EP1535700A1 - Schleifmittelverbundkörper - Google Patents

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EP1535700A1
EP1535700A1 EP03027086A EP03027086A EP1535700A1 EP 1535700 A1 EP1535700 A1 EP 1535700A1 EP 03027086 A EP03027086 A EP 03027086A EP 03027086 A EP03027086 A EP 03027086A EP 1535700 A1 EP1535700 A1 EP 1535700A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
abrasive
meth
adhesive
acrylate
component
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP03027086A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Linnenbrink
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sika Automotive Hamburg GmbH
Original Assignee
Sika Tivoli GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sika Tivoli GmbH filed Critical Sika Tivoli GmbH
Priority to EP03027086A priority Critical patent/EP1535700A1/de
Priority to PCT/EP2004/053097 priority patent/WO2005051599A1/de
Priority to EP04804572A priority patent/EP1689560A1/de
Publication of EP1535700A1 publication Critical patent/EP1535700A1/de
Priority to US11/896,573 priority patent/US20080200106A1/en
Priority to US12/923,873 priority patent/US20110023376A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D13/00—Wheels having flexibly-acting working parts, e.g. buffing wheels; Mountings therefor
    • B24D13/02—Wheels having flexibly-acting working parts, e.g. buffing wheels; Mountings therefor acting by their periphery
    • B24D13/06—Wheels having flexibly-acting working parts, e.g. buffing wheels; Mountings therefor acting by their periphery the flaps or strips being individually attached
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D18/00—Manufacture of grinding tools or other grinding devices, e.g. wheels, not otherwise provided for
    • B24D18/0072—Manufacture of grinding tools or other grinding devices, e.g. wheels, not otherwise provided for using adhesives for bonding abrasive particles or grinding elements to a support, e.g. by gluing

Definitions

  • the invention relates to the production of abrasive composite bodies.
  • Abrasives have long been used to process materials.
  • abrasives consist of abrasive particle-like particles which are fixed on a carrier material by means of a binder.
  • DE 198 53 550 C1 describes a flap disc in which there is present in a base bond layer applied to a base, in which a scattering layer of abrasive grains is applied.
  • US 5,722,881 describes the use of epoxies for bonding abrasive flaps to a grinding wheel.
  • a disadvantage of epoxies is that they either have very long curing times or have to be cured by heat. This requires that for efficient mass production long service lives and / or high energy costs for curing are required, which entails an increase in the cost of the production process.
  • Two-component polyurethane or (meth) acrylate adhesive have an extremely fast curing and in particular allow rapid bonding already at room temperature. As a result, fast processing times and one energy-saving industrial mass production of these abrasive composite bodies allows.
  • the present invention relates to an abrasive composite comprising at least one abrasive backing, at least one abrasive, and at least one cured two-part polyurethane or (meth) acrylate adhesive that bonds abrasive backing and abrasive. Furthermore, abrasive particles are present on the surface of the abrasive.
  • (meth) acrylate is meant throughout the present document both the esters of acrylic acid and of methacrylic acid.
  • the present invention comprises the use of a two-component (meth) acrylate adhesive in which the first Component contains at least one (meth) acrylate monomer and the second Component contains at least one radical starter, in the preparation of a Abrasive composite for bonding abrasive carrier and abrasive.
  • the present invention comprises the use of a two-component polyurethane adhesive in which the first component at least one polyamine or a polyol and the second component contains at least one polyisocyanate, in the preparation of a Abrasive composite for bonding abrasive carrier and abrasive.
  • the present invention comprises a method for Production of an abrasive composite body, which includes the following steps includes: mixing the two components of a two-component Polyurethane or (meth) acrylate adhesive, application of the mixed Adhesive to the abrasive backing, contacting the mixed Adhesive with the at least one abrasive and curing the Adhesive.
  • FIG. 1 schematically shows an abrasive composite body comprising an abrasive carrier 1 bonded to an abrasive 2 by a two-component (meth) acrylate or polyurethane adhesive.
  • the abrasive material can be adhesively bonded to the surface (FIG. 1 a) or to the end face or the end face (FIG. 1 b).
  • abrasive particles 3 are present on the surface of the abrasive 2 .
  • the abrasive particles 3 are made of materials known to those skilled in the art.
  • these are natural or synthetic materials such as emery, garnet, flint, quartz, corundum, potassium fluoroborate, cryolite, chiolite, diamond, silicon carbide, cubic boron nitride (CBN) or the like. It is further known that these particles may be present in various types of grains and grain shapes. Depending on the grinding problem, the person skilled in the art selects the suitable material or materials in the respectively adapted grain size or grain mixtures in the respectively optimum grain shape.
  • the abrasive may have these particles on the entire surface or only in certain areas. Preferably, however, the abrasive particles 3 are present only on one side of the abrasive 2.
  • abrasives 2 is a lamellar abrasive element.
  • the abrasive, or the lamellar abrasive element can be constructed very differently.
  • it can consist of a rigid material and abrasive particles 3, for example producible by casting or sintering processes of metal or duromers or reactive resins, optionally with scattering or rolling in of the abrasive particles.
  • they can be composed of at least one fabric or paper 101, at least one binder 102 and the abrasive particles 3, as shown schematically in FIG. 1 c.
  • Also considered to be fabrics are scrims or knits.
  • the fibers used for this purpose are carbon, glass, nylon aramid, cotton or polyester fibers and mixtures thereof.
  • Suitable binders 102 for embedding the abrasive particles are various polymeric synthetic resins, in particular reaction products based on polyepoxides, poly (meth) acrylates or polyurethanes.
  • binders based on phenol-formaldehyde resins or polyimides are very suitable.
  • Also suitable as a binder for this purpose are the two-component (meth) acrylate or polyurethane adhesives 4 or their underlying unfilled reactive components.
  • the binder 102 can penetrate between the fibers and consequently the fabric, scrim or knit not only on one side, as shown in Figure 1 c, but also completely surrounded by the binder can.
  • the abrasive particles can not only be surrounded by binder 102 but also by the fabric, scrim or knitted fabric 101, or their fibers.
  • the abrasive particles are particularly preferably embedded in the binder, ie the particles 3 are partially surrounded by the binder 102 and part of the surface of the particle is free.
  • the abrasive carrier 1 has a carrier function for the abrasive 2.
  • the abrasive carrier is connected to a machine, in particular connected by pressing forces, so that the abrasive passes under rotational or thrusting movements with the material to be ground in contact while doing Abtragsaille.
  • the abrasive carrier is made of either a rigid material such as metal or thermosetting plastics or an elastic material. Elastic materials have the advantage that they can easily adapt to the contours of the workpiece to be ground, and are therefore particularly suitable for fine grinding work or workpieces with complex surface geometry.
  • a disadvantage of the elastic abrasive carriers is the lower mechanical strength and reduced life of the abrasive carrier.
  • the abrasive carrier 1 is preferably a circular disk, a wheel or a belt.
  • the abrasive 2 is preferably bonded to the abrasive carrier 1 on the surface of the largest surface of the disc or the wheel or the band, in particular in the radial direction of the disc or the wheel.
  • a further advantageous possibility is that the abrasive 2 on the peripheral surface of the wheel or the circular disc with the abrasive carrier 1, in particular in radial alignment, is glued.
  • the adhesive used for bonding abrasive carrier 1 and Abrasive 2 is used is a two-component polyurethane or (Meth) acrylate adhesive.
  • the adhesive 4 already reacts at room temperature very fast. However, it is not excluded that the adhesive is also at higher temperatures is cured.
  • the adhesive is especially useful a temperature between 10 ° C and 180 ° C, in particular between 20 ° C and 80 ° C, preferably between 20 ° C and 40 ° C, most preferably at Room temperature, cured.
  • the two-component (Meth) acrylate adhesive it is, however, to discourage for safety reasons, in the Application and to apply higher temperatures during curing.
  • the adhesive is a two-component (meth) acrylate adhesive 4
  • the first component comprises at least one (meth) acrylate monomer. Both mono-, di-, tri-, tetra- and penta- (meth) acrylate-functional monomers are suitable.
  • (meth) acrylate monomers are methyl methacrylate, isobornyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, dicyclopentadienyl (meth) acrylate, dicyclopentadienyloxyethyl (meth) acrylate, ethylene glycol di ( meth) acrylate, di-, tri-, tetraethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate di-, tri-, tetrapropylene glycol di (meth) acrylate, butanediol di (meth) acrylate, hexanediol di (meth) acrylate, epoxy (meth) acrylates in particular preparable from (meth) acrylic acid and bisphenol A diglycidyl
  • the (meth) acrylate monomers have a glass transition temperature greater than 55 ° C. It may be advantageous under some circumstances to select methyl methacrylate as the (meth) acrylate monomer. For example, this may be the case if the intense odor of this monomer does not interfere. However, preference is not or only weak-smelling monomers.
  • the first component of the two-component (meth) acrylate adhesive preferably comprises at least one monomer selected from the group comprising isobornyl (meth) acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, epoxy (meth) acrylates, in particular preparable from (Meth ) acrylic acid and bisphenol A diglycidyl ether, bisphenol A diglycidyl ether oligomers, bisphenol A or ethoxylated bisphenol A, trimethyloltri (meth) acrylate, and mixtures thereof. Especially preferred are methacrylates.
  • the second component of the two-component (meth) acrylate adhesive includes at least one radical starter.
  • radical starters are all those known to one skilled in the art of (meth) acrylate adhesives Radical initiator. Both thermal and photochemical radical starters possible.
  • Preferred free-radical initiators are peroxides, in particular organic ones Peroxides, preferably benzoyl peroxide.
  • Two-component (meth) acrylate adhesives from the SikaFast® series (commercially available from Sika für AG, Zurich), or as known from WO 02/070620, have proven particularly suitable for this purpose.
  • a two-component (meth) acrylate adhesive instead of a two-component (meth) acrylate adhesive, to use a one-component (meth) acrylate adhesive which is cured photochemically. This is achieved by irradiation with a light source, in particular with a high-pressure mercury lamp or with a laser.
  • a disadvantage of this solution is the need for such a light source and possibly the problem that is to be expected in certain embodiments according to the present invention with a shadow in the area of the adhesive.
  • the first component of the adhesive comprises at least one polyol or a polyamine and the second component comprises at least one polyisocyanate.
  • a polyamine is a molecule having two or more amine functional groups, especially primary amine groups.
  • polyamines examples include aliphatic polyamines such as ethylenediamine, 1,2- and 1,3-propanediamine, 2-methyl-1,2-propanediamine, 2,2-dimethyl-1,3-propanediamine, 1,3- and 1, 4-butanediamine, 1,3- and 1,5-pentanediamine, 1,6-hexanediamine, 2,2,4- and 2,4,4-trimethylhexamethylenediamine and mixtures thereof, 1,7-heptanediamine, 1,8-octanediamine , 4-aminomethyl-1,8-octanediamine, 1,9-nonanediamine, 1,10-decanediamine, 1,11-undecanediamine, 1,12-dodecanediamine, methyl bis (3-aminopropyl) amine, 1,5- Diamino-2-methylpentane (MPMD), 1,3-diaminopentane (DAMP), 2,5-dimethyl-1,6-hexamethylenediamine, cycloaliphatic polyamine
  • a polyisocyanate is a molecule having two or more isocyanate groups.
  • HDI 1,6-hexamethylene diisocyanate
  • TDI 2,4- and 2,6-toluene diisocyanate
  • MDI 4,4'-diphenylmethane diisocyan
  • the early strength, at least until a sufficiently high early strength that allows the abrasive composite to be transported, of a two-component polyurethane or (meth) acrylate adhesive is preferably less than 30 minutes at room temperature, more preferably less than 10 minutes, from the time of mixing the two components. In special cases even an early strength of less than 5 minutes may be desired.
  • two-component polyurethane or (meth) acrylate adhesives have pot lives at room temperature of preferably less than 20 minutes, in particular less than 10 minutes. In special cases, a pot life of less than 5 minutes is advantageous. It has proven particularly advantageous if the two-component (meth) acrylate or polyurethane adhesive has a thixotropic behavior.
  • Such thixotropy can be achieved via chemical or physical thixotropy.
  • the adhesive is of pasty consistency.
  • the thixotropic or pasty consistency is particularly advantageous because they accomplish that an abrasive which is inserted into the adhesive is held in this position at least until the adhesive is sufficiently crosslinked to allow this through the strength structure.
  • the thixotropy is particularly preferred since, due to the thixotropic behavior, the abrasives can be easily inserted into the adhesive and then kept in position anyway, without them tipping uncontrollably by their own weight.
  • a two-component (meth) acrylate or Polyurethane adhesive as needed other ingredients such as fillers, Desiccants, catalysts, thixotropic agents, additives such as adhesion promoters, Light stabilizers, defoamers, leveling agents, impact modifiers contain.
  • fillers Desiccants, catalysts, thixotropic agents, additives such as adhesion promoters, Light stabilizers, defoamers, leveling agents, impact modifiers.
  • additives such as adhesion promoters, Light stabilizers, defoamers, leveling agents, impact modifiers
  • FIG. 2 describes a flapper disk 9 which has a flap wheel 9 represents preferred embodiment of an abrasive composite body.
  • the abrasives are 2 lamellar grinding elements that partially overlap and fan-like arranged on an abrasive carrier 1 and by means of a two-component (meth) acrylate or polyurethane adhesive is glued to the abrasive carrier 1.
  • This structure can also be called Denote roof tile-like arrangement of the abrasive slats.
  • the Abrasive carrier 1 in this case has a shape of a circular disc.
  • the Disc preferably has a through hole 5 in the center, through which a rotary spindle 7 can get.
  • the abrasive carrier 1 preferably a reinforcing ring 6.
  • Figure 3 describes a partial cross section along the line AA through the peripheral region of the flap disc 9 and shows the Roof-like partially overlapping abrasive 2, with the abrasive particles 3 on the surface.
  • the abrasives are with a polyurethane or (Meth) acrylate adhesive 4 connected to the abrasive carrier 1.
  • FIG. 4 describes a view of a grinding machine 8 with a via a rotary spindle 7, which through the through hole. 5 connected flap wheel 9.
  • the flap disc has me the abrasive carrier 1 of disc-like shape, radially bonded Abrasive 2.
  • FIG. 5 describes a lamellar grinding wheel 12, which has a further lamella grinding wheel 12 represents preferred embodiment of an abrasive composite body.
  • the abrasives are 2 lamellar grinding elements that partially overlap are arranged on an abrasive carrier 1 and by means of a two-component (meth) acrylate or polyurethane adhesive 4 with the Abrasive carrier 1 are glued.
  • the abrasives 2 are hereby the circumferential surface of the Lamellenschleifrades.
  • the lamellar grinding wheel has in Achstician preferably a through hole and optionally one Nut 10 with a thread 11 on the inside of the nut. Farther the lamellar grinding wheel preferably has a reinforcing ring 6.
  • Figure 6 describes a partial cross section along the line BB through the peripheral region of a Lamellenschleifrades 12 and shows the Roof-like partially overlapping abrasive 2, with the abrasive particles 3 on the surface.
  • the abrasives are with a polyurethane or (Meth) acrylate adhesive 4 connected to the abrasive carrier 1.
  • FIG. 7 describes a schematic view of a Grinder 13 with a lamella grinding wheel 12th
  • an abrasive composite body shows an arrangement in which the abrasive carrier 1 is a wheel and the Abrasive 2, in particular of lamellar shape, radially on the Radletons III vertically projecting from the peripheral surface with a two-component polyurethane or (meth) acrylate adhesive 4 are bonded.
  • an abrasive composite body represents an abrasive belt.
  • the sanding belt can be a bow or an endless belt be.
  • the present invention also includes a method for producing an abrasive composite body.
  • This method comprises at least the steps described below.
  • the two components of a two-component polyurethane or (meth) acrylate adhesive 4 are mixed together. This is done with conventional mixing equipment, in particular by means of a static mixer.
  • the mixed adhesive is applied to the abrasive carrier, preferably in the form of a bead of adhesive. This occurs where the abrasives are to be bonded to the abrasive carrier, especially in the peripheral areas of a disk or wheel.
  • the mixed adhesive is contacted with at least one abrasive before expiry of the pot life of the adhesive.
  • This contacting is preferably carried out such that the abrasive, which is preferably a lamellar abrasive element, is inserted into the mixed and applied to the abrasive carrier 1 uncured adhesive substantially vertical to the abrasive carrier surface, so that a part of the surface is coated with adhesive.
  • the abrasive which is preferably a lamellar abrasive element
  • the curing of the adhesive takes place.
  • abrasives inserted side by side in the uncured adhesive are controllably brought into an inclined orientation from the substantially vertical orientation.
  • a fan-like or roof-tile-like partial overlap of the abrasives 2 is achieved, as indicated schematically in FIG. 8 b.
  • This is achieved in particular by a tangential force which preferably acts on the abrasive material on the side opposite the adhesive, as is indicated schematically in FIG. 8a. It is advantageous if the dislike of the abrasive does not occur until all the abrasive has been contacted with the adhesive.
  • this tilting of the laminar sanding elements is preferably achieved by a combined rotational-pressure movement of a body in contact with the free edges of the upstanding laminar sanding elements.
  • the surface of the abrasive carrier 1 and / or the abrasive 2 are subjected to a chemical or physical pre-treatment prior to bonding.
  • Such pretreatment includes, for example, grinding, brushing, sand blasting, treatment with detergents, primer solutions or primers. This can lead, for example, to increased adhesion and thus to higher safety and / or load capacity of the abrasive composite.
  • the steps of mixing, application, contacting and curing typically occur at a temperature between 10 ° C and 180 ° C, usually between 20 ° C and 80 ° C, especially between 20 ° C and 40 ° C. This is preferably done at room temperature. This described method is to be used in particular when the adhesive 4 used shows a thixotropic behavior and / or has a pasty consistency.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung beschreibt Schleifmittelverbundkörper, welche mindestens einen Schleifmittelträger 1, mindestens ein Schleifmittel 2 an dessen Oberfläche abrasive Partikel 3 vorhanden sind, sowie mindestens ein ausgehärteter zweikomponentiger Polyurethan- oder (Meth)acrylat-Klebstoff 4, der Schleifmittelträger 1 und Schleifmittel 2 miteinander verbindet, umfassen. Weiterhin sind offenbart die Herstellung eines ist Schleifmittelverbundkörpers sowie die Verwendung eines zweikomponentigen Polyurethan- oder (Meth)acrylat-Klebstoff zum Verkleben von Schleifmittelträger 1 und Schleifmittel 2 in der Herstellung Schleifmittelverbundkörpers. <IMAGE>

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft das Herstellen von Schleifmittelverbundkörpern.
Stand der Technik
Schleifmittel werden seit langem verwendet um Werkstoffe zu bearbeiten. Schleifmittel bestehen unter anderem aus schleifaktiven kornartigen Partikeln, welche mittels eines Bindemittels auf einem Trägermaterial fixiert sind.
   DE 198 53 550 C1 beschreibt eine Fächerschleifscheibe, in welcher in einer auf einer Unterlage aufgebrachten Grundbindungsschicht vorhanden ist, in welcher eine Streulage von Schleifkörnern aufgebracht ist.
   US 5,722,881 beschreibt die Verwendung von Epoxiden zum Verkleben von Schleiflamellen auf ein Schleifrad.
   Nachteilig an Epoxiden ist, dass sie entweder über sehr lange Aushärtezeiten verfügen oder aber durch Hitze ausgehärtet werden müssen. Dies bedingt, dass für eine effiziente Massenproduktion lange Standzeiten und/oder hohe Energiekosten für die Aushärtung benötigt werden, was eine Verteuerung des Produktionsprozesses mit sich bringt.
Darstellung der Erfindung
Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung Schleifmittelverbundkörper zur Verfügung zu stellen, welche auf eine Art produziert werden können, welche die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweisen.
   Überraschenderweise wurde gefunden, dass dies durch ein Schleifmittelverbundkörper gemäss dem Anspruch 1, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung gemäss Anspruch 18 ermöglicht wird.
Dies wird insbesondere durch die Verwendung eines zweikomponentigen Polyurethan- oder (Meth)acrylat-Klebstoffs gemäss Anspruch 15 oder 16 erreicht. Zweikomponentige Polyurethan- oder (Meth)-acrylat-Klebstoffs verfügen über eine extrem schnelle Aushärtung und ermöglichen insbesondere ein schnelles Verkleben bereits bei Raumtemperatur. Dadurch sind schnelle Verarbeitungszeiten und eine energiesparende industrielle Massenproduktion dieser Schleifmittelverbundkörper ermöglicht.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Im folgenden werden anhand der Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Gleiche Elemente sind in den verschiedenen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Richtung von Kräften sind mit Pfeilen angegeben.
Es zeigen:
Fig. 1
einen Teilquerschnitt durch die Anordnung Schleifmittelträger/Schleifmittel/Klebstoff,
  • in Fig. 1 a) Schleifmittel mit Schleifmittelträger längsflächig verklebt,
  • in Fig. 1 b) Schleifmittel mit Schleifmittelträger stirnflächig verklebt,
  • in Fig. 1 c) möglicher Aufbau eines Schleifmittels;
Fig. 2
eine Aufsicht auf eine Fächerschleifscheibe;
Fig. 3
einen Teilquerschnitt durch eine Fächerschleifscheibe entlang der Linie AA;
Fig. 4
eine Aufsicht auf eine Schleifmaschine mit Fächerschleifscheibe;
Fig. 5
eine Aufsicht auf ein Lamellenschleifrad;
Fig. 6
einen Teilquerschnitt durch ein Lamellenschleifrad entlang der Linie BB;
Fig. 7
eine Aufsicht auf eine Schleifmaschine mit Lamellenschleifrad;
Fig. 8
einen Teilquerschnitt durch Schleifverbundkörper zur Illustrierung von dessen Herstellung,
  • in Fig. 8a) eingesteckte Schleifmittel
  • in Fig. 8b) nach dem Abkippen der Schleifmittel
Es sind nur die für das unmittelbare Verständnis der Erfindung wesentlichen Elemente gezeigt.
Wege zur Ausführung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schleifverbundkörper, welcher mindestens einen Schleifmittelträger, mindestens ein Schleifmittel sowie mindestens einen ausgehärteten zweikomponentigen Polyurethan- oder (Meth)acrylat-Klebstoff, der Schleifmittelträger und Schleifmittel miteinander verbindet, umfasst. Weiterhin sind an der Oberfläche des Schleifmittels abrasive Partikel vorhanden.
   Unter "(Meth)acrylat" werden im gesamten vorliegenden Dokument sowohl die Ester von Acrylsäure als auch von Methacrylsäure verstanden.
Weiterhin umfasst die vorliegende Erfindung die Verwendung eines zweikomponentigen (Meth)acrylat-Klebstoffs, bei welchem die erste Komponente mindestens ein (Meth)acrylat-Monomer enthält und die zweite Komponente mindestens einen Radikalstarter enthält, in der Herstellung eines Schleifverbundkörpers zum Verkleben von Schleifmittelträger und Schleifmittel.
Weiterhin umfasst die vorliegende Erfindung die Verwendung eines zweikomponentigen Polyurethanklebstoffs, bei welchem die erste Komponente mindestens ein Polyamin oder ein Polyol enthält und die zweite Komponente mindestens ein Polyisocyanat enthält, in der Herstellung eines Schleifverbundkörpers zum Verkleben von Schleifmittelträger und Schleifmittel.
Schliesslich umfasst die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Schleifverbundkörpers, welches die folgenden Arbeitsschritte umfasst: Mischen der zwei Komponenten eines zweikomponentigen Polyurethan- oder (Meth)acrylat-Klebstoffs, Applikation des gemischten Klebstoffes auf den Schleifmittelträger, Kontaktieren des gemischten Klebstoffes mit dem mindestens einen Schleifmittel sowie Aushärten des Klebstoffes.
Figur 1 zeigt schematisch einen Schleifmittelverbundkörper, welcher einen Schleifmittelträger 1, der mittels eines zweikomponentigen (Meth)acrylatoder Polyurethan-Klebstoffs mit einem Schleifmittel 2 verklebt ist, umfasst. Das Schleifmittel kann hierbei flächig (Fig. 1 a) oder auf der Stirnseite oder die Stirnfläche umfassend (Fig. 1 b) verklebt sein.
   An der Oberfläche des Schleifmittels 2 sind abrasive Partikel 3 vorhanden. Die abrasiven Partikel 3 sind aus Materialien, wie sie dem Fachmann auf diesem Gebiet bekannt sind. Beispielsweise handelt es sich hier um natürliche oder synthetische Materialien wie Schmirgel, Granat, Flint, Quarz, Korund, Kaliumfluoroborat, Kryolith, Chiolith, Diamant, Siliziumcarbid, kubisches Bornitrid (CBN) oder dergleichen. Es ist weiterhin bekannt, dass diese Partikel in verschiedenen Arten von Körnungen und Kornformen vorhanden sein können. Der Fachmann wählt je nach Schleifproblem das oder die geeigneten Materialien in der jeweilig angepassten Körnung oder Körnungmischungen in der jeweilig optimalen Kornform aus. Das Schleifmittel kann diese Partikel auf der gesamten Oberfläche oder nur auf gewissen Bereichen aufwiesen. Bevorzugt sind jedoch die abrasiven Partikel 3 lediglich auf einer Seite des Schleifmittels 2 vorhanden.
   Besonders bevorzugt sind als Schleifmittel 2 ist ein lamellenförmiges Schleifmittelelement.
   Das Schleifmittel, beziehungsweise das lamellenförmige Schleifmittelelement, kann seinerseits sehr unterschiedlich aufgebaut sein. Einerseits kann es aus einem starren Material und abrasiven Partikel 3 bestehen, beispielsweise herstellbar durch Guss- oder Sinterprozesse von Metall oder Duromeren oder reaktiven Harzen gegebenenfalls unter Einstreuen oder Einwalzen der abrasiven Partikel. Andererseits können sie aus mindestens einem Gewebe oder Papier 101, mindestens einem Bindemittel 102 sowie den abrasiven Partikel 3 aufgebaut sein, wie schematisch in Figur 1 c dargestellt. Als Gewebe gelten auch Gelege oder Gewirke. Die hierfür eingesetzten Fasern sind Kohlenstoff-, Glas-, Nylon- Aramid-, Baumwoll- oder Polyesterfasern sowie Mischungen daraus. Als Bindemittel 102 für das Einbetten der abrasiven Partikel kommen diverse polymere Kunstharze in Frage, insbesondere Reaktionsprodukte auf Basis von Polyepoxiden, Poly(meth)acrylaten oder Polyurethanen. Beispielsweise sind Bindemittel auf Basis von Phenol-Formaldehydharzen beziehungsweise Polyimiden sehr geeignet. Weiterhin geeignet als Bindmittel hierfür sind die zweikomponentigen (Meth)acrylat- oder Polyurethanklebstoffe 4 beziehungsweise deren zugrundliegende ungefüllten reaktiven Komponenten.
   Es versteht sich von selbst dass, im Falle eines Gewebes, Geleges oder Gewirkes 101 das Bindemittel 102 zwischen die Fasern eindringen kann und demzufolge das Gewebe, Gelege oder Gewirke nicht nur einseitig, wie in Figur 1 c dargestellt, sondern auch vollständig vom Bindemittel umgeben sein kann. Ebenso klar ist, dass die abrasiven Partikel nicht nur umgeben von Bindemittel 102 sondern auch vom Gewebe, Gelege oder Gewirke 101, beziehungsweise deren Fasern, sein können.
   Besonders bevorzugt sind die abrasiven Partikel eingebettet in das Bindemittel, d.h. die Partikel 3 sind teilweise vom Bindemittel 102 umgeben und ein Teil der Oberfläche des Partikels ist frei.
   Zusätzlich zum Bindemittel kann gegebenenfalls noch ein Deckbinder verwendet werden, welche über dem Bindemittel 102 angebracht wird und beispielsweise das Bindemittel vor äusseren Einflüssen schützt.
Der Schleifmittelträger 1 hat eine Trägerfunktion für das Schleifmittel 2. Üblicherweise ist der Schleifmittelträger mit einer Maschine verbunden, insbesondere durch Anpresskräfte verbunden, so dass das Schleifmittel unter Dreh- oder Schubbewegungen mit dem zu schleifenden Material in Kontakt gelangt und dabei Abtragsarbeit geleistet wird.
   Der Schleifmittelträger ist entweder aus einem starren Material wie Metall oder duromere Kunststoffen oder aus einem elastischen Material gefertigt. Elastische Materialien verfügen über den Vorteil, dass sie sich einfach an die Konturen des zu schleifenden Werkstücks anpassen können, und dadurch insbesondere geeignet sind für feine Schleifarbeiten oder bei Werkstücken mit komplexer Oberflächengeometrie. Nachteilig an den elastischen Schleifmittelträgern ist die geringere mechanische Belastbarkeit sowie reduzierte Lebensdauer des Schleifmittelträgers.
   Starre Materialien als Schleifmittelträger haben zwar höhere mechanische Belastbarkeit, sind jedoch schwierig zu gebrauchen für Schleifarbeiten an Werkstücken, die grosse Anteile an nicht-planen Oberflächen aufweisen.
   Der Schleifmittelträger 1 ist bevorzugt eine kreisförmige Scheibe, ein Rad oder ein Band. Hierbei ist das Schleifmittel 2 bevorzugt auf der flächenmässig grössten Oberfläche der Scheibe oder des Rades oder des Bandes, insbesondere in radialen Richtung der Scheibe oder des Rades, mit dem Schleifmittelträger 1 verklebt.
   Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit ist, dass das Schleifmittel 2 auf der Umfangfläche des Rades oder der kreisförmigen Scheibe mit dem Schleifmittelträger 1, insbesondere in radialer Ausrichtung, verklebt ist.
Der Klebstoff, welcher zum Verkleben von Schleifmittelträger 1 und Schleifmittel 2 verwendet wird, ist ein zweikomponentiger Polyurethan- oder (Meth)acrylat-Klebstoff. Der Klebstoff 4 reagiert bei Raumtemperatur bereits sehr schnell. Es ist jedoch nicht ausgeschlossen, dass der Klebstoff auch bei höhern Temperaturen ausgehärtet wird. Der Klebstoff wird insbesondere bei einer Temperatur zwischen 10°C und 180°C, insbesondere zwischen 20°C und 80°C, bevorzugt zwischen 20°C und 40°C, meist bevorzugt bei Raumtemperatur, ausgehärtet. Insbesondere beim zweikomponentigen (Meth)acrylat-Klebstoff ist es jedoch aus Sicherheitsgründen abzuraten, bei der Applikation und beim Aushärten höhere Temperaturen anzuwenden.
Wenn der Klebstoff ein zweikomponentige (Meth)acrylat-Klebstoff 4 ist, umfasst die erste Komponente mindestens ein (Meth)acrylat-Monomer. Sowohl mono-, di-, tri-, tetra- als auch penta- (Meth)acrylat-funktionelle Monomere sind geeignet. Insbesondere sind als (Meth)acrylatmonomere geeignet Methylmethacrylat, Isobornyl(meth)acrylat, Cyclohexyl(meth)acrylat, t-Butyl(meth)acrylat, Tetrahydrofurfuryl(meth)acrylat, Dicyclopentadienyl(meth)acrylat, Dicyclopentadienyloxyethyl(meth)acrylat, Ethylenglycoldi(meth)acrylat, Di-, Tri-, Tetraethylenglycoldi(meth)acrylat, Propylenglycoldi(meth)acrylat Di-, Tri-, Tetrapropylenglycoldi(meth)acrylat, Butandioldi(meth)acrylat, Hexandioldi(meth)acrylat, Epoxy(meth)acrylate - insbesondere herstellbar aus (Meth)acrylsäure und Bisphenol-A-Diglycidylether, Bisphenol-A-Diglycidylether-Oligomeren, Bisphenol-A oder ethoxyliertem Bisphenol-A - Trimethyloltri(meth)acrylat, Pentaerythritoltetra(meth)acrylat, Dipentaerythritolpenta(meth)acrylat, sowie Mischungen dieser Monomere.
   Bevorzugt haben die (Meth)acrylatmonomere eine Glasübergangstemperatur von mehr als 55°C.
   Es kann unter gewissen Umständen vorteilhaft sein, Methylmethacrylat als (Meth)acrylat-Monomer auszuwählen. Beispielsweise kann dies der Fall sein, wenn der intensive Geruch dieses Monomers nicht stört. Bevorzugt sind jedoch nicht oder nur schwach riechende Monomere.
   Bevorzugt umfasst die erste Komponente des zweikomponentigen (Meth)acrylat-Klebstoffes mindestens ein Monomer ausgewählt aus der Gruppe umfassend Isobornyl(meth)acrylat, Tetrahydrofurfuryl(meth)acrylat, Diethylenglycoldi(meth)acrylat, Epoxy(meth)acrylate, insbesondere herstellbar aus (Meth)acrylsäure und Bisphenol-A-Diglycidylether, Bisphenol-A-Diglycidylether-Oligomeren, Bisphenol-A oder ethoxyliertem Bisphenol-A, Trimethyloltri(meth)acrylat, sowie deren Mischungen.
   Insbesondere bevorzugt sind Methacrylate.
Die zweite Komponente des zweikomponentigen (Meth)acrylat-Klebstoffes umfasst mindestens einen Radikalstarter. Als Radikalstarter sind alle die dem Fachmann auf dem Gebiet der (Meth)acrylat-Klebstoffe bekannten Radikalstarter. Sowohl thermische als auch photochemische Radikalstarter möglich. Bevorzugt sind als Radikalstarter Peroxide, insbesondere organische Peroxide, bevorzugt Benzoylperoxid.
Besonders geeignet haben sich für diesen Zweck zweikomponentige (Meth)acrylat-Klebstoffe aus der SikaFast® Reihe (kommerziell erhältlich bei Sika Schweiz AG, Zürich), oder wie sie aus WO 02/070620, bekannt sind.
   Der Vollständigkeit halber sei hier noch erwähnt, dass es grundsätzlich auch möglich ist, anstelle eines zweikomponentigen (Meth)acrylat-Klebstoffes auch einen einkomponentigen (Meth)acrylat-Klebstoff einzusetzen, der photochemisch ausgehärtet wird. Dies wird durch Bestrahlen mit einer Lichtquelle, insbesondere mit einer Quecksilberhochdrucklampe oder mit einem Laser, erreicht. Nachteilig bei dieser Lösung ist jedoch die Notwendigkeit einer solchen Lichtquelle und unter Umständen das Problem, dass bei gewissen Ausführungsformen gemäss der vorliegenden Erfindung mit einem Schattenwurf im Bereich des Klebstoffs zu rechnen ist.
Wenn der Klebstoff ein zweikomponentiger Polyurethan-Klebstoff ist, umfasst die erste Komponente des Klebstoffs mindestens ein Polyol oder ein Polyamin und die zweite Komponente umfasst mindestens ein Polyisocyanat.
   Ein Polyamin ist ein Molekül mit zwei oder mehr Amin-funktionellen Gruppen, insbesondere primäre Amin-Gruppen. Beispiele für solche Polyamine sind aliphatische Polyamine wie Ethylendiamin, 1,2- und 1,3-Propandiamin, 2-Methyl-1,2-propandiamin, 2,2-Dimethyl-1,3-propandiamin, 1,3- und 1,4-Butandiamin, 1,3- und 1,5-Pentandiamin, 1,6-Hexandiamin, 2,2,4- und 2,4,4-Trimethylhexamethylendiamin und Mischungen davon, 1,7-Heptandiamin, 1,8-Octandiamin, 4-Aminomethyl-1,8-octandiamin, 1,9-Nonandiamin, 1,10-Decandiamin, 1,11-Undecandiamin, 1,12-Dodecandiamin, Methyl-bis-(3-aminopropyl)amin, 1,5-Diamino-2-methylpentan (MPMD), 1,3-Diaminopentan (DAMP), 2,5-Dimethyl-1,6-hexamethylendiamin, cycloaliphatische Polyamine wie 1,3- und 1,4-Diaminocyclohexan, Bis-(4-aminocyclohexyl)-methan, Bis-(4-amino-3-methylcyclohexyl)-methan, Bis-(4-amino-3-ethylcyclohexyl)-methan, Bis-(4-amino-3,5-dimethylcyclohexyl)-methan, 1-Amino-3-aminomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexan (= Isophorondiamin oder IPDA), 2- und 4-Methyl-1,3-diaminocyclohexan und Mischungen davon, 1,3- und 1,4-Bis-(aminomethyl)-cyclohexan, 1-Cyclohexylamino-3-aminopropan, 2,5(2,6)-Bis-(aminomethyl)-bicyclo[2.2.1 ]heptan (NBDA, hergestellt von Mitsui Chemicals), 3(4),8(9)-Bis-(aminomethyl)-tricyclo[5.2.1.02,6]decan, 3,9-Bis-(3-aminopropyl)-2,4,8,10-tetraoxaspiro[5.5]undecan, 1,3- und 1,4-Xylylendiamin, Ethergruppen-haltige aliphatische Polyamine wie Bis-(2-aminoethyl)ether, 4,7-Dioxadecan-1,10-diamin, 4,9-Dioxadodecan-1,12-diamin und höhere Oligomere davon, Polyoxyalkylen-Polyamine mit theoretisch zwei oder drei Aminogruppen, erhältlich beispielsweise unter dem Namen Jeffamine® (hergestellt von Huntsman Chemicals), aromatische Amine, wie beispielsweise 3,5-Diethyl-2,4(2,6)-diaminotoluol (Lonzacure DETDA®), 3,5-Dimethylthiotoluylendiamin (Ethacure 300®), 4,4'-Methylen-bis-(2,6-diethylanilin) (MDEA), 4,4'-Methylenbis-(3-chlor-2,6-diethylanilin) (MCDEA), sowie Mischungen der vorgenannten Polyamine.
Ein Polyol ist ein Molekül mit zwei oder mehr Hydroxy-funktionellen Gruppen. Es können beispielsweise die folgenden handelsüblichen Polyole oder beliebige Mischungen davon eingesetzt werden:
  • Polyoxyalkylenpolyole, auch Polyetherpolyole genannt, welche das Polymerisationsprodukt von Ethylenoxid, 1,2-Propylenoxid, 1,2- oder 2,3-Butylenoxid, Tetrahydrofuran oder Mischungen davon sind, eventuell polymerisiert mit Hilfe eines Startermoleküls mit zwei oder drei aktiven H-Atomen wie beispielsweise Wasser oder Verbindungen mit zwei oder drei OH-Gruppen und/oder NH2 Gruppen. Eingesetzt werden können sowohl Polyoxyalkylenpolyole, die einen niedrigen Ungesättigtheitsgrad aufweisen (gemessen nach ASTM D-2849-69 und angegeben in Milliequivalent Ungesättigtheit pro Gramm Polyol (mEq/g)), hergestellt beispielsweise mit Hilfe von sogenannten Double Metal Cyanide Complex Katalysatoren (kurz DMC-Katalysatoren), als auch Polyoxyalkylenpolyole mit einem höheren Ungesättigtheitsgrad, hergestellt beispielsweise mit Hilfe von anionischen Katalysatoren wie NaOH, KOH oder Alkalialkoholaten. Speziell geeignet sind Polyoxypropylendiole und -triole mit einem Ungesättigtheitsgrad tiefer als 0.02 mEq/g und mit einem Molekulargewicht im Bereich von 1000 - 30'000 g/mol, Polyoxypropylendiole und -triole mit einem Molekulargewicht von 400 - 8'000 g/mol, sowie sogenannte "EO-endcapped" (ethylene oxide-endcapped) Polyoxypropylendiole oder -triole. Letztere sind spezielle Polyoxypropylenpolyoxyethylenpolyole, die beispielsweise dadurch erhalten werden, dass reine Polyoxypropylenpolyole nach Abschluss der Polypropoxylierung mit Ethylenoxid alkoxyliert werden und dadurch primäre Hydroxylgruppen aufweisen. Unter `Molekulargewicht' oder `Molgewicht' versteht man hierbei und im Folgenden stets das Molekulargewichtsmittel Mw.
  • Polyhydroxyterminierte Polybutadienpolyole;
  • Polyesterpolyole, hergestellt beispielsweise aus zwei- bis dreiwertigen Alkoholen wie beispielsweise 1,2-Ethandiol, Diethylenglykol, 1,2-Propandiol, Dipropylenglykol, 1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol, 1,6-Hexandiol, Neopentylglykol, Glycerin, 1,1,1-Trimethylolpropan oder Mischungen der vorgenannten Alkohole mit organischen Dicarbonsäuren oder deren Anhydride oder Ester wie beispielsweise Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Korksäure, Sebacinsäure, Dodecandicarbonsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure und Hexahydrophthalsäure oder Mischungen der vorgenannten Säuren, sowie Polyesterpolyole aus Lactonen wie beispielsweise ε-Caprolacton;
  • Polyetherpolyole oder Polyesterpolyole hergestellt aus 4- oder mehrwertigen Alkohole, wie Pentaerythrit, Sorbit, Mannit und andere Zuckerbasierte Alkohole.
  • Polycarbonatpolyole, wie sie durch Umsetzung beispielsweise der oben genannten - zum Aufbau der Polyesterpolyole eingesetzten - Alkohole mit Dialkylcarbonaten, Diarylcarbonaten oder Phosgen zugänglich sind.
   Diese genannten Polyole weisen ein mittleres Molekulargewicht von 250 - 30'000 g/mol und eine mittlere OH-Funktionalität im Bereich von 1.6 - 3 auf.
   Zusätzlich zu diesen genannten Polyolen können niedrigmolekulare Verbindungen mit zwei oder mehr Hydroxylgruppen wie beispielsweise 1,2-Ethandiol, 1,2- und 1,3-Propandiol, Neopentylglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, die isomeren Dipropylenglykole und Tripropylenglykole, die isomeren Butandiole, Pentandiole, Hexandiole, Heptandiole, Octandiole, Nonandiole, Decandiole, Undecandiole, 1,3- und 1,4-Cyclohexandimethanol, hydriertes Bisphenol A, 1,1,1-Trimethylolethan, 1,1,1-Trimethylolpropan, Glycerin und Zuckeralkohole und andere höherwertige Alkohole verwendet werden.
Ein Polyisocyanat ist ein Molekül mit zwei oder mehr IsocyanatGruppen. Insbesondere handelt es sich hierbei um ein Polyurethanprepolymer, welches herstellbar ist aus Polyisocyanaten, insbesondere ausgewählt aus der Gruppe umfassend 1,6-Hexamethylendiisocyanat (HDI), 2,4- und 2,6-Toluylendiisocyanat (TDI), 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat (MDI), 1-Isocyanato-3,3,5-trimethyl-5-isocyanatomethyl-cyclohexan (=Isophorondiisocyanat oder IPDI), deren Isomeren, deren Polymeren sowie deren Gemische, und Polyolen, insbesondere der bereits oben erwähnten Polyolen, insbesondere Polyoxyalkylenpolyolen.
Besonders geeignet haben sich für diesen Zweck zweikomponentige Polyurethanklebstoff aus der SikaForce® Reihe (kommerziell erhältlich bei Sika Schweiz AG, Zürich).
Die Frühfestigkeit, zumindest bis zur Erreichung einer genügend hohen Frühfestigkeit, die das Transportieren des Schleifmittelverbundkörpers erlaubt, eines zweikomponentiger Polyurethan- oder (Meth)acrylat-Klebstoffe ist bei Raumtemperatur vorzugsweise innerhalb von weniger als 30 Minuten, insbesondere weniger als 10 Minuten, gerechnet ab Mischen der zwei Komponenten. In Sonderfällen kann sogar eine Frühfestigkeit von weniger als 5 Minuten erwünscht sein.
   Weiterhin verfügen zweikomponentiger Polyurethan- oder (Meth)acrylat-Klebstoffe über Topfzeiten bei Raumtemperatur von vorzugsweise weniger als 20 Minuten, insbesondere von weniger als 10 Minuten. In besonderen Fällen ist eine Topfzeit von weniger als 5 Minuten vorteilhaft.
   Als besonders vorteilhaft hat sich gezeigt, wenn der zweikomponentige (Meth)acrylat- oder Polyurethan-Klebstoff über ein thixotropes Verhalten verfügt. Eine solche Thixotropierung kann über chemische oder physikalische Thixotropierung erreicht werden. Weiterhin kann es von Vorteil sein, dass der Klebstoff von pastöser Konsistenz ist. Die Thixotropierung oder pastöse Konsistenz ist vor allem vorteilhaft, weil sie bewerkstelligen, dass ein Schleifmittel, welches in den Klebstoff eingesteckt wird, in dieser Position mindestens solange gehalten wird, bis der Klebstoff genügend vernetzt ist, um dies durch den Festigkeitsaufbau zu ermöglichen. Die Thixotropierung ist besonders bevorzugt, da durch das thixotrope Verhalten, die Schleifmittel einfach in den Klebstoff eingesteckt werden können und dann trotzdem in Position gehalten werden, ohne dass sie durch ihr Eigengewicht unkontrolliert abkippen.
Weiterhin kann ein zweikomponentiger (Meth)acrylat- oder Polyurethan-Klebstoff je nach Bedarf weitere Bestandteile wie Füllstoffe, Trockenmittel, Katalysatoren, Thixotropiermittel, Additive wie Haftvermittler, Lichtschutzmittel, Entschäumer, Verlaufsmittel, Schlagzähigkeitsmodifikatoren enthalten. Der Fachmann wird bei deren Einsatz sein Fachwissen benutzen und in jeweils eine oder beide Komponenten einsetzen.
Figur 2 beschriebt eine Fächerschleifscheibe 9, welche eine bevorzugte Ausführungsform eines Schleifmittelverbundkörpers darstellt. Hier sind die Schleifmittel 2 lamellenförmige Schleifelemente, die teilüberlappend und fächerartig zueinander auf einem Schleifmittelträger 1 angeordnet sind und mittels eines zweikomponentigen (Meth)acrylat- oder Polyurethan-Klebstoffs mit dem Schleifmittelträger 1 verklebt ist. Diese Struktur lässt sich auch als dachziegelartige Anordnung der Schleifmittellamellen bezeichnen. Der Schleifmittelträger 1 hat hierbei eine Form einer kreisförmigen Scheibe. Die Scheibe hat bevorzugt eine Durchgangsbohrung 5 im Zentrum, durch welches eine Drehspindel 7 gelangen kann. Weiterhin besitzt der Schleifmittelträger 1 bevorzugt einen Verstärkungsring 6.
Figur 3 beschreibt einen Teil-Querschnitt entlang der Linie AA durch den peripheren Bereich der Fächerschleifscheibe 9 und zeigt die dachziegelartig teilüberlappenden Schleifmittel 2, mit den abrasiven Partikel 3 an deren Oberfläche. Die Schleifmittel sind mit einem Polyurethan- oder (Meth)acrylat-Klebstoff 4 mit dem Schleifmittelträger 1 verbunden.
Figur 4 schliesslich beschreibt eine Ansicht einer Schleifmaschine 8 mit einer über eine Drehspindel 7, welche durch die Durchgangsbohrung 5 verbundenen Fächerschleifscheibe 9. Die Fächerschleifscheibe verfügt über mir dem Schleifmittelträger 1 von scheibenartiger Gestalt, radial verklebte Schleifmittel 2.
Figur 5 beschriebt eine Lamellenschleifrad 12, welches eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines Schleifmittelverbundkörpers darstellt. Hier sind die Schleifmittel 2 lamellenförmige Schleifelemente, die teilüberlappend auf einem Schleifmittelträger 1 angeordnet sind und mittels eines zweikomponentigen (Meth)acrylat- oder Polyurethan-Klebstoffs 4 mit dem Schleifmittelträger 1 verklebt sind. Die Schleifmittel 2 befinden sich hierbei auf der Umlauffläche des Lamellenschleifrades. Das Lamellenschleifrad besitzt im Achspunkt vorzugsweise eine Durchgangsbohrung und gegebenenfalls einen Mutter 10 mit einem Gewinde 11 auf der Innenseite der Mutter. Weiterhin verfügt das Lamellenschleifrad vorzugsweise über einen Verstärkungsring 6.
Figur 6 beschreibt einen Teil-Querschnitt entlang der Linie BB durch den peripheren Bereich eines Lamellenschleifrades 12 und zeigt die dachziegelartig teilüberlappenden Schleifmittel 2, mit den abrasiven Partikel 3 an deren Oberfläche. Die Schleifmittel sind mit einem Polyurethan- oder (Meth)acrylat-Klebstoff 4 mit dem Schleifmittelträger 1 verbunden.
Figur 7 schliesslich beschreibt eine schematische Ansicht eines Schleifgerätes 13 mit einer über einem Lamellenschleifrad 12.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines Schleifverbundkörpers stellt eine Anordnung dar, in der Schleifmittelträger 1 ein Rad ist und die Schleifmittel 2, insbesondere von Lamellengestalt, radial auf der Radumfangsfläche vertikal von der Umfangsfläche abstehend mit einem zweikomponentigen Polyurethan- oder (Meth)acrylat-Klebstoffs 4 verklebt sind.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines Schleifverbundkörpers stellt ein Schleifband dar. Hier ist der Schleifmittelträger 1 mit dem Schleifmittel 2 flächig mit einem zweikomponentigen Polyurethan- oder (Meth)acrylat-Klebstoffs 4 verklebt. Das Schleifband kann ein Bogen oder ein Endlosband sein.
Weiterhin umfasst die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zum Herstellung eines Schleifmittelverbundkörpers.
   Dieses Verfahren umfasst zumindest die im folgenden beschriebenen Schritte. Es werden die zwei Komponenten eines zweikomponentigen Polyurethan- oder (Meth)acrylat-Klebstoffs 4 miteinander gemischt. Dies erfolgt mit üblichen Mischgeräten, insbesondere mittels eines Statikmischers. Anschliessend wird der gemischte Klebstoff auf den Schleifmitteträger appliziert, bevorzugt in Form einer Klebstoffraupe. Dies erfolgt dort, wo die Schleifmittel mit dem Schleifmittelträger verbunden werden sollen, insbesondere in den peripheren Bereichen einer Scheibe oder eines Rades. Anschliessend wird der gemischte Klebstoff mit mindestens einem Schleifmittel vor Ablauf der Topfzeit des Klebstoffs kontaktiert.
   Diese Kontaktierung erfolgt vorzugsweise derart, dass das Schleifmittel, welches bevorzugt ein lamellenförmiges Schleifmittelelement ist, in den gemischten und auf den Schleifmittelträger 1 applizierten unausgehärteten Klebstoff im wesentlichen vertikal zur Schleifmittelträgeroberfläche eingesteckt wird, so dass ein Teil der Oberfläche von Klebstoff umhüllt ist. Eine solchen Anordnung ist in Figur 8 a) schematisch widergegeben. Schliesslich erfolgt das Aushärten des Klebstoffs.
   Zwischen Kontaktieren der Schleifmittel mit dem gemischten Klebstoff und der Aushärtung des Klebstoffs erfolgt vorzugsweise noch ein Schritt des Abneigens der Schleifmittel. Dadurch werden nebeneinander in den unausgehärteten Klebstoff eingesteckte Schleifmittel aus der im wesentlichen vertikalen Orientierung kontrolliert in eine geneigte Orientierung gebracht. Dadurch wird eine fächerartige oder dachziegelartigen Teilüberlappung der Schleifmittel 2 erreicht, wie sie in Figur 8 b schematisch angegeben ist. Dies wird insbesondere durch eine Tangentialkraft erreicht, welche an den Schleifmittel vorzugsweise an der dem Klebstoff entgegengesetzten Seite angreift, wie dies in Figur 8a schematisch angegeben ist.
   Es ist vorteilhaft, wenn die Abneigung der Schleifmittel erst erfolgt, nachdem alle Schleifmittel mit dem Klebstoff in Kontakt gebracht worden sind.
   Im Falle der Herstellung einer Fächerschleifscheibe 9 wird dieses Abneigen der lamellenförmigen Schleifelemente vorzugsweise durch eine kombinierte Dreh-Druckbewegung eines mit den freien Kanten der aufstehenden lamellenförmigen Schleifelemente in Kontakt stehenden Körpers erreicht.
   Weiterhin kann es von Vorteil sein, dass die Oberfläche des Schleifmittelträger 1 und/oder des Schleifmittels 2 vor der Verklebung einer chemischen oder physikalischen Vorbehandlung unterworfen werden. Eine solche Vorbehandlung beinhaltet beispielsweise Schleifen, Bürsten, Sandstrahlen, Behandeln mit Reinigungsmitteln, Haftvermittlerlösungen oder Primern. Dies kann beispielsweise zu erhöhter Haftung und damit zu höherer Sicherheit und/oder Belastbarkeit des Schleifmittelverbundes führen.
   Die Schritte des Mischens, der Applikation, des Kontaktieren und des Aushärtens erfolgen typischerweise bei einer Temperatur zwischen 10°C und 180°C, üblicherweise zwischen 20°C und 80°C, insbesondere zwischen 20°C und 40°C. Bevorzugt erfolgt dies bei Raumtemperatur.
   Dieses beschriebene Verfahren ist dann vor allem einzusetzen, wenn der verwendete Klebstoff 4 ein thixotropes Verhalten zeigt und/oder eine pastöse Konsistenz aufweist.
Bezugszeichenliste
1
Schleifmittelträger
2
Schleifmittel
3
Abrasive Partikel
4
Polyurethan-oder (Meth)acrylat-Klebstoff
101
Gewebe oder Papier
102
Bindemittel
5
Durchgangsbohrung
6
Verstärkungsring
7
Drehspindel
8
Schleifmaschine
9
Fächerschleifscheibe
10
Mutter
11
Gewinde
12
Lamellenschleifrad
13
Schleifgerät

Claims (23)

  1. Schleifverbundkörper umfassend
    mindestens einen Schleifmittelträger (1),
    mindestens ein Schleifmittel (2), an dessen Oberfläche abrasive Partikel (3) vorhanden sind,
    sowie mindestens ein ausgehärteter Klebstoff (4), der Schleifmittelträger (1) und Schleifmittel (2) miteinander verbindet,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff (4) ein zweikomponentiger Polyurethan- oder (Meth)acrylat-Klebstoff (4) ist.
  2. Schleifverbundkörper gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die abrasive Partikel (3) lediglich auf einer Seite des Schleifmittels (2) vorhanden sind.
  3. Schleifverbundkörper gemäss Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schleifmittel (2) ein lamellenförmiges Schleifmittelelement ist.
  4. Schleifverbundkörper gemäss Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das lamellenförmige Schleifmittelelement aufgebaut ist aus mindestens einem Gewebe oder Papier (101), mindestens einem Bindemittel (102) und abrasiven Partikeln (3).
  5. Schleifverbundkörper gemäss Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der abrasiven Partikel (3) teilweise vom Bindemittel (102) umgeben ist.
  6. Schleifverbundkörper gemäss Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel (102) ein Polymer, insbesondere ein Reaktionsprodukt auf Basis von Polyepoxiden oder Polyurethanen oder Polyphenolen, ist.
  7. Schleifverbundkörper gemäss einem der einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schleifmittelträger (1) eine kreisförmige Scheibe oder ein Rad oder ein Band ist.
  8. Schleifverbundkörper gemäss Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Schleifmittel (2) auf der flächenmässig grössten Oberfläche der Scheibe oder des Rades oder des Bandes mit dem Schleifmittelträger (1) verklebt ist.
  9. Schleifverbundkörper gemäss Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Schleifmittel (2) in radialen Richtung der Scheibe oder des Rades mit dem mit dem Schleifmittelträger (1) verklebt ist.
  10. Schleifverbundkörper gemäss Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Schleifmittel (2) auf der Umfangfläche des Rades oder der kreisförmigen Scheibe mit dem Schleifmittelträger (1), insbesondere in radialer Ausrichtung, verklebt ist.
  11. Schleifverbundkörper gemäss einem der einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Schleifmittel (2) teilüberlappend zueinander angeordnet mit dem Schleifmittelträger (1) verklebt sind.
  12. Schleifverbundkörper gemäss einem der einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Polyurethan- oder (Meth)acrylat-Klebstoff bei einer Temperatur zwischen 10°C und 180°C, insbesondere zwischen 20°C und 80°C, bevorzugt zwischen 20°C und 40°C, meist bevorzugt bei Raumtemperatur, ausgehärtet wird.
  13. Schleifverbundkörper gemäss einem der einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der ausgehärtete zweikomponentige (Meth)acrylat-Klebstoff (4) durch das Mischen von zwei Komponenten erhalten wird, wobei
    die erste Komponente des Klebstoffs mindestens ein (Meth)acrylat-Monomer, insbesondere ausgewählt aus der Gruppe umfassend Isobornyl(meth)acrylat, Tetrahydrofurfuryl(meth)acrylat, Diethylenglycoldi-(meth)acrylat, Epoxy(meth)acrylate, insbesondere herstellbar aus (Meth)acrylsäure und Bisphenol-A-Diglycidylether, Bisphenol-A-Diglycidylether-Oligomeren, Bisphenol-A oder ethoxyliertem Bisphenol-A, Trimethyloltri(meth)acrylat, sowie deren Mischungen, enthält,
    und
    die zweite Komponente mindestens einen Radikalstarter insbesondere ein organisches Peroxid, bevorzugt Benzoylperoxid, enthält.
  14. Schleifverbundkörper gemäss einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der ausgehärtete zweikomponentige Polyurethan-Klebstoff (4) durch das Mischen von zwei Komponenten erhalten wird, wobei die erste Komponente des Klebstoffs mindestens ein Polyol oder ein Polyamin,
    und
    die zweite Komponente mindestens ein Polyisocyanat enthält, insbesondere ein Polyurethanprepolymer, welches herstellbar ist aus Polyisocyanaten, insbesondere ausgewählt aus der Gruppe umfassend 1,6-Hexamethylendiisocyanat (HDI), 2,4- und 2,6-Toluylendiisocyanat (TDI), 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat (MDI), 1-Isocyanato-3,3,5-trimethyl-5-isocyanatomethyl-cyclohexan (=Isophorondiisocyanat oder IPDI), deren Isomeren sowie deren Gemische, und Polyolen, insbesondere Polyoxyalkylenpolyolen.
  15. Verwendung eines zweikomponentigen (Meth)acrylat-Klebstoffs bestehend aus einer ersten Komponente, welche mindestens ein (Meth)acrylat-Monomer, insbesondere ausgewählt aus der Gruppe umfassend Isobornyl(meth)acrylat, Tetrahydrofurfuryl(meth)acrylat, Diethylenglycoldi(meth)acrylat, Epoxy(meth)acrylate, insbesondere herstellbar aus (Meth)acrylsäure und Bisphenol-A-Diglycidylether, Bisphenol-A-Digylcidylether-Oligomeren, Bisphenol-A oder ethoxyliertem Bisphenol-A, Trimethyloltri(meth)acrylat, sowie deren Mischungen, enthält und
    aus einer zweiten Komponente, welche mindestens einen Radikalstarter insbesondere ein organisches Peroxid, bevorzugt Benzoylperoxid, enthält,
    in der Herstellung eines Schleifverbundkörpers gemäss einem der Ansprüche 1 bis 14 zum Verkleben von Schleifmittelträger (1) und Schleifmittel (2).
  16. Verwendung eines zweikomponentigen Polyurethanklebstoffs bestehend aus einer ersten Komponente, welche mindestens einen Polyamin oder ein Polyol enthält,
    und
    einer zweiten Komponente, welche mindestens ein Polyisocyanat enthält, insbesondere mindestens ein Polyurethanprepolymer, herstellbar aus, insbesondere mindestens einem Polyisocyanat und mindestens einem Polyol,
    in der Herstellung eines Schleifverbundkörpers gemäss einem der Ansprüche 1 bis 14 zum Verkleben von Schleifmittelträger (1) und Schleifmittel (2).
  17. Verwendung gemäss Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff ein pastöse Konsistenz aufweist.
  18. Verfahren zur Herstellung eines Schleifverbundkörpers gemäss einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Arbeitsschritte umfasst
    Mischen der zwei Komponenten eines zweikomponentigen Polyurethan-oder (Meth)acrylat-Klebstoffs
    Applikation des gemischten Klebstoffes auf den Schleifmittelträger (1)
    Kontaktieren des gemischten Klebstoffes mit dem mindestens einen Schleifmittel (2)
    Aushärten des Klebstoffes.
  19. Verfahren gemäss Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte des Mischens, der Applikation, des Kontaktieren und des Aushärtens bei einer Temperatur zwischen 10°C und 180°C, insbesondere zwischen 20°C und 80°C, bevorzugt zwischen 20°C und 40°C, meist bevorzugt bei Raumtemperatur, erfolgen.
  20. Verfahren gemäss Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Schleifmittelträger (1) und/oder des Schleifmittels (2) vor der Verklebung einer chemischen oder physikalischen Vorbehandlung unterworfen werden.
  21. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Schleifmittel ein lamellenförmiges Schleifmittelelement ist und dass dieses in den gemischten und auf den Schleifmittelträger (1) applizierten unausgehärteten Klebstoff im wesentlichen vertikal zur Schleifmittelträgeroberfläche eingesteckt wird, so dass ein Teil der Oberfläche von Klebstoff umhüllt ist.
  22. Verfahren gemäss Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere lamellenförmige Schleifmittelelemente nebeneinander in den unausgehärteten Klebstoff eingesteckt werden und anschliessend aus der im wesentlichen vertikalen Orientierung in eine geneigte Orientierung gebracht werden.
  23. Verfahren gemäss Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die lamellenförmigen Schleifmittelelemente fächerartig oder dachziegelartig überlappen.
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