden von Fachleuten unter Betrachtung der übrigen Offenbarung besser geschätzt, einschließlich der ausführlichen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform und den beigefügten Ansprüchen.
Bei der Beschreibung der verschiedenen Gesichtspunkte der bevorzugten Ausführungsform wird auf die Figuren Bezug genommen, wobei:
1 eine vergrößerte Photographie eines Teils eines Schleifgegenstands ist, die einzelne offene Zellen eines Schaumsubstrats zeigt, wobei Schleifpartikel an den offenen Zellen unter Verwendung einer harzartigen Aufschlämmung verklebt sind;
2 eine vergrößerte Photographie eines Teils eines Schleifgegenstands ist, die einzelne offene Zellen zeigt, wobei Schleifpartikel gemäß der Erfindung an den beschichtbaren Oberflächen der offenen Zellen verklebt sind;
3 eine schematische Teilansicht eines Verfahrens und Geräts zur Herstellung von Schaumschleifgegenständen gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
4 eine schematische Teilansicht einer Ausführungsform einer Partikelbeschichtungsmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
5 eine Seitenansicht eines alternativen Partikelsprühers zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung ist;
6 eine Teilquerschnittsansicht der Düse aus 5 entlang Linie 6-6 ist;
6A eine Ansicht wie 6 einer alternativen Ausführungsform der Düse ist;
7 eine Querschnittsansicht einer weiteren alternativen Ausführungsform eines Partikelsprühers zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung ist; und
die 8A bis 8D schematische Draufsichten von alternativen Mustern des Beschichtungsgeräts der vorliegenden Erfindung sind.
Nun werden Einzelheiten der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Für den Fachmann ist klar, dass die Einzelheiten der nachstehend erläuterten Ausführungsformen in keiner Weise die Merkmale der Erfindung begrenzen sollen, sondern diese lediglich veranschaulichen sollen. Bei der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform wird auf die Figuren Bezug genommen, wobei strukturelle Merkmale durch Referenzziffern identifiziert werden und wobei identische Referenzziffern identische Strukturen bezeichnen.
Wie in 2 gezeigt, umfassen die erfindungsgemäßen Gegenstände ein Schaumsubstrat mit offenen Zellen 100 auf wenigstens einer Oberfläche des Substrats. Die offenen Zellen umfassen beschichtbare Oberflächen 102, die durch Zwischen- oder Hohlräume 104 definiert sind, die auch „Poren" genannt werden. Eine Vielzahl von Schleifpartikeln 106 ist an die beschichtbaren Oberflächen der Zellen mit gehärteten, harzigen Bindemitteln gebunden, die auf das Schaumsubstrat aufgetragen wurden, um Bindemittel- und Deckschichten bereitzustellen, wie hier beschrieben. Die Schleifpartikel sind in einer bevorzugten Verteilung entlang der beschichtbaren Oberflächen der Zellen so angeordnet, dass die Partikel in einer im Wesentlichen einheitlichen Weise entlang der beschichtbaren Oberflächen der Zellen verteilt sind, die durch Hohlräume definiert sind und ohne die Zellen in agglomeriertem Harz zu versenken. Bei diesem Aufbau sind die Partikel angeordnet, so dass sie unmittelbar wirksam in anfänglichen Schleifanwendungen des fertig gestellten Gegenstands sind. Die Schleifgegenstände der 1 und 2 wurden unter Verwendung desselben Typs und derselben Zusammensetzung der Schaumsubstrate und desselben Bindemittelschichtharzes hergestellt.
Schaumsubstrat
Die Gasphase ist in einem zellulären Polymer oder Schaum in Zwischen- oder Hohlräumen verteilt, die Zellen genannt werden. Wenn diese Zellen so miteinander verbunden sind, dass Gas von einer Zelle zur anderen gelangen kann, wird der Schaum als offen-zellig bezeichnet. Im Gegensatz dazu wird der Schaum als geschlossen-zellig bezeichnet, wenn die Zellen getrennt sind und die Gasphase jeder einzelnen von der der anderen Zellen unabhängig ist. Wenn der Anteil der offenen Zellen in einem Schaum größer als der Anteil der geschlossenen Zellen ist, ist der Schaum ein offen-zelliger Schaum. Der Gehalt an geschlossenen Zellen eines Schaums kann mittels eines Luftstrom-Manometers gemessen werden, das in ASTM Verfahren D3574 beschrieben wird.
Im Allgemeinen kann jedes elastische und flexible Schaumsubstrat mit offenen Zellen mit beschichtbaren Oberflächen auf wenigstens einer Oberfläche des Substrats in den endungsgemäßen Schleifgegenständen verwendet werden. Bevorzugte Schaumsubstrate weisen zwischen etwa 4 und etwa 100 Poren pro Inch (pores per inch: ppi) (mittlerer Porendurchmesser 6 bis 0,25 mm) auf. Schaumsubstrate mit mehr als etwa 100 ppi weisen Oberflächen auf, die sich wie massive Oberflächen verhalten. Solche massiven Oberflächen können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschichtet werden, jedoch können die Schaumsubstrate auf Grund der nicht einheitlichen Auftragung von Harz und Partikeln nicht die Eigenschaften des unbeschichteten Schaumsubstrats beibehalten. Verwendbare Schaumsubstrate schließen die aus synthetischen Polymermaterialien, wie Polyurethane, Schaumkautschuke und Silikone, hergestellten und natürliche Schwammmaterialien ein.
Die Dicke des Schaumsubstrats wird lediglich durch die gewünschte Endverwendung des Schleifgegenstands begrenzt. Bevorzugte Schaumsubstrate haben eine Dicke im Bereich von etwa 1 mm bis etwa 50 mm.
Klebstoffbindemittel
Wie nachstehend ausführlicher beschrieben, wird durch Auftragen einer harzigen Bindemittelschichtvorstufe oder ersten Harzes und gegebenenfalls einer Deckschichtvorstufe oder zweiten Harzes über die Bindemittelschichtvorstufe auf das Schaumsubstrat eine Klebstoffschicht erzeugt. Vorzugsweise wird die Klebstoffschicht aus der Bindemittelschichtvorstufe und der Deckschichtvorstufe erzeugt, die mit einem Beschichtungsgewicht auf das Schaumsubstrat aufgetragen wurden, das im gehärteten Zustand die notwendige Haftung bereitstellt, um die Schleifpartikel fest an die Fasern zu binden. Bei den fertig gestellten, erfindungsgemäßen Gegenständen stellt die Klebstoffschicht eine dünne Beschichtung aus Harz über den feinen Schleifpartikeln bereit, ohne die Partikel im Harz zu versenken. Wenn sie unter einem Mikroskop betrachtet werden, lässt sich beispielsweise beobachten, dass die einzelnen Partikel an den durch den Hohlraum definierten, beschichtbaren Oberflächen der Zellen verankert sind und sich von den äußeren Oberflächen der beschichtbaren Oberflächen nach außen erstrecken. Bei diesem Aufbau sind die feinen Schleifpartikel im Gegenstand angeordnet, so dass sie unmittelbar wirksam in den anfänglichen Schleifanwendungen des fertig gestellten Gegenstands sind. Darüber hinaus sind die Partikel fest mit den beschichtbaren Oberflächen der offenen Zellen verklebt, wodurch ein Schleifgegenstand mit einer zufriedenstellenden Gebrauchsdauer bereitgestellt wird.
Die Bindemittelschichtvorstufe, die zur Verwendung in der Erfindung geeignet ist, ist ein beschichtbares, härtbares Klebstoffbindemittel und kann einen oder mehrere thermoplastische oder vorzugsweise wärmehärtbare harzige Klebstoffe umfassen. Harzige Klebstoffe, die zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, schließen Phenolharze, Aminoplastharze mit α,β-ungesättigten Carbonylseitengruppen, Urethanharze, Epoxidharze, ethylenisch ungesättigte Harze, acrylierte Isocyanuratharze, Harnstoff-Formaldehyd-Harze, Isocyanuratharze, acrylierte Urethanharze, acrylierte Epoxidharze, Bismaleinimidharze, fluorenmodifizierte Epoxidharze und Kombinationen davon ein. Katalysatoren und/oder Härter können der Bindemittelvorstufe zugegeben werden, um den Polymerisationsprozess zu starten und/oder zu beschleunigen.
Epoxidharze haben eine Oxiranfunktion und werden durch Ringöffnung polymerisiert. Diese Epoxidharze schließen monomere Epoxidharze und polymere Epoxidharze ein. Diese Harze können sich in der Natur ihrer Grundgerüste und Substituentengruppen stark unterscheiden.
Beispielsweise kann das Grundgerüst von jedem Typ sein, der normalerweise mit Epoxidharzen verknüpft ist, und die Substituentengruppen daran können jede Gruppe sein, die frei von aktiven Wasserstoffatomen ist, die bei Zimmertemperatur mit einem Oxiranring reagieren. Repräsentative Beispiele für annehmbare Substituentengruppen schließen Halogene, Estergruppen, Ethergruppen, Sulfonatgruppen, Siloxangruppen, Nitrogruppen und Phosphatgruppen ein. Beispiele für einige bevorzugte Epoxidharze schließen 2,2-Bis[4-(2,3-epoxypropoxy)-phenyl]propan (Diglycidylether von Bisphenol A) und im Handel unter der Handelsbezeichnung „Epon 828", „Epon 1004" und „Epon 1001F", erhältlich von Shell Chemical Co., „DER-331", „DER-332" und „DER-334", erhältlich von Dow Chemical Co., erhältliche Materialien ein. Weitere geeignete Epoxidharze schließen Glycidylether von Phenol-Formaldehyd-Novolak ein (beispielsweise „DEN-431" und „DEN-428", erhältlich von Dow Chemical Co.).
Beispiele für ethylenisch ungesättigte Bindemittelvorstufen schließen Aminoplastmonomer oder -oligomer mit α,β-ungesättigten Carbonylseitengruppen, ethylenisch ungesättigte Monomere oder Oligomere, acrylierte Isocyanuratmonomere, acrylierte Urethanoligomere, acrylierte Epoxidmonomere oder -oligomere, ethylenisch ungesättigte Monomere oder Verdünnungsmittel, Acrylatdispersionen oder Gemische davon ein.
Die Aminoplastbindemittelvorstufen weisen wenigstens eine α,β-ungesättigte Carbonylseitengruppe pro Molekül oder Oligomer auf. Diese Materialien werden weiter in den U.S. Pat. Nrn. 4,903,440 (Larson et al.) und 5,236,472 (Kirk et al.) beschrieben.
Die ethylenisch ungesättigten Monomere oder Oligomere können monofunktionell, difunktionell, trifunktionell oder tetrafunktionell oder von noch höherer Funktionalität sein. Der Begriff Acrylat schließt sowohl Acrylate als auch Methacrylate ein. Ethylenisch ungesättigte Bindemittelvorstufen schließen sowohl monomere als auch polymere Verbindungen ein, die Atome von Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff und gegebenenfalls Stickstoff und den Halogenen enthalten. Sauerstoff- oder Stickstoffatome oder beide sind im Allgemeinen in Ether-, Ester-, Urethan-, Amid- und Harnstoffgruppen vorhanden. Ethylenisch ungesättigte Verbindungen weisen vorzugsweise ein Molekulargewicht von weniger als etwa 4.000 auf und sind vorzugsweise Ester, die durch die Reaktion von Verbindungen, die aliphatische Monohydroxygruppen oder aliphatische Polyhydroxygruppen enthalten, und ungesättigten Carbonsäuren hergestellt werden, wie Acrylsäure, Methacrylsäure, Itaconsäure, Crotonsäure, Isocrotonsäure, Maleinsäure und dergleichen. Repräsentative Beispiele für ethylenisch ungesättigte Monomere schließen Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Styrol, Divinylbenzol, Hydroxyethylacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, Hydroxypropylacrylat, Hydroxypropylmethacrylat, Hydroxybutylacrylat, Hydroxybutylmethacrylat, Vinyltoluol, Ethylenglykoldiacrylat, Polyethylenglykoldiacrylat, Ethylenglykoldimethacrylat, Hexandioldiacrylat, Triethylenglykoldiacrylat, Trimethylolpropantriacrylat, Glycerintriacrylat, Pentaerythrittriacrylat, Pentaerythrittrimethacrylat, Pentaerythrittetraacrylat und Pentaerythrittetramethacrylat ein. Weitere ethylenisch ungesättigte Harze schließen Monoallyl-, Polyallyl- und Polymethallylester und -amide von Carbonsäuren ein, wie Diallylphthalat, Diallyladipat und N,N-Diallyladipamid. Noch weitere stickstoffhaltige Verbindungen schließen Tris(2-acryloxyethyl)isocyanurat, 1,3,5-Tri(2-methacryloxyethyl)-s-triazin, Acrylamid, Methylacrylamid, N-Methyl-acrylamid, N,N-Dimethylacrylamid, N-Vinylpyrrolidon und N-Vinyl-piperidon ein.
Isocyanuratderivate mit wenigstens einer Acrylatseitengruppe und Isocyanatderivate mit wenigstens einer Acrylatseitengruppe werden ferner in U.S. Patent Nr. 4,652,274 (Boettcher et al.) beschrieben. Das bevorzugte Isocyanuratmaterial ist ein Triacrylat von Tris(hydroxyethyl)isocyanurat.
Acrylierte Urethane sind Diacrylatester von hydroxylterminiertem Isocyanat, verlängert mit Polyestern oder Polyethern. Beispiele für im Handel erhältliche acrylierte Urethane schließen „UVITHANE 782", erhältlich von Morton Chemical, und „CMD 6600", „CMD 8400" und „CMD 8805", erhältlich von UCB Radcure Specialties, ein. Acrylierte Epoxide sind Diacrylatester von Epoxidharzen, wie die Diacrylatester von Bisphenol A-Epoxidharz. Beispiele für im Handel erhältliche acrylierte Epoxide schließen „CMD 3500", „CMD 3600" und „CMD 3700" ein, erhältlich von UCB Radcure Specialties.
Acrylierte Urethane sind Diacrylatester von hydroxylterminiertem NCO, verlängert mit Polyestern oder Polyethern. Beispiele für im Handel erhältliche acrylierte Urethane schließen UVITHANE 782, erhältlich von Morton Thiokol Chemical, und CMD 6600, CMD 8400 und CMD 8805, erhältlich von Radcure Specialties, ein.
Acrylierte Epoxide sind Diacrylatester von Epoxidharzen, wie die Diacrylatester von Bisphenol A-Epoxidharz. Beispiele für im Handel erhältliche acrylierte Epoxide schließen CMD 3500, CMD 3600 und CMD 3700 ein, erhältlich von Radcure Specialties.
Beispiele für ethylenisch ungesättigte Verdünnungsmittel oder Monomere finden sich in den U.S. Patenten Nrn. 5,236,472; 5,667,842; und 5,580,647. In einigen Fällen sind diese ethylenisch ungesättigten Verdünnungsmittel nützlich, da sie in der Regel mit Wasser verträglich sind.
Zusätzlich Einzelheiten, die Acrylatdispersionen betreffen, finden sich in U.S. Pat. Nr. 5,378,252 (Follensbee).
Es ist auch innerhalb des Umfangs dieser Erfindung, ein teilweise polymerisiertes, ethylenisch ungesättigtes Monomer in der Bindemittelvorstufe zu verwenden. Beispielsweise kann ein Acrylatmonomer teilweise polymerisiert und in die Bindemittelschichtvorstufe eingebracht werden. Der Grad der teilweisen Polymerisation sollte so kontrolliert werden, dass das resultierende, teilweise polymerisierte, ethylenisch ungesättigte Monomer keine übermäßig hohe Viskosität aufweist, so dass die Bindemittelvorstufe ein beschichtbares Material ist. Ein Beispiel für ein Acrylatmonomer, das teilweise polymerisiert werden kann, ist Isooctylacrylat. Es ist auch innerhalb des Umfangs dieser Erfindung, eine Kombination aus einem teilweise polymerisierten, ethylenisch ungesättigten Monomer mit einem weiteren ethylenisch ungesättigten Monomer und/oder einem durch Kondensation härtbaren Bindemittel zu verwenden.
Bei der Herstellung von Handunterlagen zur Verwendung in den vorstehend erwähnten Automobilanwendungen umfassen die Klebstoffmaterialien, die als Bindemittelschichtvorstufe verwendet werden, in der vorliegenden Erfindung vorzugsweise wärmehärtbare Phenolharze, wie Resol- und Novolakharze, beschrieben in Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 3. Aufl., John Wiley & Sons, 1981, New York, Bd. 17, 384–399. Resolphenolharze werden mit einem basischen Katalysator und einem molaren Überschuss an Formaldehyd hergestellt, typischerweise mit einem Molverhältnis von Formaldehyd zu Phenol zwischen 1,0 : 1,0 und 3,0 : 1,0. Novolakharze werden unter saurer Katalyse und mit einem Molverhältnis von Formaldehyd zu Phenol von weniger als 1,0 : 1,0 hergestellt. Ein typisches Resolharz, das bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Gegenstände verwendbar ist, enthält zwischen etwa 0,75 Gew.-% und etwa 1,4 Gew.-% freies Formaldehyd; zwischen etwa 6% und etwa 8% freies Phenol; etwa 78% Feststoffe, wobei der Rest Wasser ist. Der pH-Wert eines solchen Harzes beträgt etwa 8,5 und die Viskosität liegt zwischen etwa 2400 und etwa 2800 Centipoise. Im Handel erhältliche Phenolharze, die zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, schließen die ein, die unter den Handelsbezeichnungen „Durez" und „Varcum", erhältlich von Occidental Chemicals Corporation (N. Tonawonda, N.Y.); „Resinox", erhältlich von Monsanto Corporation; und „Arofene" und „Arotap", beide erhältlich von Ashland Chemical Company; bekannt sind, ebenso wie das Resolpräkondensat, das unter der Handelsbezeichnung „BB077" von Neste Resins, einer Abteilung der Neste Canada, Inc., Mississauga, Ontario, Canada, erhältlich ist. Organisches Lösungsmittel kann dem Phenolharz, wie es erforderlich oder gewünscht ist, zugegeben werden.
Vorzugsweise wird das Klebstoffbindemittel, das als die Bindemittelschicht verwendet wird, vor dem Auftragen auf die beschichtbaren Oberflächen der offenen Zellen des Schaumsubstrats geschäumt oder aufgeschäumt. Die Bindemittelzusammensetzung kann eine wässrige Dispersion eines Bindemittels sein, die beim Trocknen härtet. Am stärksten bevorzugt unter diesen Bindemittelzusammensetzungen sind schäumbare, beschichtbare, härtbare Resolphenolharze, umfassend ein oberflächenaktives Mittel, um die Erzeugung des Schaums zu unterstützen und seine Stabilität zu verbessern. Ein beispielhaftes, im Handel erhältliches oberflächenaktives Mittel ist unter der Handelsbezeichnung „SULFOCHEM SLS" von Chemron Corporation, Paso Robles, California, bekannt. Solche Schaumbildner (Emulgiermittel) oder Surfactanten werden dem Bindemittelschichtharz zugegeben und mittels Beschichtungsverfahren, die mit flüssigen Beschichtungen verträglich sind, auf das Schaumsubstrat aufgetragen. Mengen von rund 1,0% bis 6,0% und vorzugsweise etwa 3% der gesamten nassen Komponenten werden verwendet.
Die schäumbare oder aufschäumbare, beschichtbare, härtbare Harzmasse, die als Bindemittelschichtvorstufe in der vorliegenden Erfindung verwendbar ist, sollte ihre Schaumform ausreichend lange aufrecht erhalten können, um das Auftragen des Schaums auf das Schaumsubstrat zu ermöglichen, bevor der Schaum merklich zusammenfällt. Vorzugsweise beginnt die aufgeschäumte Bindemittelschicht bald nach dem Auftragen auf das Schaumsubstrat zusammenzufallen, so dass das Auftragen der Schleifpartikel auf eine Weise erfolgen kann, die es den Partikeln ermöglicht, über die obersten Oberflächenschichten der offenen Zellen hinaus in das Substrat einzudringen. Die Harzmassen können mit bekannten Verfahren aufgeschäumt werden, wie durch mechanisches Schäumen oder Aufschäumen, durch Einblasen und Dispergieren von unlöslichem Gas oder durch Verwendung von chemischen Treibmitteln, die sich thermisch oder andersartig unter Bildung eines Gasphasenmaterials zersetzen. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung sollten die aufschäumbaren, beschichtbaren, härtbaren Harzmassen bis zu einem Blasverhältnis, d. h. dem Verhältnis von aufgeschäumtem Volumen zu dem des nicht aufgeschäumten Ausgangsmaterials, von zwischen 2 : 1 und 99 : 1 aufschäumbar sein. Aufgeschäumte Phenolbindemittelharzdispersionen haben vorzugsweise einen Gasgehalt von wenigstens 20 Vol.% und stärker bevorzugt zwischen 50% und 99% (oder ein Blasverhältnis zwischen 2 : 1 und 99 : 1, vorzugsweise zwischen 5 : 1 und 25 : 1 und stärker bevorzugt etwa 10 : 1). Der labile Schaum muss seine strukturelle Integrität wenigstens so lange beibehalten, bis der Schaum auf die Fasern des Schaumsubstrats aufgetragen wurde, um das nasse Aufgabegewicht des Harzes, das auf die Faserschicht aufgetragen wird, zu verringern. Das Aufschäumen der Bindemittelschicht stellt eine erwünschte und ökonomisch attraktive Verringerung des Aufgabegewichtes des Harzes bereit, da das geschäumte Harz hochgradig mit Luft verdünnt ist, was das Volumen des Harzes merklich erhöht, während eine kleinere Menge verwendet wird, als ohne Aufschäumen erforderlich wäre. Das Auftragen des aufgeschäumten Harzes auf die offenen Zellen des Schaumsubstrats erzeugt eine im Wesentlichen einheitliche Monoschicht aus Harz entlang der beschichtbaren Oberflächen der offenen Zellen, die wiederum die bindende Oberfläche für die feinen Schleifpartikel bereitstellt.
Das aufgeschäumte Harz wird so auf das Schaumsubstrat aufgetragen, dass eine Menge bereitgestellt wird, die, wenn sie getrocknet ist, eine hüllenartige Bedeckung über den beschichtbaren Oberflächen der offenen Zellen des Schaumsubstrat bereitstellt. Bei Schaumsubstraten mit den vorstehend erwähnten Dichten liegt das Aufgabegewicht der aufgeschäumten Phenolbindemittelschichtvorstufe vorzugsweise im Bereich von etwa 33 g/m² bis etwa 105 g/m². Das spezielle, einzusetzende Aufgabegewicht hängt von mehreren Faktoren ab, wie der Natur des Schaumsubstrats (beispielsweise Dichte, Zelltypen und -formen und dergleichen), ebenso wie der Natur des eingesetzten Harzes. Die Bestimmung der passenden Aufgabegewichte der Bindemittelschicht ist für den Fachmann in diesem Gebiet leicht.
Die Deckschichtvorstufe kann die gleiche sein wie die vorstehend erläuterte Bindemittelschichtvorstufe oder sie kann von der Bindemittelschichtvorstufe verschieden sein. Die Deckschichtvorstufe kann jeden der vorstehend erwähnten harzigen oder leimartigen Klebstoffe umfassen, wie Phenolharze, Harnstoff-Formaldehyd-Harze, Melaminharze, Acrylatharze, Urethanharze, Epoxidharze, Polyesterharze, Aminoplastharze und Kombinationen und Gemische der vorstehenden. Vorzugsweise umfasst die Deckschichtvorstufe einen harzigen Klebstoff, der dem in der Bindemittelschichtvorstufe verwendeten Klebstoff ähnlich oder identisch dazu ist. Stärker bevorzugt umfasst die Deckschichtvorstufe entweder ein wärmehärtbares Harz oder ein strahlungshärtbares Harz. Am stärksten bevorzugt umfasst die Deckschichtvorstufe ein wärmehärtbares Phenolharz, wie vorstehend beschrieben. Die Deckschichtvorstufe wird vorzugsweise vor dem Auftragen auf die Bindemittelschicht geschäumt, wieder um das nasse Aufgabegewicht des Harzes zu verringern, so dass die Schleifpartikel nicht in der Harzbeschichtung versenkt und zur Verwendung in den anfänglichen Anwendungen des fertig gestellten Gegenstands nicht verfügbar gemacht werden. Vorzugsweise wird die Deckschichtvorstufe zu einem Blasverhältnis zwischen etwa 5 : 1 und etwa 25 : 1, stärker bevorzugt etwa 20 : 1 aufgeschäumt. Die aufgeschäumte Deckschichtvorstufe wird vorzugsweise auf das Schaumsubstrat aufgetragen, so dass ein Aufgabegewicht bereitgestellt wird, das die Schleifpartikel mit einer dünnen und im Wesentlichen einheitlichen Beschichtung bedeckt, ohne die Partikel unter dem Harz zu versenken. Wenn die vorstehend erwähnten, aufgeschäumten Phenolharze auf ein Schaumsubstrat mit der vorstehend erwähnten Dichte aufgetragen werden, liegt das getrocknete Aufgabegewicht für die Deckschicht vorzugsweise im Bereich von etwa 33 g/m² bis etwa 105 g/m². Jedoch hängen die speziellen Aufgabegewichte von mehreren Faktoren ab, wie der Natur des Schaumsubstrats ebenso wie der Natur des eingesetzten Harzes. Die Bestimmung der passenden Aufgabegewichte der Deckschicht ist für den Fachmann in diesem Gebiet leicht.
Schleifpartikel
Verwendbare Schleifpartikel, die zur Einbeziehung in die erfindungsgemäßen Schleifgegenstände geeignet sind, schließen alle bekannten feinen und größeren Schleifpartikel mit einem Median des Partikeldurchmessers von 1 μm bis etwa 600 μm ein, wobei ein Median des Partikeldurchmessers von etwa 10 μm bis etwa 100 μm bevorzugt wird. Vorzugsweise werden solche feinen Schleifpartikel mit einer Verteilung der Partikelgrößen mit einem Median des Partikeldurchmessers von etwa 60 μm oder weniger bereitgestellt. Bei der Herstellung von Handunterlagen, die in den vorstehend erwähnten Automobilanwendungen eingesetzt werden sollen, kann der Median des Partikeldurchmessers beispielsweise kleiner als 60 μm sein. Bei solchen Gegenständen wird ein Median des Partikeldurchmessers von 40 μm oder weniger etwas stärker bevorzugt. In den verschiedenen Schleifmaterialtypen, die in der vorliegenden Erfindung verwendbar sind, sind Partikel von Aluminiumoxid, einschließlich keramischem Aluminiumoxid, wärmebehandeltem Aluminiumoxid und weiß-geschmolzenem Aluminiumoxid; ebenso wie von Siliziumcarbid, Aluminiumoxid-Zirkoniumdioxid, Diamant, Ceroxid, kubischem Bornitrid, Granat, gemahlenem Glas, Quarz und Kombinationen der vorstehenden eingeschlossen. Verwendbare Schleifpartikel können auch weichere, weniger aggressive Materialien einschließen, wie wärmehärtbare oder thermoplastische Polymerpartikel ebenso wie zerkleinerte natürliche Produkte, wie beispielsweise Nussschalen.
Dem Fachmann ist klar, dass die Auswahl der Partikelzusammensetzung und Partikelgröße von der beabsichtigten Endverwendung des fertig gestellten Schleifgegenstands abhängt, wobei die Natur der Werkstückoberfläche, die vom Gegenstand behandelt werden soll, und der gewünschte Schleifeffekt berücksichtigt werden. Vorzugsweise umfassen die feinen Schleifpartikel zur Einbeziehung in die erfindungsgemäßen Gegenstände Materialien mit einer Mohs-Härte von wenigstens etwa 5, auch wenn weichere Partikel in manchen Anwendungen geeignet sein können, und die Erfindung ist nicht so auszulegen, dass sie auf Partikel mit einem bestimmten Härtewert begrenzt ist. Die Partikel werden wenigstens einer der ersten oder zweiten Hauptoberflächen des Schaumsubstrats zugegeben, wodurch eine Partikelbeladung bereitgestellt wird, die für die beabsichtigte Endverwendung des fertig gestellten Gegenstands angemessen ist. Bei der Herstellung von Gegenständen zur Automobilanwendung können die feinen Schleifpartikel beispielsweise auf das Schaumsubstrat aufgetragen werden, dass ein Aufgabegewicht im Bereich von etwa 63 bis 168 g/m² (etwa 15 bis 40 Körner/24 in²) bereitgestellt wird.
Zusatzstoffe
Die Bindemittelschichtvorstufe oder die Deckschichtvorstufe oder beide können optionale Zusatzstoffe enthalten, wie Füllstoffe, Fasern, Schmiermittel, Schleifhilfsmittel, Benetzungsmittel, Surfactanten, Pigmente, Farbstoffe, Kupplungsmittel, Photoinitiatoren, Weichmacher, Suspendiermittel, Antistatika und dergleichen. Mögliche Füllstoffe schließen Calciumcarbonat, Calciumoxid, Calciummetasilikat, Aluminiumoxidtrihydrat, Kryolith, Magnesiumoxid, Kaolin, Quarz und Glas ein. Füllstoffe, die als Schleifhilfsmittel fungieren können, schließen Kryolith, Kaliumfluoroborat, Feldspat und Schwefel ein. Füllstoffe können in Mengen von bis zu etwa 400 Teilen, vorzugsweise etwa 30 bis etwa 150 Teilen, pro 100 Teilen der Bindemittel- oder Deckschichtvorstufe eingesetzt werden, während die gute Flexibilität und Zähigkeit der gehärteten Beschichtung erhalten bleibt. Die Mengen an diesen Materialien werden so ausgewählt, um die gewünschten Eigenschaften bereitzustellen, wie es dem Fachmann bekannt ist.
Organisches Lösungsmittel und/oder Wasser kann den Vorstufenzusammensetzungen zugegeben werden, um die Viskosität zu verändern. Bevorzugte Viskositätswerte vor dem Schäumen liegen im Bereich von 10 bis 10.000 cps (gemessen unter Verwendung eines Brookfield-Viskosimeters), üblicherweise von 50 bis 1.000 cps, bei Zimmertemperatur (beispielsweise 25°C). Es wird angenommen, dass die Auswahl des speziellen organischen Lösungsmittels und/oder Wassers im Erfahrungsbereich des Fachmanns liegt und von dem wärmehärtbaren Harz, das in der Bindemittelvorstufe eingesetzt wird, und von den eingesetzten Mengen dieser Harze abhängt.
Verfahren
Wie in 3 zu sehen, wird bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Gegenstände das Schaumsubstrat 110 mit einer ersten Seite 114 und einer zweiten Seite 116 in den Apparat 14 eingeführt. Das Schaumsubstrat 110 wird zuerst durch den Beschichter 20 geleitet, der den ersten Klebstoff oder Bindemittelschichtvorstufe auf das Schaumsubstrat 110 aufträgt. Der Beschichter 20 kann jeden, im Fachgebiet bekannten, geeigneten Beschichter umfassen, wie einen Sprühbeschichter, Walzenbeschichter, Tauchbeschichter, Walzenrakelbeschichter oder dergleichen. Wenn die nachstehend beschriebene, bevorzugte, geschäumte Bindemittelschichtvorstufe aufgetragen wird, umfasst der bevorzugte Beschichter 20 einen Doppelwalzenbeschichter, wobei das Schaumsubstrat 110 durch den Spalt geleitet wird, der von den zwei gegenüberliegenden Walzen gebildet wird. Vorzugsweise wird der Druck der Walzen so kontrolliert, dass das Eindringen des Bindemittelschichtvorstufenharzes in die Dicke des Schaumsubstrats kontrolliert wird. Solche Beschichter sind im Fachgebiet gut bekannt und brauchen hier nicht weiter beschrieben zu werden. Die geschäumte Bindemittelschichtvorstufe wird aus einem Schäumer durch eine Schlitzdüse auf die obere Walze aufgetragen, wie im Fachgebiet bekannt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Schäumer vom Typ, der im Handel als „F2S-8" von SKG Industries, West Lawn, Pennsylvania, erhältlich ist. Weitere geeignete Anordnungen zum Auftragen der geschäumten Bindemittelschichtvorstufe auf das Schaumsubstrat umfassen, sind aber nicht begrenzt auf: Auftragen der Bindemittelschichtvorstufe mit einer Schlitzdüse auf die untere Walze oder auf beide Walzen eines Doppelwalzenbeschichters; Auftragen der Bindemittelschichtvorstufe mit einer Schlitzdüse direkt auf das Schaumsubstrat, bevor es in den Spalt eines Doppelwalzenbeschichters eintritt; Auftragen der Bindemittelschichtvorstufe mit einer Schlitzdüse ohne einen Walzenbeschichter und gegebenenfalls durch Anlegen eines Vakuums über das Schaumsubstrat gegenüber der Schlitzdüse, Auftragen der Bindemittelschichtvorstufe auf beide Seiten des Schaumsubstrats mit gegenüberliegenden Schlitzdüsen mit oder ohne nachfolgend Durchleiten des Schaumsubstrats durch einen Walzenbeschichter; und Auftragen der Bindemittelschichtvorstufe mit einem Schlauch oder Rohr quer über das Schaumsubstrat.
Nachdem das Schaumsubstrat 110 den ersten Klebstoffbeschichter 20 verlassen hat, durchläuft es den ersten Partikelbeschichter 22. Der erste Partikelbeschichter 22 ist vorzugsweise so konfiguriert, dass er feine Schleifpartikel 112 auf die erste Oberfläche 114 des Schaumsubstrats aufträgt. Wie nachstehend weiter erläutert, dringen die Schleifkörner 112 von der Oberfläche 114 bis zu einer gewissen Tiefe in das Schaumsubstrat 110 ein, die von den Eigenschaften der Zellen des Schaumsubstrats abhängt. Wenn es gewünscht ist, Schleifkörner auf die zweite Seite 116 des Schaumsubstrats 110 aufzutragen, läuft das Schaumsubstrat so über die Walzen 24a und 24b, dass das Schaumsubstrat mit der zweiten Seite 116 nach oben zeigend umorientiert wird. Das Schaumsubstrat 110 läuft dann durch einen optionalen zweiten Partikelbeschichter 26, der so konfiguriert ist, dass er Schleifpartikel 112 auf die zweite Seite 116 des Schaumsubstrats 110 aufträgt. Vorzugsweise ist der zweite Partikelbeschichter 26 ähnlich aufgebaut wie der erste Partikelbeschichter 22. Jedoch kann es für bestimmte Anwendungen bevorzugt sein, einen zweiten Beschichter 26 eines anderen Typs oder Aufbaus wie der erste Partikelbeschichter 22 zu verwenden. Der zweite Schleifpartikelbeschichter 26 kann auch Schleifpartikel mit entweder der gleichen oder verschiedenen Zusammensetzung und/oder Größe wie die vom ersten Schleifpartikelbeschichter 22 aufgetragenen Schleifpartikel auftragen. Die Partikel können auch unter Verwendung elektrostatischer Beschichtungsverfahren auf das Schaumsubstrat aufgetragen werden.
Nach dem Auftragen der feinen Schleifpartikel 112 auf wenigstens die erste Oberfläche 114 von Schaumsubstrat 110 und gegebenenfalls auf die zweite Oberfläche 116, wird das Schaumsubstrat 110 vorzugsweise einer Wärmequelle (nicht gezeigt), wie Infrarotlampen oder einem Ofen, ausgesetzt, um die Bindemittelschichtvorstufe in dem Maße zu erwärmen, das notwendig ist, um das Harz wenigstens teilweise zu härten. Bei einigen Anwendungen kann es bevorzugt sein, die Bindemittelschichtvorstufe in diesem Schritt vollständig zu härten. Das Erwärmen kann mit jeder Quelle erfolgen, die eine ausreichende Wärmeverteilung und Luftströmung abgibt. Beispiele für geeignete Wärmequellen schließen Umluftofen, Konvektionsofen, Infrarotwärme und dergleichen ein. Es ist auch innerhalb des Umfangs der Erfindung, Strahlungs- oder aktinische Energie zu verwenden. Bei durch Wärme aktivierbaren, wärmehärtbaren Harzschäumen wird bevorzugt, dass das Erwärmen ausreichend lang stattfindet, so dass Lösungsmittel (beispielsweise Wasser) wenigstens teilweise vertrieben und wenigstens teilweises Härten (Vernetzen) des Harzes gestartet wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform durchläuft das Schaumsubstrat 110 gegebenenfalls einen zweiten Klebstoff- oder Deckvorstufenbeschichter 28, um eine optionale, aber bevorzugte Deckschichtvorstufe auf das Schaumsubstrat 110 aufzutragen, nachdem es aus dem zweiten Schleifpartikelbeschichter 26 austritt. Vorzugsweise ist der Deckvorstufenbeschichter gleich wie der Bindemittelvorstufenbeschichter 20 aufgebaut. Bei einigen Anwendungen kann es stattdessen gewünscht sein, einen Beschichter 28 mit einem vom ersten Beschichter 20 verschiedenen Aufbau zu verwenden. Bei einigen Anwendungen kann es bevorzugt sein, keine Deckschicht zuzugeben.
Eine bevorzugte Ausführungsform des ersten Partikelbeschichters 22 wird ausführlicher in 4 veranschaulicht. Das Schaumsubstrat 110 wird mit einem Trägerband 30 durch den Beschichter 22 gefördert, das um die Walzen 32a und 32b läuft, von denen wenigstens eine eine Antriebswalze ist. Das Schaumsubstrat 110 durchläuft die Partikelsprühkabine 34. Die Kabine 34 schließt erste Seite 36, zweite Seite 38, Oberteil 40 und Boden 42 ein. Die Kabine 40 schließt auch Vorder- und Rückseiten ein, die nicht gezeigt werden. Die erste Seite 36 schließt einen Einlassschlitz 44a ein, der so groß und konfiguriert ist, dass Schaumsubstrat 110 und Trägerband 30 hindurch in die Kabine 34 eintreten können. Die zweite Seite 38 schließt einen Auslassschlitz 44b ein, der so groß und konfiguriert ist, dass Schaumsubstrat 110 und Trägerband 30 hindurch die Kabine 34 verlassen können. Die Schlitze 44a und 44b sind jeweils in der Nähe des unteren Teils der Seiten 36 und 38 angeordnet. Durch eine Öffnung in der Oberseite 40 der Kabine 34 ist der Partikelsprüher 46 montiert, der eine Ablenkplatte 48 am Auslass 47 des Sprühers montiert aufweist. Das Schaumsubstrat 110, das zu diesem Zeitpunkt eine Bindemittelschichtvorstufe darauf einschließt, wird vom Band 30 durch die Kabine 34 gefördert. Wenn das Schaumsubstrat vom Einlassschlitz 44a zum Auslassschlitz 44b läuft, bringt der Partikelsprüher 46 die Partikel 112 in die Kabine ein, um so die erste Seite 114 des Schaumsubstrats mit Schleifpartikeln zu beschichten. Wie nachstehend beschrieben, dringen die Partikel 112 bis zu einer gewissen Tiefe in das Schaumsubstrat 110 ein. Das Schaumsubstrat 110, das nun Schleifpartikel umfasst, die mit der Bindemittelschichtvorstufe auf dem Schaumsubstrat verklebt sind, tritt dann aus der Kabine 34 aus.
In einer bevorzugten Ausführungsform erhält der Partikelsprüher 46 ein Schleifpartikel/Luft-Gemisch aus Fließbett 52. Die Schleifpartikel 112 werden im Bett 52 durch fluidisierende Luft (aus einer geeigneten Quelle, nicht gezeigt) fluidisiert, die über einen Einlass für fluidisierende Luft 53 in das Bett eingeführt wird. Die Strömungsgeschwindigkeit der fluidisierenden Luft sollte hoch genug sein, um die Fluidisierung zu bewirken, ohne dass sie so hoch ist, dass sie „Wurmlöcher" im Bett bewirkt, das heißt ein kleine Zahl diskreter Stellen, an denen Luft durch die Partikel hindurch strönt ohne merkliche Fluidisierung im gesamten Bett zu bewirken. Die Strömungsgeschwindigkeit der fluidisierenden Luft sollte auch so gewählt werden, dass die „Stratifikation" der Partikel 112 minimiert wird, das heißt ein Zustand, bei dem kleinere Partikel im Bett tendenziell nach oben wandern, während größere Partikel im Bett tendenziell nach unten wandern.
Auf dem Fließbett 52 ist ein Venturi-Einlass 56, der im Fachgebiet bekannt ist. In der veranschaulichten Ausführungsform erhält der Venturi 56 Primärluft aus einer geeigneten Quelle über den Primärlufteinlass 58. Die Primärluft strömt durch den Venturi 56, wobei sie das Gemisch aus fluidisierten Partikeln und Luft durch das Saugrohr 54 saugt, das sich vom Venturi 56 in das Fließbett 52 erstreckt. Gegebenenfalls kann dem Venturi-Einlass 56 Sekundärluft über den Sekundärlufteinlass 60 zugeführt werden. Die Sekundärluft wird dem Fluss aus fluidisierten Schleifpartikeln zugeführt, nachdem die Partikel in den Venturi gesaugt wurden, um die Ablieferung des fluidisierte Schleifpartikel/Luft-Gemischs an den Sprüher 46 über den Partikelschlauch 64 zu unterstützen, der sich vom Venturi-Auslass 62 bis zum Einlass des Partikelsprühers 46 erstreckt.
Die Ablenkplatte 48, die im Auslass 47 des Partikelsprühers 46 montiert ist, lenkt das fluidisierte Schleifpartikel/Luft-Gemisch ab. Die Ablenkplatte 48 schließt ein Ablenkplattenoberteil 49 (veranschaulicht in den 5 und 6), Ablenkplattenunterteil 50 und Ablenkplattenwand 51 ein. Um die vorstehend beschriebene, bevorzugte, einheitliche Verteilung der feinen Schleifpartikel auf dem Schaumsubstrat 110 zu erhalten, haben die hier genannten Erfinder gefunden, dass der Fluss des fluidisierte Schleifpartikel/Luft-Gemischs bevorzugt so abgelenkt wird, dass das Gemisch nicht direkt in das Schaumsubstrat 110 gesprüht wird. Stattdessen wird die gewünschte, einheitliche Verteilung der Schleifpartikel 112 mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und Apparat erreicht, indem eine einheitlich verteilte Wolke von feinen Schleifpartikeln in der Sprühkabine 34 über dem Schaumsubstrat 110 erzeugt wird, das die flüssige Bindemittelschichtvorstufe trägt. Die Wolke setzt sich dann auf dem Schaumsubstrat 110 in dem gewünschten, einheitlichen Muster ab, vorzugsweise durch Absitzen auf Grund der Schwerkraft. Eine solche einheitlich verteilte Wolke hilft zu verhindern, dass einzelne feine Schleifpartikel agglomerieren oder zusammenklumpen. Stattdessen setzen sich die Schleifpartikel aus der Wolke auf das Schaumsubstrat ab, das die Bindemittelschicht trägt, wie in 4 veranschaulicht. In einer bevorzugten Ausführungsform hat das Ablenkplattenunterteil 50 einen Durchmesser von 32 mm (1,26 Inch), erstreckt sich die Unterkante der Ablenkplatte 20 mm (0,79 Inch) vom Auslass der Sprühpistole und wird auf einer Höhe von 155 mm (6,1 Inch) über dem Schaumsubstrat 110 gehalten. Selbstverständlich fallen andere Anordnungen in den Umfang der vorliegenden Erfindung. Beispielsweise können jeweils die Größe der Ablenkplatte, die Form der Ablenkplatte, die Kontur der Wand 51, die Anzahl und räumliche Verteilung der Partikelsprüher 46, die Höhe der Ablenkplatten über dem Schaumsubstrat, die Geschwindigkeit des Schaumsubstrats 110 und der Luftdruck und der Anteil von Schleifpartikeln im Partikel/Luft-Gemisch variiert werden. Diese Parameter können variiert werden, um die gewünschten Aufgabegewichte an Schleifpartikeln, das gewünschte Eindringen der Schleifpartikel in das Schaumsubstrat 110 und die gewünschte Einheitlichkeit der Schleifpartikel 112 auf dem Schaumsubstrat 110 zu erreichen.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind Sprüher 46, Fließbett 52 und Steuergerät (nicht gezeigt) ein im Handel erhältliches System, das als MPS 1-L Manual Powder System bekannt ist, das ein Modell PG 1-E Manual Enamel Powder Gun, erhältlich von Gema, Illinois Tool Works Company, Indianapolis, Indiana, mit einer runden Ablenkplatte 48, im Wesentlichen wie in 4 veranschaulicht, einschließt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Schleifpartikelsprühapparat von dem Typ, der im Handel von Binks Manufacturing Company (Saures), Franklin Park, Illinois, erhältlich ist, und schließt ein 50 lb. Fließbett, ein GCM-200 Gun Control Module, ein SCM-110 Safety Control Module, eine STAJET SRV Type 414 Pistole mit einer Standardpulverpumpe ein.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform von Partikelsprüher 46 wird in den 5 und 6 gezeigt. In dieser Ausführungsform umfasst der Sprüher ein längliches Rohr 66 mit einem Auslass 47 an einem Ende und einem Einlass 68 am gegenüberliegenden Ende des Rohrs. Im Gebrauch ist bei dieser Ausführungsform des Sprühers 46 der Schleifpartikel/Luft-Gemisch-Schlauch 64 am Einlass 68 befestigt, wie im Hinblick auf die zuvor beschriebene Ausführungsform von 4 veranschaulicht. Die Ausführungsform des Sprühers 46, die in den 5 und 6 veranschaulicht wird, wird in der Sprühkabine 34 montiert und so betrieben, wie es im Hinblick auf die Ausführungsform des Partikelbeschichters 22 beschrieben wurde, der in 4 veranschaulicht wird.
Kehren wir zu den 5 und 6 zurück, so schließt Sprüher 46 die Partikelablenkplatte 48 ein, die am Auslass 47 von Rohr 66 montiert ist. Die Ablenkplatte 48 wird mit jedem geeigneten Befestigungsmittel am Rohr 66 montiert. In einer bevorzugten Ausführungsform schließt die Ablenkplattenbefestigung 70 eine Grundplatte 72 ein, die eine im Allgemeinen rechteckige Platte mit einem ersten Ende 74 und einem zweiten Ende 76 umfasst. Die Grundplatte 72 ist so groß und gestaltet, dass sie in den Schlitz 69 am Ende von Rohr 66 in der Nähe von Auslass 47 passt. Die Befestigung 70 kann permanent oder entfernbar am Rohr 66 montiert sein. In der gezeigten Ausführungsform wird die Grundplatte 72 durch eine Feder, Klammer oder anderes geeignetes Befestigungselement (nicht gezeigt), befestigt an den Löchern 78 im ersten und zweiten Ende von Grundplatte 72, ablösbar in den Schlitzen 69 gehalten. Von der Grundplatte 72 erstreckt sich eine Gewindestange 80 mit einem ersten Ende 82, das an der Grundplatte befestigt ist (beispielsweise durch Hartlöten), und einem zweiten Ende 84, das sich über den Auslass 47 von Rohr 66 hinaus erstreckt. Die Gewindestange 82 ist so gestaltet, dass sie in ein Loch mit dem gleichen Gewinde im Oberteil der Ablenkplatte 48 eingreift. Dies ermöglicht, dass die Position von Ablenkplatte 48 bequem bezüglich Auslass 47 von Rohr 66 eingestellt werden kann, indem die Ablenkplatte 48 gedreht wird. Dies ermöglicht, dass die Bewegungsrichtung der Partikel 112 variiert werden kann, wobei der Sprüher 46 wie vorstehend beschrieben belassen wird. Die Ablenkplatte 48 schließt auch ein Unterteil 50, das dem Oberteil 49 gegenüberliegt, und eine Ablenkplattenwand 51 ein, die sich zwischen Oberteil 49 und Unterteil 50 erstreckt.
Eine alternative Ausführungsform von Sprüher 46 wird in 6A veranschaulicht. In dieser Ausführungsform ist die Gewindestange 80 verlängert und schließt ein konisches Ende 82 ein, was dabei hilft, den Fluss von Schleifpartikeln durch Rohr 66 zu lenken. Die Bolzen 73 erstrecken sich durch die Löcher 75 in der Wand von Rohr 66 und durch Löcher in der Stange 80, wodurch die Stange 80 im Sprüher 46 montiert wird. In einer Ausführungsform endet das konische Ende 82 von Stange 80 am Einlass 68. In anderen Ausführungsformen kann sich das Ende 82 über den Einlass 68 hinaus erstrecken oder der Einlass kann sich über das Ende 82 der Stange hinaus erstrecken. Die Ablenkplatte 48 wird am Ende 84 mit Gewinde montiert, wie vorstehend beschrieben.
Rohr 66 und Ablenkplatte 48 sollten so groß und gestaltet sein, dass sie das gewünschte einheitliche Sprühmuster der Schleifpartikel 112 bereitstellen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist Rohr 66 ungefähr 61 cm (24 Inch) lang, hat einen Innendurchmesser von 1,08 cm (0,425 Inch) und einen Außendurchmesser von 1,27 cm (0,5 Inch) und besteht aus Edelstahl. Es versteht sich, dass andere Größen und Materialien für Rohr 66 in den Umfang der vorliegenden Erfindung fallen.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Schleifpartikelsprühers 46 wird in 7 veranschaulicht. In dieser Ausführungsform umfasst der Sprüher 46 rotierende erste und zweite kreisförmige Scheiben 90 bzw. 91, die durch Stifte 93 verbunden sind. Die zweite Scheibe 91 hat ein Loch 92 in ihrer Mitte. Die zweite Scheibe ist mit der Drehachse 94 verbunden, die konzentrisch zum Mittelloch 92 ist. Die Drehachse 94 ist mittels Kugellagern 98 drehbar an der Außenseite des stationären Zuleitungsrohrs 95 montiert, so dass die Drehachse 94 konzentrisch zum stationären Zuleitungsrohr 95 ist. Auf diese Weise können sich Drehachse 94, erste Platte 90 und zweite Platte 91 zusammen als Einheit um das stationäre Zuleitungsrohr 95 drehen. Die Drehachse 94 kann mit jedem geeigneten Antrieb angetrieben werden, wie ein Luftmotor (nicht gezeigt). Das Zuleitungsrohr 95 schließt Einlass 96 und Auslass 97 ein. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Einlass 96 von Zuleitungsrohr 95 am Schleifpartikel/Luft-Gemisch-Schlauch 64 befestigt und der Partikelsprüher 46 ist am Oberteil 40 von Partikelkabine 34 befestigt, wie im Hinblick auf die Ausführungsform aus 4 erläutert. Bei dieser Anordnung erhält der Partikelsprüher 46 fluidisierte Schleifpartikel aus dem Fließbett 52. Bei einer Variante dieser Ausführungsform kann ein Vibrationsdosierer an Stelle von Fließbett 52 verwendet werden. Der Vibrationsdosierer wird angeschlossen, so dass Schleifpartikel in den Einlass 96 von Zuleitungsrohr 95 eingespeist werden.
Im Betrieb wird die Drehachse 94 angetrieben, so dass bewirkt wird, dass sich die Platten 90 und 91 drehen. Feine Schleifpartikel strömen durch Zuleitungsrohr 95 und treten aus Auslass 97 aus. Der Rohrauslass 97 wird durch Loch 92 in der zweiten Platte 91 so positioniert, dass die Schleifpartikel in den Zwischenraum zwischen erster und zweiter Platte 90 bzw. 91 eintreten. Die Schleifpartikel treffen auf die Oberfläche der sich drehenden Platte 90 auf und werden durch den Auslass 47 in einer Richtung verteilt, die im Allgemeinen parallel zur Ebene der ersten und zweiten Platte 90 bzw. 91 ist. Die Partikeln bilden vorzugsweise eine Wolke, die sich auf die Oberfläche von Schaumsubstrat 110, vorzugsweise durch Absitzen auf Grund der Schwerkraft, absetzt, wie im Hinblick auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen erläutert. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Partikelsprüher 46 ein Binks EPB-2000, im Handel von Binks Manufacturing Company (Saures), Franklin Park, Illinois, erhältlich, und die Schleifpartikel werden dem Partikelsprüher durch einen Vibrationsvordosierer zugeführt, im Handel als „Type 151" von Cleveland Vibratory Company, Cleveland, Ohio, erhältlich. Die Platten 90 und 91 des Partikelsprühers werden vorzugsweise mit 6.000 bis 9.000 UpM angetrieben, jedoch sind langsamere und schnellere Geschwindigkeiten innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung. Die Zuführgeschwindigkeit der Schleifpartikel, der Typ von Partikelzuführer und die Drehgeschwindigkeit der Platten kann gewählt werden, um das gewünschte Schleifpartikelsprühmuster, das gewünschte Schleifpartikelaufgabegewicht und den gewünschten Grad des Eindringens der Schleifpartikel in das Schaumsubstrat 110 bereitzustellen.
Was den hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen gemeinsam ist, ist, dass der Partikelsprüher Mittel zur Änderung der Flussrichtung der Partikel 112, die aus dem Sprüher austreten, von senkrecht zum Schaumsubstrat 110 bis zu einer Richtung, die sich einer Ebene parallel zum Schaumsubstrat 110 annähert oder darüber hinaus geht, einschließt. Diese Richtungen werden unter Bezug auf das Gebiet beschrieben, das unmittelbar den Auslass 47 von Partikelsprüher 46 umgibt. Danach verteilen sich die feinen Partikel 112 vorzugsweise zu einer Wolke von Partikeln in der Kabine 34. Die Partikel setzen sich dann aus der Wolke unter dem Einfluss der Schwerkraft auf das Schaumsubstrat ab. So hat in einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens unmittelbar, bevor die Partikel mit dem Schaumsubstrat 110 verkleben, die Schwerkraft einen größeren Einfluss auf die Bewegung der Schleifpartikel als der Impuls, der ihnen vom Partikelsprüher 46 verliehen wird. In einigen Anwendungen hat der Impuls, der vom Partikelsprüher 46 verliehen wird, wenig oder keinen Einfluss auf die Bewegung der Partikel 112 unmittelbar, bevor die Partikel mit dem Schaumsubstrat 110 verkleben. In anderen Anwendungen, beispielsweise wo größeres Eindringen der Schleifpartikel 112 in das Schaumsubstrat 110 gewünscht ist, können die vorstehenden Geräteparameter und Konfiguration so gewählt werden, dass der Abwärtsimpuls, der den Partikeln 112 vom Sprüher 46 verliehen wird, einen größeren Einfluss auf die Bewegung der Partikel unmittelbar, bevor die Partikel mit dem Schaumsubstrat verkleben, hat.
In den Ausführungsformen, die im Hinblick auf die 3, 5 und 6 beschrieben werden, ist das Mittel zum Ausrichten des Flusses der Partikel 112, die aus dem Partikelsprüher 46 austreten, die Ablenkplattenwand 51 der Ablenkplatte 48. Vorzugsweise kann die Anordnung der Ablenkplatte 48 relativ zum Auslass 47 des Partikelsprühers variiert werden, um die gewünschte Neuausrichtung des Flusses der Schleifpartikel 112 zu erhalten, die aus dem Partikelsprüher austreten. Es ist klar, dass sich die Schleifpartikel, die aus dem Partikelsprüher 46 austreten, ohne die Ablenkplatte 48 im Allgemeinen parallel zur longitudinalen Achse des Sprühers bewegen, die im Allgemeinen senkrecht zum Schaumsubstrat 110 steht. Im Allgemeinen wird die Abweichung der Richtung der Bewegung der Partikel 112 von senkrecht zum Schaumsubstrat 110 umso größer sein, je näher die Wand 51 und das Unterteil 50 der Ablenkplatte zum Auslass 47 sind. Werden die Wand 51 und der Unterteil 50 der Ablenkplatte weiter vom Auslass 47 entfernt, so verringert sich das Ausmaß, in dem die Richtung der Bewegung der Partikel von senkrecht zum Schaumsubstrat 110 abweicht. In der im Hinblick auf 7 beschriebenen Ausführungsform ist das Mittel zum Ausrichten des Flusses der Schleifpartikel die sich drehenden Platten 90 und 91.
Bei einigen Anwendungen kann es wünschenswert sein, harte Einlagen, wie keramische Einlagen, in diejenigen Komponenten des Apparats 14 einzubauen, die sich bei verlängertem Fluss von Schleifpartikeln durch die Komponenten leicht abnutzen. Dies kann beispielsweise im Partikelsprüher 46, dem Venturi-Einlass 56 und der Ablenkplatte 48 wünschenswert sein. Solche Einlagen verlängern die Nutzungsdauer bestimmter Komponenten von Apparat 14, es wird aber nicht erwartet, dass sie einen merklichen Einfluss auf die Leistung des Apparats haben.
Für einige Anwendungen wird bevorzugt eine Vielzahl von Partikelsprühern 46 in einer einzigen Sprühkabine 34 verwendet. Vorzugsweise ist jeder der Partikelsprüher gleich aufgebaut, jedoch versteht es sich, dass verschiedene Typen von Partikelsprühern in einer einzigen Kabine verwendet werden können. Die Partikelsprüher 46 sollten in einem Muster angeordnet sein, das eine einheitliche Beschichtung von Schleifpartikeln 112 auf das Schaumsubstrat 110 bereitstellt, wenn das Schaumsubstrat die Kabine 34 durchläuft. Dies kann erreicht werden, indem die Vielzahl von Partikelsprühern 46 so angeordnet wird, dass jede Stelle entlang der Breite des Schaumsubstrats 110 von der ersten Kante 117 bis zur zweiten Kante 118 eine gleiche Anzahl von Sprühmustern 45 durchquert, die von jedem der Partikelsprüher 46 bewirkt werden. Beispielhafte Partikelsprüheranordnungen werden schematisch in den 8A bis 8D gezeigt. Diese Figuren sind schematische Draufsichten auf das Schaumsubstrat 110, das unter den Sprühmustern 45 durchläuft, die von Partikelsprühern 46 erzeugt werden, die im Oberteil 40 der Kabine 34 (nicht gezeigt) montiert sind. Es ist möglich, die Fließgeschwindigkeiten von jedem der Vielzahl der Sprüher 46 zu verändern oder verschiedene Konfigurationen von Sprühern 46 zu verwenden, um ein gewünschtes Beschichtungsmuster von Schleifpartikeln 112 auf Schaumsubstrat 110 zu erhalten. Es ist auch möglich, die Partikelsprüher 46 zu oszillieren oder hin- und herzubewegen, um ein gewünschtes Sprühmuster zu erzielen, wie es im Fachgebiet bekannt ist.
Wenn eine Vielzahl von Partikelsprühern 46 verwendet wird, ist es möglich, eine gleiche Anzahl von Partikelbeschichtern 22, wie sie in 4 veranschaulicht werden, zu verwenden, wobei jeder Partikelsprüher Schleifpartikel 112 aus seinem zugehörigen Fließbett 52 erhält. Bei einigen Anwendungen wird bevorzugt eine Vielzahl von Partikelsprühern 46 aus einem einzigen Fließbett 50 beschickt. In einer solchen Anordnung sind eine Vielzahl von Venturi-Düsen 56 an einem einzigen Fließbett montiert. Bei einer alternativen Anordnung werden eine Vielzahl von Schneckenförderern mit volumetrischer Steuerung an der Seitenwand eines Fließbetts montiert, um eine gewünschte Rate an fluidisiertem Schleifpartikel/Luft-Gemisch aus dem Fließbett 50 abzuziehen. Der Betrieb und Entwurf dieser Förderer ist bekannt und braucht nicht weiter erläutert zu werden. Jeder Schneckenförderer lädt die Schleifpartikel in eine vorstehend beschriebene Venturi-Düse 56 ab. Jede Venturi-Düse 56 ist mit einem Schleifpartikel/Luft-Gemisch-Schlauch 64 verbunden, um das Schleifpartikel/Luft-Gemisch zu einem Partikelsprüher 46 zu fördern, wie vorstehend beschrieben. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Fließbett 50 mit einer Vielzahl von daran montierten Schneckenförderern von dem Typ, der im Handel als „Powder Delivery Control Unit" von Gema, Illinois Tool Works Company, Indianapolis, Indiana, erhältlich ist. Es ist auch innerhalb des Umfangs der Erfindung, dass der Schneckenförderer Schleifpartikel aus einem volumetrischen Förderer des Typs, der im Handel als „Dry Material Feeder" von AccuRate, Whitewater, Wisconsin, erhältlich ist, fördert.
Es ist auch innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung, zusätzliche Partikelsprüher einzuschließen, die konfiguriert sind, dass sie Schleifpartikel mit genügend Kraft auf das Schaumsubstrat 110 sprühen, dass ein größeres Eindringen in den Mittelteil des Schaumsubstrats erreicht wird. Diese zusätzlichen Partikelsprüher können in der Sprühkabine 34 zusammen mit den vorstehend beschriebenen Partikelsprühern 46 entweder in der Anordnung der Partikelsprüher 46 eingeschlossen oder so angeordnet sein, dass sie bevor oder nachdem das Schaumsubstrat unter den Sprühern 46 durchläuft, das Schaumsubstrat 110 besprühen. Diese zusätzlichen Sprüher können auch in einer zweiten Partikelsprühkabine vor oder nach den vorstehend beschriebenen Sprühern 22 und 26 angeordnet sein. Vorzugsweise sind die zusätzlichen Sprüher so angeordnet, dass sie Schleifpartikel auf dem Schaumsubstrat vor den Sprühern 46 ablagern, so dass das vorteilhafte Sprühmuster, das von den Sprühern 46 erzielt wird, nicht gestört oder unterbrochen wird. Diese Kombination von Sprühern kann verwendet werden, um ein Schaumsubstrat 110 mit der vorteilhaften Verteilung von feinen Partikeln an den Oberflächen 114 und 116, wie hier beschrieben, zusammen mit Partikeln im Mittelteil des Schaumsubstrats für einen längerlebigen Schleifgegenstand bereitzustellen.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Schaumsubstrat 110 eine Breite von der ersten Kante 117 zur zweiten Kante 118 von 61 cm (24 in) auf und wird durch Apparat 14 mit einer Schaumsubstratgeschwindigkeit von etwa 3 bis 30 m/min (10 bis 100 ft/min), stärker bevorzugt 16 m/min (52,5 ft/min) durchgeleitet. Der erste Klebstoffbeschichter 20 ist ein Doppelwalzenbeschichter, wobei das Schaumsubstrat 110 durch den Spalt geleitet wird, der von den zwei gegenüberliegenden Walzen gebildet wird. Die aufgeschäumte Bindemittelschichtvorstufe wird aus einem Schäumer durch eine Schlitzdüse auf die obere Walze aufgetragen, wie im Fachgebiet bekannt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Schäumer vom Typ, der im Handel als „F2S-8" von SKG Industries, West Lawn, Pennsylvania, erhältlich ist. Die feinen Schleifpartikel 112 werden durch acht Partikelsprüher 46 aufgetragen, im Allgemeinen wie im Hinblick auf die 5 und 6 beschrieben, die von acht Venturi-Düsen 56 beschickt werden, die am Fließbett 52 montiert sind. Das Sprühmuster der Düsen ist im Allgemeinen wie im Hinblick auf 8B gezeigt. Die Schleifpartikel 112 umfassen vorzugsweise Aluminiumoxidpartikel mit einem Median der Partikelgröße von etwa 60 μm, die auf jede Seite in einer Menge von etwa 63 bis 168 g/m² (etwa 15 bis 40 Körner pro 24 in²), stärker bevorzugt in einer Menge von etwa 105 g/m² pro Seite (25 Körner pro 24 in²) aufgetragen werden. Die Bindemittelschichtvorstufe wird dann wenigstens teilweise gehärtet. Der zweite Klebstoffbeschichter 26 ist vorzugsweise vom selben Typ wie der erste Klebstoffbeschichter 20. Die Deckschichtvorstufe hat vorzugsweise dieselbe Zusammensetzung wie die Bindemittelschichtvorstufe, wird zu einem gewünschten Blasverhältnis aufgeschäumt und in einer Menge aufgetragen, um ein geeignetes, trockenes Aufgabegewicht bereitzustellen, wie vorstehend erwähnt. Die Parameter für den vorstehend beschriebenen Gema-Partikelbeschichter sind wie folgt: fluidisierende Luft, eingeführt durch Einlass 53 bei einem Druck von etwa 2 bis 15 psi (13,8 bis 103 kPa); Primärluft, eingeführt in Einlass 58 von Venturi 56 bei einem Druck von bis zu 90 psi (620 kPa), vorzugsweise 30 bis 60 psi (206 bis 412 kPa); Sekundärluft, eingeführt in Einlass 60 bei einem Druck von 0 bis etwa 90 psi (620 kPa), vorzugsweise 0 bis etwa 20 psi (137 kPa).
Die hier beschriebenen Verfahren und Apparate stellen den vorteilhaften Schleifgegenstand bereit, wie in 2 veranschaulicht. Dadurch dass die geschäumte Bindemittelschichtvorstufe auf die hier beschriebene Weise aufgetragen wird, wird die Tendenz der Bindemittelschichtvorstufe zu migrieren oder sich zu konzentrieren und zu agglomerieren verringert. Auf diese Weise werden die beschichtbaren Oberflächen der offenen Zellen 100 des Schaumsubstrats einheitlich mit der Bindemittelschichtvorstufe beschichtet, was es erlaubt, dass die Schleifpartikel 102 einheitlicher verteilt auf die beschichtbaren Oberflächen aufgetragen und damit verklebt werden. Und dadurch, dass die Bindemittelschichtvorstufe und die Schleifpartikel in verschiedenen Schritten aufgetragen werden, werden die Schleifpartikeln weniger wahrscheinlich in der Bindemittelschicht „versenkt", wie es leicht bei dem Verfahren nach dem Stand der Technik geschehen kann, bei dem eine Aufschlämmung aus Bindemittelschichtvorstufe und Schleifpartikel aufgetragen wird. Bei den fertig gestellten Gegenständen, die mit den erfindungsgemäßen Verfahren und Apparaten hergestellt wurden, stellt die Deckschicht eine dünne Beschichtung aus Harz über den feinen Schleifpartikeln bereit, ohne die Partikel im Harz zu versenken. Wenn sie unter einem Mikroskop betrachtet werden, lässt sich beispielsweise beobachten, dass die einzelnen Partikel an den beschichtbaren Oberflächen der Zellen verankert sind und sich von den beschichtbaren Oberflächen nach außen erstrecken. Bei diesem Aufbau sind die feinen Schleifpartikel im Gegenstand angeordnet, so dass sie unmittelbar wirksam in den anfänglichen Schleifanwendungen des fertig gestellten Gegenstands sind. Darüber hinaus sind die Partikel fest mit den beschichtbaren Oberflächen der Zellen des Schaumsubstrats verklebt, wodurch ein Schleifgegenstand mit einer zufriedenstellenden Gebrauchsdauer bereitgestellt wird.
TESTVERFAHREN
Anstrichabriebtest
Der Anstrichabriebtest wurde verwendet, um die relative Effizienz der erfindungsgemäßen Gegenstände zu zeigen, wobei effizient Anstrichbeschichtungen von hölzernen Testbrettern abgerieben wurden. Angestrichene Holzbretter wurde aus Sperrholzbrettern aus baltischer Birke der Güte „BB" mit den Abmessungen 18 in × 24 in × 0,5 in dick (46,7 cm × 61 cm × 1,3 cm dick) hergestellt. Jedes Brett wurde mit einem sauberen, trockenen Tuch abgewischt, um lose anhaftenden Schmutz zu entfernen. 3 Schichten Anstrich wurden auf jedes saubere Brett aufgetragen. Eine Grundierungsschicht (gelber Latex, „Fuller Obrien Versiflex acrylic latex (Highway Yellow)", Produktnummer 615-35, erhältlich von ICI Paints, Imperial Chemical Industries, Slough, Berkshire, UK) und zwei Deckschichten (hellblau, „Sherwin Williams Pro Classic Interior Alkyd Semi Gloss Enamel", Produktnummer B34 W220 (im Labor hellblau abgetönt mit Universalabtönfarben), erhältlich von Sherwin-Williams Company, Orlando, Florida). Jede Schicht wurde zu einer Nassfilmdicke von 5 mil (0,127 mm) aufgesprüht, so dass sich eine Gesamtnassfilmdicke von 15 mil (0,381 mm) ergab. Jede Schicht wurde 24 Stunden bei Normalbedingungen an Luft getrocknet, bevor nachfolgende Schichten aufgetragen wurden. Sobald die letzte Schicht aufgetragen war, wurden die Testbretter bei Normalbedingungen wenigstens zwei Wochen lang gehärtet, dann 2 Stunden bei 200°F (93°C) vor der Verwendung zwangsgehärtet. 10 Bretter wurden gleichzeitig hergestellt. Dann waren die Bretter bereit zum Testen. Der Testapparat bestand aus einem 8 lb. (3,64 kg) Stahlblock mit den Abmessungen 3 in × 4,25 in × 2 in dick (7,6 cm × 10,8 cm × 5,1 cm dick), wobei ein 62,5 mit dicker Schaumkautschukblock auf die 3 in × 4,25 Seitenfläche geklebt war, wobei der Schaumkautschukblock auf seiner resultierenden, freiliegenden Hauptoberfläche zum Zwecke der Befestigung der Testkörper einen Haftkleber aufwies. Ein 18 in (45,7 cm) langer Aluminiumstab wurde über ein Gelenk am Block befestigt, so dass sich der Stab im Betrieb drehen kann. Der Stab stellte ein Mittel bereit, um die Länge von 24 in des Testbretts manuell mit dem Testblock zu überstreichen, wodurch eine nominelle Streichlänge 24 in (61 cm) bei einer Geschwindigkeit von 30 Hüben pro Minute bereitgestellt wurde.
Die Testkörper der Schleifgegenstände wurden zu den Abmessungen 2,25 in × 4,25 in (5,72 cm × 10,8 cm) ausgestanzt und einzeln zum Testen am Schaumkautschukblock montiert. Der gesamte, zusammengebaute Apparat legte eine Last von 9,26 lb. (4,2 kg) am Testkörper an. Ein Testbrett wurde auf einer Waage auf die nächsten 0,05 g genau gewogen und so angeordnet, dass der Testapparat mit dem darauf montierten Testkörper parallel zur langen Achse des Apparats daran entlangglitt, so dass ein 24 in (61 cm) langer auf 2,25 in (5,72 cm) breiter Pfad abgerieben wurde. Dieser Hub wurde 30 Hübe lang wiederholt, wonach das Brett mit Druckluft oder durch Abwischen mit einem sauberen Tuch vom abgeschliffenen Abrieb gesäubert und erneut gewogen wurde, wobei die Differenz zwischen dem End- und dem Anfangsgewicht als der Abschliff des Körpers aufgezeichnet wurde. Das Brett wurde erneut montiert und wieder entlang desselben Pfads insgesamt 150 Hübe lang abgeschliffen, wobei alle 30 Hübe durch Abwiegen die Abschliffwerte gesammelt wurden.
Die Daten für die Oberflächenbeschaffenheit wurden dann mittels eines „Perthen Perthometer Surface Contact Stylus Profilometer", erhältlich von Mahr Corporation, Cincinnati, Ohio, gesammelt. Der Taststift wurde quer über die abgeschliffene Fläche senkrecht zum Abschleifpfad fortbewegt. Die Messungen von R_a (RMS-Mittelwert von Basis-zu-Spitze-Messungen entlang der Spur) und R_max (maximale Spitze-zu-Spitze-Entfernung in jeder Spur) wurden aufgezeichnet. Diese Messungen wurden an drei Stellen auf der abgeschliffenen Oberfläche vorgenommen und die Mittelwerte für R_a und R_max wurden angegeben.
BESCHREIBUNG DER MATERIALIEN
In den folgenden Beispielen werden die Materialien wie folgt bezeichnet:
Schaumsubstrat: ist ein dicker, offen-zelliger Polyesterschaum, im Handel unter der Handelsbezeichnung „R-600U" von illbruck, Incorporated, Minneapolis, MN, erhältlich, mit einer Porengröße zwischen 50 und 100 ppi (0,5 bis 0,25 mm mittlerer Porendurchmesser).
Phenolharz: ist ein Resolpräkondensat, im Handel unter der Handelsbezeichnung „BB077" von Neste Resins Canada, einer Abteilung der Neste Canada Inc., Mississauga, Ontario, Canada, erhältlich.
Surfactant: ist ein Surfactant, im Handel unter der Handelsbezeichnung „Sulfochem SLS" von Chemron Corporation, Paso Robles, California, erhältlich.
Schleifpartikel: sind Al₂O₃-Partikel.
AMP 95: ist 2-Amino-2-methyl-1-propanol, 95%ige wässrige Lösung, von Ashland Chemical, Co., Columbus, OH.
Harnstoff: ist geprillter Harnstoff mit 46% Stickstoff, technische Güte, BP Chemicals, Gardena, CA.
Vergleichsbeispiel A: ist ein „Mercury Extra Fine"-Schleifschwamm, erhältlich von Mercury Foam Corporation, Hackensack, NJ. Der Schwamm umfasst ein Polyetherurethansubstrat, das mit einem Nitrilkautschukklebstoff und Aluminiumoxidpartikeln der Güteklasse 180 beschichtet ist.
Vergleichsbeispiel B: ist ein Oakey^TM Fine/Medium Contour Sanding Sponge, erhältlich von EAC (English Abrasives and Chemicals Ltd.) Doxey Road, Strafford ST161EA, England. Dieser Schwamm umfasst ein Polyetherurethansubstrat, das mit einem Nitrilkautschukklebstoff und Aluminiumoxidpartikeln der Güteklasse P220 beschichtet ist.
BEISPIELE
Die folgenden, nicht begrenzenden Beispiele veranschaulichen weiter die Nützlichkeit, Leistung und beträchtlichen Vorteile der erfindungsgemäßen Gegenstände. Sofern nicht anders angegeben, beziehen sich alle Teile und Prozentangaben auf das Gewicht.
Beispiele 1 und 2
Die Beispiele 1 und 2 wurden wie folgt hergestellt: Eine Bindemittelschichtvorstufe mit der in Tabelle 1 angegebenen Zusammensetzung wurde mittels eines Schäumers (im Handel unter der Handelsbezeichnung „F2S-8" von SKG Industries, West Lawn, PA, erhältlich) nach der vom Hersteller empfohlenen Vorgehensweise mit einem Blasverhältnis von etwa 17 : 1 aufgeschäumt. Das aufgeschäumte Bindemittelharz wurde durch einen Schlauch auf die obere Walze eines Vertikalwalzenbeschichters aufgebracht. Beim Durchlauf durch den Spalt des Walzenbeschichters wurde die obere Oberfläche des Schaumsubstrats mit dem aufgeschäumten Harz getränkt. Der Druck am Spalt wurde dazu, dass lediglich die obere Oberfläche des Substrats beschichtet (d. h. nicht die gesamte Dicke des Substrats getränkt) wurde, typischerweise auf 10 psi (69 kPa) begrenzt. Innerhalb von 30 bis 60 Sekunden wurden die Schleifpartikel auf die ungehärtete Bindemittelschichtvorstufe aufgetragen, wobei das Verfahren und der Apparat, die in 4 beschrieben sind, eingesetzt wurden, ausgenommen dass der in den 5 und 6 gezeigte Partikelsprüher verwendet wurde. Das Schaumsubstrat wurde unter dem Sprüher mit einer Schaumsubstratgeschwindigkeit von ungefähr 2,3 m/min (7 ft/min) durchgeführt. Innerhalb weiterer 30 bis 60 Sekunden wurde das beschichtete Schaumsubstrat ungefähr 2 Minuten bei 170 °C gehärtet, gefolgt von ungefähr 5 Minuten bei 130 °C. Das beschichtete Schaumsubstrat wurde dann noch einmal durch den Walzenbeschichter geleitet, wobei eine in Tabelle 1 beschriebene Deckschicht in der gleichen Weise wie die Bindemittelschicht aufgetragen wurde. Bei diesem Schritt wurden keine Schleifpartikel aufgetragen und das Deckharz wurde in der gleichen Weise wie die Bindemittelschicht gehärtet. Das Zielbeschichtungsgewicht betrug für sowohl das Bindemittel- als auch das Deckharz 0,67 g pro 10,2 × 15,2 cm Probe (g/m²) und betrug für die Schleifpartikel 1,0 g pro 10,2 × 15,2 cm Probe (g/m²). Die Proben wurden gemäß dem vorstehend beschriebenen Anstrichabriebtest getestet. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 2 und 3 aufgeführt.
Tabelle 1
Tabelle 2
Tabelle 3
Die Ergebnisse zeigen, dass die erfindungsgemäßen Beispiele genau so gut oder besser schleifen als ein Produkt mit einem gröberen Mineral und eine vergleichbare oder überlegene Oberflächenbeschaffenheit bereitstellen.

Claims

Flexibler Schleifgegenstand, umfassend: ein flexibles und elastisches Schaumsubstrat mit einer ersten und zweiten Substrathauptoberfläche, wobei mindestens eine der Oberflächen eine Vielzahl an offenen Zellen aufweist, welche sich im Wesentlichen auf der Substratoberfläche befinden, die offenen Zellen beschichtbare Oberflächen aufweisen, welche durch miteinander verbundene Hohlräume definiert sind, und eine Vielzahl an Schleifpartikeln, welche an den beschichtbaren Oberflächen der offenen Zellen auf im Wesentlichen einheitliche Art befestigt sind, wobei die Partikel an den beschichtbaren Oberflächen unter Verwendung eines kontinuierlichen, gehärteten, harten, nicht elastomeren Klebstoffs mit bedeutend weniger elastomeren Eigenschaften als das Schaumsubstrat befestigt sind, wobei die Klebstoffschicht eine dünne Harzbeschichtung über den Schleifpartikeln bereitstellt, ohne die Partikel in dem Harz zu versenken und ohne die Zellen in dem agglomerierten Harz zu versenken.
Flexibler Schleifgegenstand gemäß Anspruch 1, wobei der gehärtete, harte, nicht elastomere Klebstoff ein gehärteter, wärmehärtbarer Klebstoff ist, ausgewählt aus Phenolharzen, Aminoplastharzen mit anhängenden α,β-ungesättigten Carbonylgruppen, Urethanharzen, Epoxyharzen, ethylenisch ungesättigten Harzen, acrylierten Isocyanuratharzen, Harnstoff-Formaldehydharzen, Isocyanuratharzen, acrylierten Urethanharzen, acrylierten Expoxyharzen, Bismaleinimidharzen, fluorenmodifizierten Epoxyharzen und Kombinationen davon.
Flexibler Schleifgegenstand gemäß Anspruch 2, wobei der gehärtete, wärmehärtbare Klebstoff eine im Wesentlichen einheitliche Harzschicht auf den beschichtbaren Oberflächen der offenen Zellen des Schaumsubstrats bereitstellt.
Flexibler Schleifgegenstand gemäß Anspruch 3, wobei die im Wesentlichen einheitliche Harzschicht getrennte Bindemittel- und Deckschichten umfasst.
Flexibler Schleifgegenstand gemäß Anspruch 1, wobei die Schleifpartikel ein aus Aluminiumoxid, Siliziumcarbid, Aluminiumoxid-Zirkonoxid, Diamant, Ceroxid, kubischem Bornitrid, Granat, gemahlenem Glas, Quarz und Kombinationen davon ausgewähltes Material umfassen.
Flexibler Schleifgegenstand gemäß Anspruch 1, wobei die Schleifpartikel einen mittleren Durchmesser von etwa 100 Mikrometer oder weniger aufweisen.
Flexibler Schleifgegenstand gemäß Anspruch 1, wobei die Schleifpartikel einen mittleren Durchmesser, im Bereich von etwa 1 Mikrometer bis etwa 600 Mikrometer, aufweisen.
Flexibler Schleifgegenstand gemäß Anspruch 1, wobei das Schaumsubstrat aus einem Schaumsubstrat eines synthetischen Polymers und einem natürlichen Schwammsubstrat ausgewählt ist.
Flexibler Schleifgegenstand gemäß Anspruch 8, wobei das Schaumsubstrat eines synthetischen Polymers Polyurethan, einen Schaumgummi oder Silikon umfasst.
Flexibler Schleifgegenstand gemäß Anspruch 1, wobei das Schaumsubstrat ein Schaumsubstrat mit offenen Zellen ist.
Flexibler Schleifgegenstand gemäß Anspruch 1, wobei das Schaumsubstrat ein Polyurethanschaum ist.
Flexibler Schleifgegenstand gemäß Anspruch 11, wobei der gehärtete, harte, nicht elastomere Klebstoff ein Phenolharz umfasst.
Flexibler Schleifgegenstand gemäß Anspruch 12, wobei das Schaumsubstrat ein Schaumsubstrat mit offenen Zellen ist.
Flexibler Schleifgegenstand gemäß Anspruch 13, wobei das Schaumsubstrat einen mittleren Porendurchmesser von 0,25 bis 16 mm aufweist.
Flexibler Schleifgegenstand gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, welcher in Rollenform mit oder ohne Perforationen bereitgestellt ist.
Verfahren zum Abschleifen eines Werkstücks, umfassend die Schritte in Kontakt bringen unter Reibung eines Schleifgegenstandes nach einem der Ansprüche 1 bis 14 mit dem Werkstück.
Verfahren gemäß Anspruch 16, wobei das Werkstück Metall, Plastik oder Holz umfasst.