DE69909329T2

DE69909329T2 - Acylphosphinoxid-photopolymerisierte schleifmittelbeschichtung

Info

Publication number: DE69909329T2
Application number: DE69909329T
Authority: DE
Inventors: Patrick Wenliang YANG; Paul Wei; Shin Gwo SWEI; C. Anthony GAETA
Original assignee: Saint Gobain Abrasives Inc
Current assignee: Saint Gobain Abrasives Inc
Priority date: 1998-12-16
Filing date: 1999-12-08
Publication date: 2004-05-27
Anticipated expiration: 2019-12-09
Also published as: US6048375A; NO20012967D0; BR9916191A; DE69909329D1; CA2354586C; ATE244106T1; CZ20012166A3; ID28978A; CZ296498B6; AR020553A1; EP1150802A1; NO317822B1; KR100402505B1; CN1330583A; NZ511774A; JP3802347B2; NO20012967L; KR20010080763A; RU2205739C2; JP2002532266A

Description

Hintergrund
Die vorliegende Erfindung betrifft beschichtete Schleifmittel und insbesondere beschichtete Schleifmittel, in denen die Schleifpartikel durch ein UV-härtbares Bindemitel in Position gehalten werden.
Bei der Herstellung von beschichteten Schleifmitteln werden üblicherweise Schleifpartikel mittels einer Grundschicht auf einem Trägermaterial haftend befestigt und über die Schleifpartikel wird eine Deckschicht aufgebracht, um diese in Position zu verankern. Manchmal wird eine Superdeckschicht auf die Deckschicht aufgebracht, um bestimmte besondere Eigenschaften, wie das Verhindern des Zusetzens, antistatische Eigenschaften, zu verleihen oder um ein Schleifilfsmittel an dem Punkt zu plazieren, an dem die Schleifpartikel ein Werkstück während des Einsatzes berühren.
Die am häufigsten in solchen Strukturen für die Grundschicht und Deckschicht verwendeten Bindemittel sind noch immer Phenolharze, obwohl andere wärmehärtbare Harze gelegentlich auch verwendet wurden. Solche Bindemittel härten aber langsam aus und benötigen teuere Trocken- und Aushärtungsgeräte, um wirksam zu sein. Aus diesem Grund wurden teilweise schneller aushärtende Bindemittel, einschließlich solcher, die mittels UV-Strahlung gehärtet werden, vorgeschlagen und sind zu einem gewissen Grad eingesetzt worden.
Die Begriffe „UV-gehärtet oder UV-härtbar", wie sie hier verwendet werden, sind so zu verstehen, dass diese Begriffe Harze einschließen, die durch Exposition gegenüber aktinischer Strahlung im sichtbaren oder ultravioletten Teil des Spektrums sowie durch Bestrahlung mit Elektronenstrahlen gehärtet werden können.
Das Härten solcher Bindemittel wird durch die Verwendung eines Photoinitiators aus einer Anzahl von Klassen von Photoinitiatoren, die bei der Belichtung mit UV-Licht freie Radikale erzeugen, beschleunigt. Diese Gruppe von Stoffen, die freie Radikale erzeugen, schließen organische Peroxide, Azoverbindungen, Chinone, Benzophenone, Nitrosoverbindungen, Acrylhalogenide, Hydrozone, Mercaptoverbindungen, Pyriliumverbindungen, Triacrylimidazole, Bisimidazole, Chloralkyltriazine, Benzoinether, Benzilketale, Thioxanthone und Acetophenone, einschließlich Derivate solcher Verbindungen, ein. Unter diesen sind die am häufigsten verwendeten Benzilketale wie 2,2-Dimethoxy-2-phenylacetophenon (erhältlich von Ciba Specialty Chemicals unter der Markenbezeichnung Irgacure 651) und Acetophenonderivate wie 2,2-Diethoxyacetophenon („DEAP", das kommerziell von der First Chemical Corporation erhältlich ist), 2-Hydroxy-2- methyl-1-phenyl-propan-1-on („HMPP", das von Ciba Specialty Chemicals unter der Markenbezeichnung Darocur 1173 erhältlich ist), 2-Benzyl-2-N,N-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)-1-butanon (das unter der Markenbezeichnung Irgacure 369 von Ciba Specialty Chemicals kommerziell erhältlich ist) und 2-Methyl-1-(4-(methylthio)phenyl)-2-morpholinopropan-1-on (erhältlich von Ciba Specialty Chemicals unter der Markenbezeichnung Irgacure 907).
Mit der Unterstützung solcher Photoinitiatoren härten solche Harze innerhalb von Minuten anstatt Stunden im Wesentlichen vollständig aus und bieten daher die Möglichkeit zu einer signifikanten Kosteneinsparung. Sie haben allerdings einen Nachteil dahingehend, dass die Aushärtung in der Gegenwart von Feststoffen in den Bereichen, die von dem aktivierenden Licht abgeschirmt sind, oftmals unvollständig ist. Dies kann als Folge der Einarbeitung von Pigmenten oder Füllstoffen auftreten, kann aber auch ohne das Feststoffe vorliegen auftreten und allein deshalb, weil die Harzschicht besonders dick ist.
Der Abschirmungseffekt kann vielleicht dort akzeptiert werden, wo das Harz so auf die Schleifkörner aufgebracht wird, dass der Hauptteil des Harzes während der Härtung dem UV-Licht ausgesetzt wird. Allerdings weichen bestimmte neuere Produkte von der Grundschicht/Schleifpartikel/Deckschicht-Struktur dadurch ab, dass das Bindemittel und die Schleifpartikel in Form eines Gemisches zugegeben werden, in dem das gehärtete Bindemittel sowohl das Gemisch an das Trägersubstrat klebt als auch als eine Matrix dient, in der die Schleifpartikel verteilt sind. Dieses Gemisch kann auf dem Substrat als einheitliche Schicht oder in der Form eines Musters, das eine Vielzahl von Kompositen in sich wiederholenden Mustern umfasst, aufgebracht werden, wobei jedes Komposit in dem Bindemittel verteilte Schleifpartikel umfasst, um so die so genannten strukturierten Schleifmittel zu bilden. Es ist verständlich, dass in solchen Produkten der Abschirmungseffekt ganz beträchtlich stärker ist und dazu neigt, die Größe der Schleifpartikel, die verwendet werden kann, und die Dicke der Schleifmittel/Bindemittelschicht, die auf das Substrat abgeschieden werden kann, zu begrenzen.
Unvollständige Härtung ist insbesondere in den Bereichen der Struktur, in denen das Harz mit dem Substrat in Kontakt steht, von Nachteil, da dies zu einer geringen Adhäsion mit dem Substrat führt und eine geringe Adhäsion zu einem schlechten Leistungsverhalten beim Schleifen führt. Allerdings ist dies genau dort, wo der Effekt am ausgeprägtesten ist, da dort die Aushärttiefe und der Abschirmungseffekt am ausgeprägtesten sind.
Ein neuer Photoinitiator wurde nun als überraschend wirksam bei der Härtung von UV-härtbaren Harzen, ohne die Unterstützung durch thermische Härtungsinitiatoren bis in größere Tiefen als bisher möglich geglaubt, entdeckt. Dies eröffnet die Möglichkeit, dass relativ große Komposite Teil eines strukturierten Scheifmittelprodukts bilden können. Es ermöglicht auch den Verzicht auf thermische Initiatoren, um die Härtung des Harzes zu vervollständigen.
Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung umfasst ein Verfahren zur Herstellung eines Schleifwerkzeugs, das Schleifpartikel umfasst, die mittels eines UV-härtbaren Bindemittelharzes gebunden sind, wobei das Bindemittelharz in einer Formulierung vorliegt, die Bis(2,4,6-trimethylbenzoly)phenylphospinoxid als einen Photoinitiator enthält.
Die Erfindung ist besonders geeignet zur Verwendung in der Herstellung von beschichteten Schleifmitteln, sie ist aber auch für die Herstellung anderer Schleifwerkzeuge wie dünne Schleifscheiben und relativ dünne Segmente anwendbar. Scheiben, in denen ein festes, scheibenförmiges Substrat um den Umfang herum mit einer relativ dünnen Schleifmittelbeschichtung versehen wird, sind ebenfalls umfasst. Die Erfindung kann aber am einfachsten zur Herstellung von beschichteten Schleifmitteln angewendet werden, in der eine Aufschlämmung von Schleifpartikeln in einem strahlungshärtbaren Bindemittel verwendet wird, um eine Schleifoberfläche auf einem Substratmaterial bereitzustellen. Das beschichtete Schleifmitteln ist vorzugsweise ein solches, das mit einer Reliefmuster-Oberfläche erzeugt wurde, oder auf dem eine gemusterte Oberfläche (ein strukturiertes Schleifmittel) aufgebracht wurde, wie es z. B. in US-Patent 5,014,468, US-Patent 5,152,917, US-Patent 5,833,724 und US-Patent 5,840,088 beschrieben ist.
Das strahlungshärtbare Bindemittel kann ein jedes aus denen sein, die über einen durch Strahlung ausgelösten Mechanismus härten. Solche Harze schließen oftmals Polymere oder Copolymere aus Monomeren mit polymerisierbaren Acrylat- oder Methacrylatseitengruppen ein. Sie schließen acrylatsubstituierte Urethane, Epoxidverbindungen, Isocyanate und Isocyanurate ein, obwohl diese oftmals mit Monomeren wie N-Vinylpyrrolidon, die keine (Meth)acrylatgruppe aufweisen, copolymerisiert sind. Acrylatsubstituierte Polyester und Aminoplaste sind auch als geeignet bekannt. Bestimmte ethylenisch ungesättigte Verbindungen können auch mittels photoinitierter Techniken polymerisiert werden. Die am häufigsten verwendeten Bindemitel basieren auf acrylatsubstituierten Epoxiden und/oder acryliertatsubstituierten Urethanen, und die Formulierung wird so ausgewählt, dass Steifigkeit (die hauptsächlich die Dichte der Vernetzungsstellen zwischen den Polymerketten widerspiegelt) und Modul, das die Länge der Polymerketten widerspiegelt, aufeinander abgestimmt sind. Eine ausreichende Steifigkeit kann durch Auswahl geeigneter Anteile an mono- und/oder di- und/oder tri-funktionalen Komponenten für die Bindemittelformulierung erreicht werden. Modul-Kontrolle kann beispielsweise durch Auswahl oligomerer Komponenten und/oder durch Einarbeitung eines thermoplastischen Harzes in die Formulierung bewerkstelligt werden. Alle Variationen dieser Art werden als von der vorliegenden Erfindung als umfasst verstanden, unter der Voraussetzung, dass die Strahlungshärtung der Formulierung durch die Verwendung von des Bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phenylphosphinoxid-Photoinitiators beschleunigt wird.
Polymerisation der Harzkomponente der Bindemittelformulierung wird in der Regel durch UV-Strahlung ausgelöst, gegenüber der das Bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phenyl-phosphinoxid recht empfindlich ist. Allerdings können die Harze auch unter dem Einfluss anderer Strahlung wie sichtbarem Licht, Elektronenstrahlung oder anderer aktinischer Strahlung polymerisiert werden. All diese Harze werden als von dem Begriff „strahlungshärtbar" erfasst verstanden.
Der Initiator, der eine wesentliche Komponente der Bindemittelformulierungen ist, die zur Herstellung der erfindungsgemäßen Schleifwerkzeuge verwendet werden, ist ein Acylphosphinoxid und dieser Begriff wird so verstanden, dass er Verbindungen mit der Formel:
umfasst, wobei zumindest einer der Reste aus X, Y und Z ausgesucht ist aus Gruppen mit der Formel: R-CO.--, wobei R ein Wasserstoff oder eine substituierte oder unsubstituierte Alkyl-, Aryl-, Alkaryl- oder Aralkylgruppe oder eine heterocyclische Gruppe ist und jeder der Reste aus X, Y und Z, der keine solche Acylgruppe umfasst, ein Wasserstoff oder eine substituierte oder unsubstituierte Alkoxy- oder Phenoxygruppe oder eine substituierte oder unsubstituierte Alkyl-, Aryl-, Aralkyl-, oder Alkarylgruppe oder eine heterocyclische Gruppe ist. BTBPPO (Bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phenyl-phosphinoxid) ist von Ciba Specialty Chemicals unter der Markenbezeichnung Irgacure 819 erhältlich.
Phosphinoxide sind von der BASF als 2,4,6-Trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphinoxid (als Lucirin TPO) und 2,4,6-Trimethylbenzoyl-ethoxyphenyl-phoshinoxid (als Lucirin LR8893) erhältlich.
Somit kann der Bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phenyl-phosphinoxid-Initiator alleine oder, falls dies erwünscht ist, auch in Kombination mit Photoinitiatoren oder sogar thermischen Initiatoren verwendet werden.
Wo eine Schleifmittel/Bindemittel-Formulierung verwendet wird, kann diese auch andere Komponenten einschließlich, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein: Füllstoffe, wie Siliziumdioxid, Talk, Aluminiumtrihydrat und Ähnliches, und andere Funktionszusatzstoffe wie Schleifhilfsmittel, Haftvermittler, antistatische Zusätze oder Mittel, die das Zusetzen verhindern, und Pigmente.
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
Die Erfindung wird nun mit Bezug auf bestimmte bevorzugte Ausführungsformen beschrieben, die zur Verfügung gestellt werden, um die Erfindung sowie die durch sie erreichten Vorteile zu verdeutlichen. Sie sind aber nicht so zu verstehen, dass damit eine notwendige Einschränkung des Umfangs der Erfindung angedeutet werden soll.
Beispiel 1
Dieses Beispiel verdeutlicht die Aushärttiefe verschiedener Photoinitiatoren. Eine Standardaufschlämmung eines Bindemittels auf Acrylatbasis umfasste eine vorbestimmte Menge Aluminiumoxid-Schleifpartikel mit einer Korngröße von P320 Grit. Der Anteil der Schleifpartikel in der Aufschlämmung betrug 17,39 Volumen-% und der Anteil an Kaliumtetrafluoroborat-Partikeln in der Aufschlämmung betrug 27,29 Volumen-%.
Die Aufschlämmung wurde in mehreren Proben hergestellt, die sich lediglich durch die Menge an 9R75 Quinn Violet Pigment in der Aufschlämmung unterschieden. Vier Irgacure Photoinitiatoren wurden ausgewertet: 819 (Bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phenyl-phosphinoxid), 651 (ein Benzylketal), 369 (ein α-Amino-acetophenon) und 907 (ein α-Amino-acetophenon). Für jede wurde die Aushärttiefe bei mehreren Pigment- und Photoinitiatorenkonzentrationen bestimmt. In allen Fällen wurde die Mischung auf ein gewebtes Polyestersubstrat mit J-Gewicht als Beschichtung aufgebracht und wurde unter einer UV-Lichtquelle (Fusion UV Systems, Inc., MD), die aus einer 600 Watt V-Glühlampe und einer 300 Watt H-Glühlampe bestand, mit einer Geschwindigkeit von 50 Fuß/Minute (15,2 Meter/Minute) durchgeführt. Die Aushärttiefe wurde nach der folgenden Methode bestimmt. Die Mischung wurde in einen Folienbehälter [1,5 Inch (3,81 cm) Durchmesser mal 0,375 Inch (0,95 cm) Tiefe] bis zu einer Tiefe von 0,25 Inch (0,635 cm) geschüttet. Dieser wurde durch die UV-Einheit geführt. Jeglicher Überschuss an ungehärtetem Harz wurde entfernt und die Dicke des ausgehärteten Anteils wurde dann als die Tiefe der Härtung gemessen.
Die Ergebnissse sind in den 3-dimensionalen Graphen, die als 1(a, b und c) beigefügt sind, dargelegt. In jedem einzelnen Fall zeigt die Auftragung das Verhältnis der Aushärttiefe für zwei Photoinitiatoren. Somit weist ein Tiefenverhältnis von größer als eins darauf hin, das ein Photoinitiator eine größere Aushärttiefe zeigt als der Photoinitiator, mit dem er verglichen wird.
Aus 1(a), welche die Formulierung, die den Bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phenyl-phosphinoxid-Photoinitiator (819) enthält mit einer Formulierung mit einem konventionellen Benzylketal-Initiator (651) vergleicht, geht hervor, dass der Acylphosphinoxid-Photoinitiator einheitlich eine größere Aushärttiefe ergibt. 1(b) zeigt, dass eine Formulierung, die einen α-Amino-acetophenon-Photoinitiator (369) enthält, 651 um nahezu den gleichen Betrag übertrifft wie 819. 1(c) zeigt, dass nicht alle α-Amino-acetophenone gleich gute Ergebnisse ergeben, da 907 in hohem Maße gegenüber 651 unterlegen ist.
Um ein vollständigeres Bild des Leistungsverhaltens der Photoinitiatoren zu erhalten, wurde die Adhäsionsstärke zwischen der gehärteten Beschichtung und dem Polyesterträger bestimmt. Dieser Test ist ein einfacher Bestanden/Versagt-Test, in dem das gehärtete Material dadurch einem Adhäsionstest unterzogen wird, dass das Produkt über eine scharfe Kante mit 90 Grad gebogen wird, und ein Wert von 1 wurde einem Produkt zugeordnet, das sich nicht trennte und 0 wurde zugeordnet, wenn irgendeine Trennung auftrat. 2(a, b, c, d) beschreibt die Ergebnisse in einer 3-dimensionalen Auftragung jeweils für jeden der vier Photoinitiatoren 819, 369, 907 und 651. Dies zeigt, dass für den Acylphosphinoxid-Photoinitiator (2a) ein Versagen nur bei der höchsten Pigmentanteil und dem geringsten Gehalt an Photoinitiatoren auftrat. Bei einem Pigmentanteil von über 0,2% versagte das 651-Produkt durchgehend (2d), wie auch 369 (2b) bei Pigmentkonzentrationen von 0,8% oder mehr, außer wenn die Photoinitiator-Konzentration 4% betrug, in welchem Fall 1,6% Pigment toleriert werden konnten, bevor Versagen auftrat.
Photoinitiator 907 (2c) versagte unter allen Bedingungen, außer wenn der Pigmentgehalt unterhalb 0,1% lag und die Konzentration der Photoinitiators zumindest 4% betrug. Diese Auftragungen bestätigen klar die Auswertung aus 1 und fügen Erkenntnisse bezüglich der Adhäsion an einem Substrat hinzu, die überzeugend darlegen, dass der 819 Bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phenyl-phosphinoxid-Photoinitiator einen sehr viel besseren Bereich zufriedenstellender Adhäsionswerte ergibt als der allerbeste der α-Amino-acetophenone (369).
Beispiel 2
In diesem Beispiel werden drei Formulierungen verwendet, um ein beschichtetes Schleifmittel mit einer strukturierten Oberfläche herzustellen. In jedem einzelnen Fall wurde das gleiche Acrylat-Bindemittel zusammen mit P320 Grit Aluminiumoxid-Schleifkörnern mit einem Volumenanteil von 17,39% und Kaliumtetrafluoroborat mit einem Volumenanteil von 27,79% verwendet.
Der verwendete Träger war aus gewebter Baumwolle mit X-Gewicht und die strukturierte Schleifoberfläche wurde unter Anwendung der in US-Patent 5,833,724 beschriebenen Prägetechnik aufgebracht. Das aufgebrachte Muster war von trihelikaler Gestalt mit 10 Linien pro cm (25 Linien pro Inch).
Das Leistungsverhalten von drei strukturierten Schleifmitteln, die sich lediglich bezüglich des in die Bindemittel/Schleifmittel-Formulierung eingebrachten Photoinitiators unterschieden, wurde nach dem folgenden Verfahren ausgewertet.
Die oben beschriebenen Beispiele wurden unter Verwendung eines modifizierten 121 Fss-Ring-Testverfahrens Schleiftests unterzogen. In jedem einzelnen Fall wurde ein 6,4 cm × 152,4 cm Band verwendet und das Band wurde mit einer Geschwindigkeit von 1524 smpm bewegt. Das Band wurde mit einem ringförmigen Werkstück aus 304 Edelstahl (17,8 cm Außendurchmesser, 15,2 cm Innendurchmesser und 3,1 cm Breite) bei einem Druck von 16 psi (110 kN/m²) in Berührung gebracht. Das Kontaktrad hinter dem Band war ein 7 Inch (17,8 cm) Gummirad mit glatter Oberfläche und 60 Durometer Härte. Das Werkstück wurde mit einer Geschwindigkeit von 3 smpm bewegt.
Zwanzig Ringe wurden vorab auf eine Ausgangsrauhigkeit Ra von 2,032 μm (80 Mikroinch) aufgerauht. Auf die einminütigen Schleifintervalle folgte die Messung der abgetragenen Menge. Mit den zwanzig Ringen wurde mit jedem Band insgesamt 20 Minuten Schleifen durchgeführt und der Gesamtmaterialabtrag wurde berichtet.
In jedem einzelnen Fall wurden der erste Abtrag nach einer Minute und der Gesamtabtrag nach 20 Minuten gemessen. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle gezeigt. Die Formulierungen sind über den jeweils verwendeten Irgacure-Photoinitiator identifiziert. Die erfindungsgemäß hergestellten, beschichteten Schleifmittel sind in Fettdruck dargestellt. Die letzte Zeile in der Tabelle wertet ein konventionelles, kommerzielles, nicht-strukturiertes beschichtetes Schleifmittelprodukt aus.
Wie aus dieser Tabelle hervorgeht, übertrafen die erfindungsgemäßen beschichteten Schleifmittel ähnliche Produkte, welche die besser abschneidenden Formulierungen, wie sie in Beispiel 1 ausgewertet wurden, verwenden, in diesem entscheidenden, Realbedingungen entsprechenden Test in beeindruckender Weise.
Beispiel 3
In diesem Beispiel wurde die Aushärttiefe und die Adhäsion der Formulierungen, die das gleiche auf Acrylat basierende Bindungsmittel und Siliziumcarbid-Schleifkörner (Korngröße Grit 150) mit einem Volumenanteil von 17,62% und mit Kaliumtetrafluoroborat mit einem Volumenanteil von 27,62% ausgewertet. 3 vergleicht die Aushärttiefe dieser Formulierungen. Diese Formulierungen unterschieden sich lediglich durch die Art des verwendeten Photoinitiators. Jede wurde auf einen Träger aus gewobener Baumwolle mit X-Gewicht abgeschieden. Jede wurde unter zwei Bedingungen getestet: Ohne Oberflächenbehandlung und mit einer Oberflächenbehandlung, bei der eine Mischung aus Siliziumcarbid-Schleifkörnern (ähnlich denen, die in der Formulierung verwendet wurden) und ein Schleifhilfsmittel, Kaliumtetrafluoroborat, in einem Gewichtsverhältnis von 2 : 1 vorlag.
Der in Beispiel 1 beschriebene Hafttest wurde auf diese Produkte angewandt. In der nachfolgenden Tabelle zeigt „1" das Bestehen und „0" das Versagen an.
Dort wo eine Mischung angezeigt ist, lagen die Komponenten in dem folgenden Verhältnis vor: 819/1173 (1 : 3) und 369/1173 (1 : 3).
Beispiel 4
In diesem Beispiel wurden verschiedene strukturierte Schleifmittel bezüglich ihrer Schnittkraft an 6A1-4V Titan ausgewertet, wobei eine Auswertungstechnik eingesetzt wurde, bei der ein 5/8'' × 2 3/8'' × 9¾'' (15,9 mm × 60,3 mm × 247,7 mm) Titan-Werkstück bei 20 psi (138 kN/m²) geschliffen wurde. Ein Kontaktrad aus Gummi mit einer glatten Oberfläche und einer 40 Durometer Härte wurde als Kontaktrad verwendet. Die Bandgeschwindigkeit betrug 3000 sfpm (914,4 smpm) und das Werkstück bewegte sich reziprok mit 7 sfpm (2,1 smpm).
Die Formulierungen wurden auf einen gewebten Baumwollträger mit X-Gewicht in einem aus zwei Mustern abgeschieden: Trihelikal (TH) mit 10 Linien pro cm (25 Linien pro Inch) und einem pyramidalen Muster (P) mit 10 Linien aus Pyramiden pro cm (25 Linien aus Pyramiden pro Inch). Diese Muster wurden durch Prägen des Musters in eine auf dem Träger abgeschiedene Aufschlämmung erzeugt. Die UV-Härtung wurde in jedem der Fälle unter Verwendung einer 300 Watt V-Glühlampe und 300 Watt H-Glühlampe von Fusion UV Systems, Inc., MD, durchgeführt.
Der Gesamtabtrag nach jeweils 15 Minuten wurde in jedem der Fälle gemessen. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle dargelegt.
Beispiel 5
In diesem Beispiel wurde die von drei unterschiedlichen Photoinitiatoren erreichte Aushärttiefe verglichen. Jeder Photoinitiator wurde zu dem in Beispiel 1 verwendeten Bindemittel gegeben, allerdings ohne dass andere Additive oder Komponenten mit den Photoinitiatoren vorlagen. Die zugegebene Menge betrug 1 Gew.-% und die Bindemittel/Initiator-Mischung wurde auf ein Substrat aufgebracht und das beschichtete Substrat wurde, während sich das Substrat mit einer Geschwindigkeit von 13,4 Meter/Minute unter der Quelle fortbewegte, der Strahlung ausgesetzt, die durch eine 300 W D-Glühlampe bereitgestellt wurde. In einer zweiten Auswertung war die Strahlungsquelle eine 600 W D-Glühlampe und die Durchführgeschwindigkeit unter der Quelle hinweg betrug ebenfalls 13,4 Meter/Minute.
Die ausgewerteten Initiatoren waren Irgacure 1700, (25% DMBAPO mit 75% HMPP) und Irgacure 4265 (50% TPO mit 50% HMPP) und diese wurden mit Irgacure 1173 (HMPP) alleine verglichen.
Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle dargestellt:
Somit ist es ersichtlich, dass die Mischungen der Acylphosphin-Initiatoren mit anderen Initiatoren eine größere Aushärttiefe als die gleiche Menge der jeweiligen Komponenten der Mischung ergeben.
Aus den in den oben beschriebenen Beispielen bereitgestellten Daten geht ganz klar hervor, dass die Acylphosphinoxid-Initiatoren alleine oder zusammen mit anderen Photoinitiatoren verwendet werden können, um eine verbesserte Aushärttiefe und verbesserte Adhäsion an das Substrat sicherzustellen und im Ergebnis einen guten Gesamtabtrag bereitzustellen, der die Erwartungen an ein kommerzielles Produkt vollständig erfüllt oder übertrifft.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Schleifwerkzeugs umfassend das Bereitstellen von Schleifpartikeln und einer härtbaren Bindemittel-Formulierung, die ein strahlungshärtbares Harz und Bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phenylphosphinoxid-Photoinitiator enthält, und das Härten der Bindemittel-Formulierung durch Bestrahlung mit aktivierender Strahlung, so dass das Harz zumindest teilweise gehärtet wird und die Schleifpartikel in einer festen räumlichen Beziehung zueinander befestigt werden.
Verfahren gemäß Anspruch 1, in dem der Bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phenylphosphinoxid-Photoinitiator in Mischung mit einem Keton-Photoinitiator vorliegt.
Verfahren gemäß Anspruch 1, in dem die strahlungshärtbare Harz-Komponente der Formulierung eine Präkursor-Formulierung enthält, die beim Härten zumindest ein Polymer ausgewählt aus Polymeren und Copolymeren aus Monomeren mit Acrylat- oder Methacrylatseitengruppen liefert.
Verfahren gemäß Anspruch 1, in dem die Bindemittel-Formulierung auf einer Bahn eines Trägermaterials aufgebracht wird, bevor die Harz-Komponente der Bindemittel-Formulierung gehärtet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, in dem die Schleifpartikel in der Bindemittel-Formulierung dispergiert werden, bevor die Mischung auf das Trägermaterial abgeschieden wird.
Verfahren gemäß Anspruch 5, in dem die Schleifmaterial/Bindemittel-Mischung auf das Trägermaterial abgeschieden und so geformt wird, dass ein sich wiederholendes Muster aus Reliefstrukturen gebildet wird, bevor die Härtung der Harz-Komponente der Bindemittel-Formulierung vollständig ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, in dem die Schleifpartikel in der Bindemittel-Formulierung dispergiert werden und die Bindemittel/Schleifmaterial-Mischung zu einem Schleifwerkzeug geformt wird, bevor die Harz-Komponente der Bindemittel-Formulierung gehärtet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 7, in dem das Werkzeug eine Schleifscheibe ist.
Ein strukturiertes Schleifmittel, hergestellt nach einem Verfahren gemäß Anspruch 1.