EP2636487A2 - Verfahren zum Polieren und Verwendung eines Polierwerkzeugs für Glaskanten - Google Patents

Verfahren zum Polieren und Verwendung eines Polierwerkzeugs für Glaskanten Download PDF

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EP2636487A2
EP2636487A2 EP20130001144 EP13001144A EP2636487A2 EP 2636487 A2 EP2636487 A2 EP 2636487A2 EP 20130001144 EP20130001144 EP 20130001144 EP 13001144 A EP13001144 A EP 13001144A EP 2636487 A2 EP2636487 A2 EP 2636487A2
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EP
European Patent Office
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polishing
grinding
garnet
rubber
glass
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EP20130001144
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English (en)
French (fr)
Inventor
Jan Dr. Koch
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Artifex Dr Lohmann & Co Kg GmbH
Original Assignee
Artifex Dr Lohmann & Co Kg GmbH
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D3/00—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
    • B24D3/02—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent
    • B24D3/20—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially organic

Definitions

  • Glass especially flat glass, has sharp edges after cutting. Depending on the application, this can be accepted or the edges are sanded and / or polished. Especially with edges that are visible or need to be particularly smooth due to technical reasons, the polishing step is required. Examples include visible glass edges, such as glass table tops, or edges that must have certain optical properties. Further processing may require polishing.
  • the edges are machined using glass edge grinding machines.
  • Such machines include, for example, single and double sided glass edge polishing machines and hand machines.
  • the edges are also the seam or facets of a glass edge to understand.
  • grinding pots which rotate.
  • cup wheels are cylinder jacket-shaped and their working surface is disc-shaped arranged on the top of the pot.
  • polishing pots contain corundum or silicon carbide abrasive in a polymeric compound containing the abrasive grains, referred to as elastic bonding.
  • elastic bonds inter alia, polychloroprene rubber and polyurethane resins are used.
  • a polymeric composition containing the abrasive grains is also referred to as elastic bonding and typically has a modulus of elasticity of less than 20 kN / mm 2 .
  • an elastic bond is to be distinguished from a bond no longer regarded as an elastic bond only in the alternative by the size elastic modulus. The skilled person knows when an elastic bond is present and when not.
  • machining with polishing pots is followed by machining with one or more diamond cup wheels. These are mostly polishing pots with corundum in grain sizes (d50) from 1 ⁇ m to 600 ⁇ m. When a high grade of polish is required, processing with a ceria polishing pot usually follows.
  • the optical quality of the polished surface can i.a. can be easily checked by observing and comparing the mirror image of a glowing filament of a clear light bulb. The clearer the reflection of this filament appears, the higher the optical quality of the polished surface. For low grade surfaces, the filament appears cloudy or out of focus, while for surfaces of high optical quality, the filament appears clearly outlined.
  • grinding and polishing tools which differ essentially only by their connecting element for attachment to the grinding machine and its geometry.
  • grinding pins and so-called peripheral disks whose grinding surface is their cylindrical surface, which is similar to the running surface of a wheel.
  • Polychloroprene rubber cups can be produced by first producing a premix in an internal mixer. Additives such as reinforcing resin, magnesium and / or zinc oxide and possibly stearic acid are added right at the beginning with the polychloroprene rubber and kneaded for 5 minutes. Then, on a mixing roll with two counter-rotating rolls with a gap of 1 to 5 mm, the so-called rubber skin is formed. This is the material soft and forms a sausage-shaped mass, which is kneaded by the two to the mass to rotating rollers.
  • Additives such as reinforcing resin, magnesium and / or zinc oxide and possibly stearic acid are added right at the beginning with the polychloroprene rubber and kneaded for 5 minutes. Then, on a mixing roll with two counter-rotating rolls with a gap of 1 to 5 mm, the so-called rubber skin is formed. This is the material soft and forms a sausage-shaped mass, which is kneaded by the two
  • a homogeneous coat After about 5 minutes premixing, a homogeneous coat has formed. Now the desired amount of abrasive grain can be added. The abrasive grain is thus rolled into the coat. Through the gap falling abrasive grain is added again until all abrasive grain has been incorporated into the coat. Now, the shapes desired as grinding tools are punched out of the coat and cured for one hour at 160 ° C in a vulcanization press.
  • Cups with a polyurethane bond are prepared by simply mixing all the components and then pouring them into molds, followed by curing for 10 to 20 hours at 110 ° C. Then the cup wheels are cut to the desired width and assembled.
  • abrasive grain in this document, the term abrasive grain is also used when the grinding wheels are used for polishing - are mainly used corundum and silicon carbide.
  • Other abrasive articles used for polishing purposes are silicates, various metal oxides such as e.g. Iron or chromium oxides, emery, quartz, boron nitride (CBN), diamond, boron carbide, and especially the cerium oxide already mentioned above.
  • Garnets are silicates that are used as gemstones and u.a. used for water jet cutting.
  • the font DE 2651563 discloses a polishing process for glass surfaces with zirconium or ceria and a liquid.
  • the font DE 69925124 T2 discloses a method for grinding and polishing glass.
  • the font DE 69818107 T2 reveals grinding tools with garnet.
  • the font DE 3855176 T2 discloses articles for polishing glass surfaces comprising a three-dimensional mesh of organic fibers, certain abrasive particles having an average particle size of 50 to 175 microns, fibers adhering to the fibers selected from potassium tetrafluoroborate, rare earth metal oxide and mixtures thereof, and a binder Binder that the fibers bonded together and with the abrasive particles and polishing aids.
  • the grinding or polishing tool is a grinding or polishing pot.
  • the replacement of the usual corundum abrasive grain by garnet in the polishing bodies led to a superior optical quality of the glass edge processing. It is preferred if garnet with a grain size (d50) of 1 .mu.m to 600 .mu.m is used. It is very particularly preferred if the garnet used is produced by machine comminution.
  • the proportion of garnet in the total content of abrasive grain is 70 to 100 wt.%. It is particularly preferred if the proportion of the garnet in the total content of abrasive grain is 70 to 99% by weight, very particularly preferably 90 to 98% by weight.
  • the polymeric composition (also referred to as elastic bond) is selected from polyurethane, polyisocyanurate, rubber (based inter alia on natural rubber, polychloroprene rubber, styrene-butadiene rubber, butadiene rubber, nitrile rubber, silicone rubber, etc.), epoxy resin, polyester ( UP) resin, phenolic resole resin, phenol novolac, polyimide and rubber-epoxy hybrid systems, more preferably polyurethane or rubber.
  • the invention also includes a method of polishing glass, characterized in that at least one rotating grinding or polishing tool is used from a garnet-containing (also referred to as elastic bond) polymeric mass.
  • the grinding or polishing tool is a grinding or polishing pot.
  • Garnet with a grain size (d50) of 1 .mu.m to 600 .mu.m is particularly preferred. It is very particularly preferred if the garnet used by Machine crushing is produced. It is preferred if the proportion of the garnet in the total content of abrasive grain is 50 to 100 wt.%. It is particularly preferred if the proportion of the garnet in the total content of abrasive grain is 70 to 99% by weight, very particularly preferably 90 to 98% by weight.
  • the polymeric composition (also referred to as elastic bond) is selected from polyurethane, polyisocyanurate, rubber (based inter alia on natural rubber, polychloroprene rubber, styrene-butadiene rubber, butadiene rubber, nitrile rubber, silicone rubber, etc.), epoxy resin, polyester ( UP) resin, phenolic resole resin, phenol novolac, polyimide and rubber-epoxy hybrid systems, more preferably polyurethane or rubber.
  • polyurethane polyisocyanurate
  • rubber based inter alia on natural rubber, polychloroprene rubber, styrene-butadiene rubber, butadiene rubber, nitrile rubber, silicone rubber, etc.
  • epoxy resin based inter alia on natural rubber, polychloroprene rubber, styrene-butadiene rubber, butadiene rubber, nitrile rubber, silicone rubber, etc.
  • epoxy resin based inter alia on natural rubber, polych
  • Granulations are given according to the FEPA F or P series.
  • the finished ring is then provided with a bottom support, finished the polishing pot.
  • Arcol Polyol 1104 90.00 Polyether polyol, OHZ55, Bayer 1,4 butanediol 12,00 crosslinkers Dabco DC 198 1.50 Wetting agent, Air Products water 1.60 Waterworks Kalten Wegn Desmodur 44V10 77.60 MDI, Bayer Total binding 182.70 grain content 82,50 wt% Abrasive grain * 861.30 * Abrasive grain of the grade normal corundum brown, each in grain sizes F40 and F60, and garnet in the grain sizes F40 and F60, respectively.
  • the binding components were placed in the bucket, the grain added.
  • the mass was poured into a mold.
  • the density was 1.25 g / cm 3 .
  • the mold was sealed and annealed at 110 ° C for 15 h.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)

Abstract

Verwendung eines Schleif- oder Polierwerkzeuges aus einer Granat enthaltenden polymeren Masse und Verfahren zum Polieren von Glas.

Description

  • Glas, insbesondere Flachglas, weist nach dem Zuschnitt scharfe Kanten auf. Je nach Anwendungsgebiet kann dies in Kauf genommen werden oder die Kanten werden geschliffen und/oder poliert. Insbesondere bei Kanten, die sichtbar sind oder durch technisch bedingte Gründe besonders glatt sein müssen, ist der Polierschritt erforderlich. Beispiele hierfür sind sichtbare Glaskanten, etwa bei gläsernen Tischplatten, oder Kanten, die bestimmte optische Eigenschaften aufweisen müssen. Auch die Weiterverarbeitung kann ein Polieren erforderlich machen.
  • Die Bearbeitung der Kanten erfolgt mit Glaskantenschleifmaschinen. Solche Maschinen umfassen beispielsweise ein- und doppelseitige Glaskantenpolierautomaten und Handmaschinen. Als Kanten sind auch der Saum oder Facetten einer Glaskante zu verstehen. Beim Schleifen wird das Glas über so genannte Schleiftöpfe geführt, die rotieren. Oft sind diese Schleiftöpfe zylindermantelförmig und ihre Arbeitsfläche ist scheibenringförmig an der Topfoberkante angeordnet. Solche Poliertöpfe enthalten Korund- oder Siliziumcarbidschleifmittel in einer die Schleifkörner enthaltenden polymeren Masse, die als elastische Bindung bezeichnet wird. Als solche elastischen Bindungen werden u.a. Polychloroprenkautschuk und Polyurethanharze eingesetzt.
  • Eine die Schleifkörner enthaltende polymere Masse wird auch als elastische Bindung bezeichnet und weist in der Regel einen Elastizitätsmodul von weniger als 20 kN/mm2 auf. Allerdings ist eine elastische Bindung von einer nicht mehr als elastische Bindung anzusehenden Bindung nur hilfsweise durch die Größe Elastizitätsmodul zu unterscheiden. Der Fachmann weiß, wann eine elastische Bindung vorliegt und wann nicht.
  • In üblichen Glaskantenschleifmaschinen folgt auf die Bearbeitung mit einem oder mehreren Diamant-Schleiftöpfen die Bearbeitung mit Poliertöpfen. Meist handelt es sich dabei um Poliertöpfe mit Korund in Körnungen (d50) von 1 µm bis 600 µm. Wenn eine hohe Güte der Politur erforderlich ist, schließt sich üblicher Weise eine Bearbeitung mit einem Ceroxid-Poliertopf an.
  • Die optische Güte der polierten Oberfläche kann u.a. sehr einfach dadurch überprüft werden, dass das Spiegelbild eines leuchtenden Glühfadens einer klaren Glühbirne beobachtet und verglichen wird. Je klarer die Reflexion dieses Glühfadens erscheint, umso höher ist die optische Güte der polierten Oberfläche. Bei Oberflächen geringer Güte erscheint der Glühfaden trübe oder unscharf, während bei Oberflächen hoher optischer Güte der Glühfaden klar umrissen erscheint.
  • Es soll nicht verschwiegen werden, dass es neben den erwähnten Schleif- und Poliertöpfen auch andere Formen von Schleif- und Polierwerkzeugen gibt, die sich im Wesentlichen nur durch ihr Verbindungselement zur Befestigung an der Schleifmaschine und ihre Geometrie unterscheiden. Beispiele dafür sind Schleifstifte und so genannte Umfangsscheiben, deren Schleiffläche ihre Zylindermantelfläche ist, was der Lauffläche eines Rades ähnelt.
  • Schleiftöpfe aus Polychloroprenkautschuk lassen sich herstellen, in dem zunächst eine Vormischung in einem Innenmischer erzeugt wird. Zuschlagstoffe wie Verstärkerharz, Magnesium- und/oder Zinkoxid und ggf. Stearinsäure werden gleich zu Beginn mit dem Polychloroprenkautschuk zugegeben und für 5 Minuten geknetet. Dann wird auf einer Mischwalze mit zwei gegenläufigen Walzen mit einem Spalt von 1 bis 5 mm das so genannte Kautschukfell gebildet. Dabei wird das Material weich und bildet eine wurstförmige Masse, die von den beiden auf die Masse zu rotierenden Walzen geknetet wird.
  • Nach ca. 5 Minuten Vormischen hat sich ein homogenes Fell gebildet. Nun kann die gewünschte Menge Schleifkorn zugegeben werden. Das Schleifkorn wird so in das Fell eingewalzt. Durch den Spalt fallendes Schleifkorn wird erneut zugegeben bis alles Schleifkorn in das Fell eingearbeitet worden ist. Nun werden die als Schleifwerkzeuge gewünschten Formen aus dem Fell ausgestochen und eine Stunde bei 160°C in einer Vulkanisationspresse ausgehärtet.
  • Schleiftöpfe mit einer Polyurethanbindung werden durch einfaches Mischen aller Komponenten und anschließendes Vergießen in Formen vorbereitet und anschließend für 10 bis 20 Stunden bei 110°C ausgehärtet. Anschließend werden die Schleiftöpfe auf die gewünschte Breite zugeschnitten und konfektioniert.
  • Als Schleifkorn - in dieser Schrift wird der Begriff Schleifkorn auch dann verwendet, wenn die Schleifkörper zum Polieren eingesetzt werden- werden vorwiegend Korund und Siliziumcarbid eingesetzt. Andere Schleifkörper, die zu Polierzwecken eingesetzt werden, sind Silikate, diverse Metalloxide wie z.B. Eisen- oder Chromoxyde, Schmirgel, Quarz, Bornitrid (CBN), Diamant, Borcarbid sowie speziell das bereits oben erwähnte Ceroxid.
  • Granate sind Silikate, die als Schmucksteine und u.a. zum Wasserstrahlschneiden verwendet werden.
  • Die Schrift DE 2651563 offenbart ein Polierverfahren für Glasoberflächen mit Zirkon- oder Ceroxid und einer Flüssigkeit.
  • Die Schrift DE 69925124 T2 offenbart ein Verfahren zum Schleifen und Polieren von Glas.
  • Die Schrift DE 69818107 T2 offenbart Schleifwerkzeuge mit Granat.
  • Die Schrift DE 3855176 T2 offenbart Artikel zum Polieren von Glasoberflächen umfassend ein dreidimensionales Geflecht organischer Fasern, an die Fasern adhärierte bestimmte Schleifpartikel mit einer mittleren Partikelgröße von 50 bis 175 Mikrometern, an die Fasern adhäriertes Polierhilfsmittel gewählt unter Kaliumtetrafluoroborat, Seltenerdmetalloxid und deren Mischungen sowie ein Bindemittel, dass die Fasern miteinander und mit den Schleifpartikeln und Polierhilfsmitteln verklebt.
  • Es hat sich nun überraschend und für den Fachmann unerwartet herausgestellt, dass die Verwendung eines Schleif- oder Polierwerkzeuges aus einer Granat enthaltenden (auch als elastische Bindung bezeichneten) polymeren Masse zum Polieren von Glas, den Nachteilen des Standes der Technik abhilft. Bevorzugt ist es, wenn das Schleif- oder Polierwerkzeug ein Schleif- oder Poliertopf ist. In den untersuchten Bindungssystemen führte der Ersatz des üblichen Korundschleifkorns durch Granat in den Polierkörpern zu einer überragenden optischen Qualität der Glaskantenbearbeitung. Bevorzugt ist es, wenn Granat mit einer Körnung (d50) von 1 µm bis 600 µm eingesetzt wird. Ganz besonders bevorzugt ist es, wenn der eingesetzte Granat durch maschinelles Zerkleinern hergestellt wird. Dadurch kann die Güte des polierten Glases bei gleichen Polierbedingungen gegenüber der Verwendung von natürlich in der eingesetzten Korngröße vorkommendem Granat verbessert werden. Dabei ist es bevorzugt, wenn der Anteil des Granats am gesamten Gehalt an Schleifkorn 70 bis 100 Gew.% beträgt. Besonders bevorzugt ist es, wenn der Anteil des Granats am gesamten Gehalt an Schleifkorn 70 bis 99 Gew.%, ganz besonders bevorzugt 90 bis 98 Gew.% ist. Bevorzugt ist es, wenn die (auch als elastische Bindung bezeichnete) polymere Masse gewählt wird unter Polyurethan, Polyisocyanurat, Gummi, (basierend u.a. auf Naturkautschuk, Polychloroprenkautschuk, Styrol-Butadienkautschuk, Butadienkautschuk, Nitrilkautschuk, Silikonkautschuk etc.), Epoxidharz, Polyester-(UP)-Harz, Phenol-Resolharz, Phenol-Novolac, Polyimid und Kautschuk-Epoxidharz-Hybrid-Systemen, besonders bevorzugt unter Polyurethan oder Gummi. Die Erfindung umfasst auch ein Verfahren zum Polieren von Glas dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein rotierendes Schleif- oder Polierwerkzeug aus einer Granat enthaltenden (auch als elastische Bindung bezeichneten) polymeren Masse verwendet wird. Bevorzugt ist es, wenn das Schleif- oder Polierwerkzeug ein Schleif- oder Poliertopf ist. Besonders bevorzugt ist es, Granat mit einer Körnung (d50) von 1 µm bis 600 µm eingesetzt wird. Ganz besonders bevorzugt ist es, wenn der eingesetzte Granat durch maschinelles Zerkleinern hergestellt wird. Dabei ist es bevorzugt, wenn der Anteil des Granats am gesamten Gehalt an Schleifkorn 50 bis 100 Gew.% beträgt. Besonders bevorzugt ist es, wenn der Anteil des Granats am gesamten Gehalt an Schleifkorn 70 bis 99 Gew.%, ganz besonders bevorzugt 90 bis 98 Gew.% ist. Bevorzugt ist es, wenn die (auch als elastische Bindung bezeichnete) polymere Masse gewählt wird unter Polyurethan, Polyisocyanurat, Gummi, (basierend u.a. auf Naturkautschuk, Polychloroprenkautschuk, Styrol-Butadienkautschuk, Butadienkautschuk, Nitrilkautschuk, Silikonkautschuk etc.), Epoxidharz, Polyester-(UP)-Harz, Phenol-Resolharz, Phenol-Novolac, Polyimid und Kautschuk-Epoxidharz-Hybrid-Systemen, besonders bevorzugt unter Polyurethan oder Gummi.
    • Beispiele
  • Körnungen werden nach der FEPA F- oder P-Reihen angegeben.
    • Granat/Korund in elastischer Bindung aus Polychloroprenkautschuk
  • Komponente Anteil [g] Beschreibung
    Baypren 110 100,00 Polychloroprenkautschuk
    Rhenosin A 40,00 Verstärkerharz
    MgO 4,00 Vernetzung
    ZnO 5,00 Vernetzung
    Stearinsäure 1,00 Hilfsmittel zur Mischung
    Summe 150,00
  • Herstellung der Mischung im Innenmischer, Mischzeit ca. 5 Minuten.
  • Aus obiger Bindungsmischung wurden dann auf 100 g Bindung 300 g Schleifkorn der Sorte Normalkorund braun jeweils in Korngrößen F46 und F60 sowie Granat jeweils in den Korngrößen F40 und F60 auf der Mischwalze untergemischt. Der Korngehalt des Fertigproduktes betrug folglich 75 Gew.%.
  • Anschließend werden aus dem so entstandenen Fell Formteile gestanzt.
  • Diese werden in die Form gefüllt und unter Druck bei 160°C für 60 min in der Vulkanisationspresse vernetzt bzw. ausgehärtet.
  • Der fertige Ring wird dann mit einem Bodenträger versehen, fertig ist der Poliertopf.
    • Granat/Korund in elastischer Bindung aus geschäumtem Polyurethan
  • Komponente Anteil [g] Beschreibung
    Arcol Polyol 1104 90,00 Polyetherpolyol, OHZ55, Bayer
    1,4 Butandiol 12,00 Vernetzer
    Dabco DC 198 1,50 Netzmittel, Air Products
    Wasser 1,60 Wasserwerke Kaltenkirchen
    Desmodur 44V10 77,60 MDI, Bayer
    Summe Bindung 182,70
    Kornanteil 82,50 Gew%
    Schleifkorn* 861,30
    * Schleifkorn der Sorte Normalkorund braun jeweils in Korngrößen F40 und F60 sowie Granat jeweils in den Korngrößen F40 und F60.
  • Die Bindungskomponenten wurden im Eimer vorgelegt, das Korn zugemischt.
  • Die Masse wurde in eine Form gegossen. Die Dichte betrug 1,25 g/cm3.
  • Die Form wurde verschlossen und 15 h bei 110°C getempert.
  • Je nach Form erhält man entweder ein Rohr, aus dem man Ringe sägt, die mit einem Bodenträger versehen werden oder man erhält einen Zylinder, aus dem man Scheiben sägt, die ausgebohrt werden und dann ein Topf aus Vollmaterial bilden. Man kann auch gleich einen Volltopf in einer kleineren Form gießen.

Claims (10)

  1. Verwendung eines Schleif- oder Polierwerkzeuges aus einer Granat enthaltenden polymeren Masse zum Polieren von Glas.
  2. Verwendung nach Patentanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Schleif- oder Polierwerkzeug ein Schleif- oder Poliertopf ist.
  3. Verwendung nach einem der vorangehenden Patentansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der eingesetzte Granat durch maschinelles Zerkleinern hergestellt wird.
  4. Verwendung nach einem der vorangehenden Patentansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des Granats am gesamten Gehalt an Schleifkorn 70 bis 100 Gew.% beträgt.
  5. Verwendung nach einem der vorangehenden Patentansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die polymere Masse gewählt wird unter Polyurethan, Polyisocyanurat, Gummi, Epoxidharz, Polyester-(UP)-Harz, Phenol-Resolharz, Phenol-Novolac, Polyimid und Kautschuk-Epoxidharz-Hybrid-Systemen.
  6. Verfahren zum Polieren von Glas dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein rotierendes Schleif- oder Polierwerkzeug aus einer Granat enthaltenden polymeren Masse verwendet wird.
  7. Verfahren nach Patentanspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass das Schleif- oder Polierwerkzeug ein Schleif- oder Poliertopf ist.
  8. Verfahren nach einem der Patentansprüche 6 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass der eingesetzte Granat durch maschinelles Zerkleinern hergestellt wird.
  9. Verfahren nach einem der Patentansprüche 6 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des Granats am gesamten Gehalt an Schleifkorn 70 bis 100 Gew.% beträgt.
  10. Verfahren nach einem der Patentansprüche 6 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass die polymere Masse gewählt wird unter Polyurethan, Polyisocyanurat, Gummi, Epoxidharz, Polyester-(UP)-Harz, Phenol-Resolharz, Phenol-Novolac, Polyimid, Kautschuk-Epoxidharz-Hybrid-Systemen.
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