EP3162502A1 - Schleifvlies sowie verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

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EP3162502A1
EP3162502A1 EP15191975.0A EP15191975A EP3162502A1 EP 3162502 A1 EP3162502 A1 EP 3162502A1 EP 15191975 A EP15191975 A EP 15191975A EP 3162502 A1 EP3162502 A1 EP 3162502A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
nonwoven
abrasive
unit
yarn
nonwoven fibers
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Withdrawn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
EP15191975.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Joppich
Achim JÄGER
Jörn-Oliver NOLTE
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.)
VSM Vereinigte Schmirgel- und Maschinen-Fabriken AG
Original Assignee
VSM Vereinigte Schmirgel- und Maschinen-Fabriken AG
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 VSM Vereinigte Schmirgel- und Maschinen-Fabriken AG filed Critical VSM Vereinigte Schmirgel- und Maschinen-Fabriken AG
Priority to EP15191975.0A priority Critical patent/EP3162502A1/de
Priority to KR1020187014558A priority patent/KR20180075578A/ko
Priority to BR112018008664A priority patent/BR112018008664A2/pt
Priority to CN201680069501.2A priority patent/CN108290275A/zh
Priority to PCT/EP2016/076061 priority patent/WO2017072293A1/de
Priority to FIEP16790558.7T priority patent/FI3368247T3/en
Priority to US15/771,359 priority patent/US10843309B2/en
Priority to EP16790558.7A priority patent/EP3368247B1/de
Publication of EP3162502A1 publication Critical patent/EP3162502A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D11/00—Constructional features of flexible abrasive materials; Special features in the manufacture of such materials
    • B24D11/001—Manufacture of flexible abrasive materials
    • B24D11/005—Making abrasive webs
    • 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
    • B24D3/28—Resins or natural or synthetic macromolecular compounds

Definitions

  • the invention relates to a nonwoven abrasive fabric and a method for its production.
  • the starting material for such abrasive nonwovens are materials such as nylon, polyester or mixtures thereof.
  • the starting material is first subjected to web formation and then to a subsequent web consolidation. At the end of these steps, the web is a pre-bonded web that does not yet contain any abrasive particles.
  • the web is then passed through an adhesive coater and then through a particle coater to apply the abrasive particles.
  • the adhesive is a suitable synthetic resin, which cures in a heat stage and then binds the abrasive particles to the starting material.
  • a problem with the described production method is to produce the abrasive nonwoven with as homogeneous and reproducible properties.
  • the object of the invention is therefore to improve the homogeneity and the reproducibility of the produced nonwoven fabric.
  • Fig. 1 shows the overall view of a plant for the production of abrasive yarn.
  • the plant consists of a mixing unit 101, an extruder 103, a spinneret 105, a bundling unit 107 and a coating unit 109.
  • the granules are compacted under high pressure and made to melt.
  • the molten granules are then fed via the melt channel 104 of the spinneret 105.
  • the spinneret 105 is maintained at the required spinning temperature by a heating unit, not shown further (for example, at 290 ° C for nylon).
  • the spinneret 105 has a plurality of spinning orifices which have a suitable diameter depending on the viscosity of the melt in order to be able to spin continuous filaments.
  • the diameter per spin opening is 0.4 mm, for example.
  • the number of spinning orifices can vary widely, depending on the required strength and the required diameter of the abrasive yarn, starting from a single spinning orifice up to a few hundred spinning orifices.
  • the spinning opening itself can be shaped differently. In addition to a circular Opening, for example, a star-shaped opening is conceivable to improve in this way, for example, the surface adhesion of the resin or binder.
  • the threads 106 spun by the spinneret are then gathered together at the inlet of the bundling unit 107 where they are mixed together to form a coherent yarn 108.
  • a detailed description of the bundling unit 107 will be given below with reference to FIG Fig. 2 ,
  • A marks a first process interface.
  • the first process interface A is intended to indicate that there are various possibilities at this point for the further processing of the yarn 108.
  • One possibility is in accordance with Fig. 1
  • Another possibility is to wind the yarn 108 on the first process interface A on coils and to store these coils until further processing.
  • the bundle 108 bundled by the bundling unit 107 is then fed to a coating unit 109, in which the yarn 108 is coated with a resin and equipped with abrasive grains.
  • a coating unit 109 in which the yarn 108 is coated with a resin and equipped with abrasive grains.
  • B denotes a second process interface.
  • the second process interface B should in turn indicate that there are also various possibilities at this point to further process the grinding yarn 112.
  • abrasive yarn 112 is stored for direct further processing, for example on a conveyor belt 110.
  • the belt speed v and thus also the density of the deposited material 113 can be influenced.
  • the deposited material 113 can then be further processed, for example, to form a nonwoven.
  • Another possibility of further processing the abrasive yarn 112 at the second process interface B is that the abrasive yarn 112 is wound up and then further processed by a weaving process into a fabric abrasive.
  • the main controller 114 is connected to the components described in the manner shown to measure and control the relevant process parameters.
  • Fig. 2 shows a detailed view of the bundling unit 107 Fig. 1 .
  • the freshly spun threads are first collected at the ring opening 201.
  • Another object of the ring opening 201 is to center the gathered threads with respect to the subsequent suction jet unit 202.
  • the ring opening 201 in the plane perpendicular to the transport direction of the combined threads by a Not shown positioning device can be adjusted.
  • the suction jet unit 202 is composed of a longitudinal guide unit 203, an air injector unit 204, and a compressed air port 205.
  • the inner diameter of the longitudinal guide unit 203 is slightly smaller (for example, 2 mm) than the inner diameter of the air injector unit 204 (for example, 3 mm).
  • compressed air is connected at a pressure of, for example, 7 kg / cm 2 , so that the compressed air follows the indicated path according to the arrows 206. In this way, a high-speed suction jet is produced in the air injector unit 204.
  • the flow rate in the middle of the channel can be several kilometers / minute.
  • a typical flow velocity in the middle of the channel is for example 3000 m / min.
  • the suction jet deters the freshly spun threads 106 and at the same time causes a rippling of the threads with each other in an irregular and arbitrary manner.
  • the speed of the yarn Since the speed of the yarn has some slip (for example 10%) with respect to the flow rate of the air, the speed of the yarn is correspondingly lower (for example 2700 m / min) than that of the air flow (as mentioned above, for example 3000 m / min).
  • the air injector unit 204 Within the air injector unit 204, around the semi-solid filaments, flow vortices and turbulences that cause the semi-solid filaments to mix form cure and thus form a coherent yarn. In addition, the air flow within the air injector unit 204 exerts a suction effect on the yarn, so that the yarn is further transported, tapered and oriented and thus finally leaves the bundling unit 107 as coherent yarn 108.
  • Fig. 3 shows a detailed view of the coating unit 109 Fig. 1 ,
  • the coating unit 109 basically includes a take-off roller unit 301, a dancer roller unit 302, a primer coating nozzle 303, an abrasive coating nozzle 304, a UV irradiation unit 307, and a control measurement unit 308.
  • the take-off rollers 301 are controlled in their speed so that sets a loose yarn tension in the transport direction within the yarn 108 at the entrance of the coating unit 109.
  • a dancer roll unit 302 is provided in the known manner.
  • the primer coating die 303 includes a primer or adhesive 305 such that an adhesive layer is formed on the yarn 108 as the yarn 108 passes through the primer coating die 303.
  • the adhesive layer improves the adhesion and adhesion of the subsequent coating in the abrasive coating die 304.
  • the thickness of the adhesive layer can be determined by the feed rate of the adhesive 305 and optionally adjusted by an adjustable diameter of the primer coating die 303.
  • the adhesive layer yarn 108 is then passed through the abrasive coating die 304, which contains a mixture 306 comprised of a photohardening resin, abrasive grains, and a filler material.
  • the mixture 306 adheres to the adhesive layer so that the desired abrasive layer is formed in the outer diameter.
  • the thickness of the abrasive layer may be adjusted by the feed rate of the mixture 306, and optionally also by an adjustable diameter of the abrasive coating die 304.
  • the primer coating nozzle 303 and the abrasive coating nozzle 304 each have activatable closures which retain or release the coating material in the desired manner.
  • the abrasive coating die 304 alone, or even the primer coating die 303 and the abrasive coating die 304 may be driven together in a regular stroke or even a specific stroke pattern to selectively apply an intermittent coating to the abrasive yarn.
  • the yarn 108 enters the UV irradiation unit 307 behind the abrasive coating die 304, so that the photo-curing resin hardens and holds the abrasive grains together.
  • the wavelength of the UV light of the UV irradiation unit 307 depends on the respective resin, and may be in the range of 200 nm to 500 nm, for example.
  • the curing of the synthetic resins used here usually takes place in a wave range of 315-380 nm.
  • the grinding yarn thus formed eventually passes the control measuring unit 308, which measures the outside diameter of the grinding yarn.
  • Coating control unit 309 is connected to the described components as shown to measure and control the relevant process parameters. Above all, the outer diameter measured by the control measuring unit 308 is evaluated, so that the parameters of the primer coating nozzle 303 and the abrasive coating nozzle 306 can be readjusted based on this evaluation.
  • the atmosphere within the coating unit 109 may additionally be made of nitrogen or an oxygen-reduced one Gas to achieve a stable polymerization of the photocuring resin.
  • the yarn 108 can be produced at very high speeds. In principle, speeds of several 100 meters / minute to several kilometers / minute are possible, so that the production speed in the coating unit 109 can be adapted to the speed of the yarn emerging from the bundling unit 107.
  • fine abrasive grains which have an average diameter of about 2 ⁇ m to 10 ⁇ m can be used as the filling material.
  • the abrasive grains may be made of alumina, silicon carbide, CBN, diamond, zirconia corundum, etc., and the average diameter of the grains may be selected depending on the abrasive application.
  • the abrasive grains may have a mean diameter of 20 ⁇ m to 200 ⁇ m, which in the abrasive range would correspond to a grain size in the range of about P800 to P80.
  • the abrasive grains are added at about 5 volume percent of the photocuring resin liquid and may be pre-wetted with a small amount of ethyl alcohol beforehand.
  • the photo-curing resin liquid may, for example, be an acrylate prepolymer (an oligomer or a monomer) admixed with 1% by weight of an acetophenone derivative as a photoinitiator.
  • the photocuring resin liquid is based on a radical polymerization wherein the radical polymerization of the oligomer or monomer is induced by a free radical generated by the photoinitiator which is irradiated by the ultraviolet light.
  • the oligomer, the monomer and the photoinitiator are not limited to these.
  • an unsaturated polyester may be used as the oligomer, and styrene may be used as the monomer.
  • polyester acrylate for example, polyester acrylate, polyether acrylate, Acryloligomeracrylat, epoxy acrylate, Polybutadienacrylat, silicone acrylate or polyurethane acrylates can be used.
  • monomer for example, N-vinylpyrolidone, vinyl acetate, monofunctional acrylate, bifunctional acrylate or trifunctional acrylate may also be used.
  • polymerization initiator for example, an acetophenone derivative such as acetophonon or trichloroacetophenone, benzoin ether, benzophenone or xanthone can be used.
  • photocuring resin instead of the radical polymerization, light addition polymerization, light cationic polymerization, or acid curing can be used.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Schleifvlies, bei dem Vliesfasern eines bestimmten Ausgangsmaterials den Verfahrensschritten einer Vliesbildung und einer nachfolgenden Vliesverfestigung unterworfen werden. Um die Homogenität sowie die Reproduzierbarkeit des hergestellten Schleifvlieses zu verbessern, werden die Vliesfasern vor dem Verfahrensschritt der Vliesbildung mit einem Kunstharz und mit Schleifkörnern derart beschichtet, dass die Schleifkörner mittels des Kunstharzes an dem Ausgangsmaterial haften.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Schleifvlies sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
  • In der EP 0 912 294 B1 sind die üblichen Verfahrensschritte zur Herstellung eines Schleifvlieses beschrieben. Als Ausgangsmaterial für derartige Schleifvliese dienen Materialien wie Nylon, Polyester oder Mischungen davon. Das Ausgangsmaterial wird zunächst einer Vliesbildung und dann einer nachfolgenden Vliesverfestigung unterworfen. Am Ende dieser Schritte ist das Vlies eine vorgebundene Bahn, die noch keine Schleifpartikel umfasst. Das Vlies wird dann durch einen Klebstoffbeschichter und danach durch einen Teilchenbeschichter geführt, um die Schleifpartikel aufzubringen. Als Klebstoff dient ein geeigneter Kunstharz, der in einer Wärmestufe aushärtet und die Schleifpartikel dann an das Ausgangsmaterial bindet.
  • Beim Durchgang durch den Klebstoffbeschichter und den Teilchenbeschichter ist es oft schwierig, die Beschichtung stets in der gleich Weise herzustellen. Demnach besteht ein Problem bei dem beschriebenen Herstellungsverfahren darin, das Schleifvlies mit möglichst homogenen und reproduzierbaren Eigenschaften herzustellen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Homogenität sowie die Reproduzierbarkeit des hergestellten Schleifvlieses zu verbessern.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 und des Patentanspruchs 12 gelöst.
  • Bevorzugte Ausführungsformen sind durch die Unteransprüche 2 - 11 angegeben.
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand der folgenden Figuren erläutert. Es zeigt
    • Fig. 1
    die Gesamtansicht einer Anlage zur Herstellung von Schleifgarn,
    Fig. 2
    eine Detailansicht der Bündelungseinheit 107 aus Fig. 1, und
    Fig. 3
    eine Detailansicht der Beschichtungseinheit 109 aus Fig. 1.
  • Fig. 1 zeigt die Gesamtansicht einer Anlage zur Herstellung von Schleifgarn. Ihrem prinzipiellen Aufbau nach besteht die Anlage aus einer Mischeinheit 101, einem Extruder 103, einer Spinndüse 105, einer Bündelungseinheit 107 und einer Beschichtungseinheit 109.
  • Die Mischeinheit 101 ist über den Verbindungsflansch 102 mit dem Extruder 103 verbunden. In der Mischeinheit können verschiedene Granulate gemischt und in einer gemischten Form dann dem Extruder 103 zugeführt werden. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass in der Mischeinheit nur eine Komponente bereitbestellt und dem Extruder zugeführt wird. Als Granulate werden können beispielsweise Polyester oder Polyamide verwendet werden, wie etwa Nylon (PA 6.6 mit der chemischen Bezeichnung Polyhexamethylenadipinsäureamid). Beispiele für weitere Polyamide sind:
    • PA 69 (Hexamethylendiamin/Azelainsäure)
    • PA 612 (Hexamethylendiamin/Dodecandisäure)
    • PA 11 (11-Aminoundecansäure)
    • PA 12 (Laurinlactam oder ω-Aminododecansäure)
    • PA 46 (Tetramethylendiamin/Adipinsäure)
    • PA 1212 (Dodecandiamin/Dodecandisäure)
    • PA 6/12 (Caprolactam/Laurinlactam)
  • In dem Extruder 103 wird das Granulat unter hohem Druck verdichtet und zum Schmelzen gebracht. Das aufgeschmolzene Granulat wird dann über den Schmelzkanal 104 der Spinndüse 105 zugeführt.
  • Die Spinndüse 105 wird von einer nicht weiter gezeigten Heizeinheit auf der nötigen Spinntemperatur gehalten (bei Nylon beispielsweise 290°C). Die Spinndüse 105 weist eine Vielzahl von Spinnöffnungen auf, die in Abhängigkeit von der Viskosität der Schmelze einen geeigneten Durchmesser haben, um kontinuierliche Fäden spinnen zu können. Bei Nylon beträgt der Durchmesser je Spinnöffnung beispielsweise 0,4 mm. Die Anzahl der Spinnöffnungen kann in Abhängigkeit von der benötigten Festigkeit und dem benötigten Durchmesser des Schleifgarns stark variieren, beginnend bei einer einzelnen Spinnöffnung bis zu einigen 100 Spinnöffnungen. Auch die Spinnöffnung selber kann unterschiedlich geformt sein. Neben einer kreisrunden Öffnung ist beispielsweise auch eine sternförmige Öffnung denkbar, um auf diese Weise etwa die Oberflächenhaftung des Kunstharzes bzw. Bindemittels zu verbessern.
  • Die von der Spinndüse gesponnenen Fäden 106 werden dann am Einlauf der Bündelungseinheit 107 zusammengefasst und dort zu einem zusammenhängenden Garn 108 miteinander vermischt. Eine detaillierte Beschreibung der Bündelungseinheit 107 erfolgt weiter unten anhand von Fig. 2.
  • Unterhalb der Bündelungseinheit 107 ist mit A eine erste Prozess-Schnittstelle markiert. Die erste Prozess-Schnittstelle A soll kennzeichnen, dass es an dieser Stelle verschiedene Möglichkeiten gibt, das Garn 108 weiterzuverarbeiten. Eine Möglichkeit besteht in der gemäß Fig. 1 gezeigten Weise, d.h. die direkte Weiterverarbeitung in der Beschichtungseinheit 109. Eine andere Möglichkeit besteht darin, das Garn 108 an der ersten Prozess-Schnittstelle A auf Spulen aufzuwickeln und diese Spulen bis zur weiteren Verarbeitung zu lagern.
  • Das von der Bündelungseinheit 107 gebündelte Garn 108 wird dann einer Beschichtungseinheit 109 zugeführt, in der das Garn 108 mit einem Harz ummantelt und mit Schleifkörnern bestückt wird. Eine detaillierte Beschreibung der Beschichtungseinheit 109 erfolgt weiter unten anhand von Fig. 3.
  • Unterhalb der Beschichtungseinheit 109 ist mit B eine zweite Prozess-Schnittstelle markiert. Die zweite Prozess-Schnittstelle B soll wiederum kennzeichnen, dass es auch an dieser Stelle verschiedene Möglichkeiten gibt, das Schleifgarn 112 weiterzuverarbeiten.
  • Eine Möglichkeit besteht in der gemäß Fig. 1 gezeigten Weise, d.h. das Schleifgarn 112 wird zur direkten Weiterverarbeitung beispielsweise auf einem Förderband 110 abgelegt. Mit dem Antrieb 111 des Förderbands 110 kann die Bandgeschwindigkeit v und damit auch die Dichte des abgelegten Materials 113 beeinflusst werden. Mit den bekannten Verfahren der Vliesverarbeitung kann das abgelegte Material 113 dann beispielsweise zu einem Schleifvlies weiterverarbeitet werden.
  • Eine andere Möglichkeit der Weiterverarbeitung des Schleifgarns 112 an der zweiten Prozess-Schnittstelle B besteht darin, dass das Schleifgarn 112 aufgewickelt und dann mit einem Webverfahren zu einem Gewebe-Schleifmittel weiterverarbeitet wird.
  • Im Prinzip ist also an der Prozess-Schnittstelle B die Weiterverarbeitung des Schleifgarns zu Schleifmitteln jeglicher Art denkbar.
  • Die Haupt-Steuereinheit 114 ist in der gezeigten Weise mit den beschriebenen Komponenten verbunden, um die relevanten Prozessparameter zu messen und zu steuern.
  • Fig. 2 zeigt eine Detailansicht der Bündelungseinheit 107 aus Fig. 1. Am Einlauf der Bündelungseinheit 107 werden die frisch gesponnenen Fäden zunächst an der Ringöffnung 201 zusammengefasst. Eine weitere Aufgabe der Ringöffnung 201 besteht darin, die zusammengefassten Fäden mit Bezug auf die nachfolgende Saugstrahleinheit 202 zu zentrieren. Dazu kann die Ringöffnung 201 in der Ebene senkrecht zur Transportrichtung der zusammengefassten Fäden durch eine nicht näher gezeigte Positioniervorrichtung justiert werden.
  • Die Saugstrahleinheit 202 besteht aus einer Längsführungseinheit 203, aus einer Luftinjektoreinheit 204 sowie aus einem Pressluftanschluss 205. Der Innendurchmesser der Längsführungseinheit 203 ist etwas kleiner (beispielsweise 2 mm) als der Innendurchmesser der Luftinjektoreinheit 204 (beispielsweise 3 mm). An dem Pressluftanschluss 205 wird Pressluft mit einem Druck von beispielsweise 7 kg/cm2 angeschlossen, so dass die Pressluft dem angedeuteten Weg gemäß den Pfeilen 206 folgt. Auf diese Weise entsteht in der Luftinjektoreinheit 204 ein Saugstrahl hoher Geschwindigkeit. Die Strömungsgeschwindigkeit in der Mitte des Kanals kann einige Kilometer / Minute betragen. Eine typische Strömungsgeschwindigkeit in der Mitte des Kanals beträgt beispielsweise 3000 m/min.
  • Der Saugstrahl schreckt die frisch gesponnenen Fäden 106 ab und bewirkt gleichzeitig eine Kräuselung der Fäden untereinander in unregelmäßiger und willkürlicher Weise.
  • Da die Geschwindigkeit des Garns gegenüber der Strömungsgeschwindigkeit der Luft einen gewissen Schlupf aufweist (beispielsweise 10%), ist die Geschwindigkeit des Garns entsprechend kleiner (beispielsweise 2700 m/min) als die der Luftströmung (wie oben genannt beispielsweise 3000 m/min).
  • Innerhalb der Luftinjektoreinheit 204 bilden sich rund um die halbfesten Fäden Strömungswirbel und Turbulenzen, die bewirken, dass die halbfesten Fäden sich mischen, aushärten und damit ein zusammenhängendes Garn bilden. Außerdem übt die Luftströmung innerhalb der Luftinjektoreinheit 204 eine Saugwirkung auf das Garn aus, sodass das Garn weitertransportiert, verjüngt und orientiert wird und auf diese Weise schließlich als zusammenhängendes Garn 108 die Bündelungseinheit 107 verlässt.
  • Fig. 3 zeigt eine Detailansicht der Beschichtungseinheit 109 aus Fig. 1. Die Beschichtungseinheit 109 umfasst prinzipiell eine Abzugswalzeneinheit 301, eine Tänzerwalzeneinheit 302, eine Primer-Beschichtungsdüse 303, eine Schleifmittel-Beschichtungsdüse 304, eine UV-Bestrahlungseinheit 307 sowie eine Kontroll-Messeinheit 308.
  • Für den Weitertransport des Garns 108, das die Bündelungseinheit 107 verlässt, sorgt die Abzugswalzeneinheit 301. Die Abzugswalzen 301 werden in ihrer Geschwindigkeit derart geregelt, dass sich innerhalb des Garns 108 am Eingang der Beschichtungseinheit 109 eine lose Garnspannung in Transportrichtung einstellt. Um Schwankungen der Transportgeschwindigkeit auszugleichen, ist in der bekannten Weise eine Tänzerwalzeneinheit 302 vorgesehen.
  • Die Primer-Beschichtungsdüse 303 enthält einen Primer bzw. ein Haftmittel 305, sodass eine Haftmittelschicht an dem Garn 108 gebildet wird, während das Garn 108 die Primer-Beschichtungsdüse 303 durchläuft. Die Haftmittelschicht verbessert die Adhäsion und das Haftvermögen der nachfolgenden Beschichtung in der Schleifmittel-Beschichtungsdüse 304. Die Stärke der Haftmittelschicht kann durch die Zuführgeschwindigkeit des Haftmittels 305 und gegebenenfalls auch durch einen verstellbaren Durchmesser der Primer-Beschichtungsdüse 303 eingestellt werden.
  • Das Garn 108 mit der Haftmittelschicht wird dann durch die Schleifmittel-Beschichtungsdüse 304 geführt, die eine Mischung 306 enthält, die aus einem lichthärtenden Harz, abrasiven Körnern und einem Füllmaterial besteht. Die Mischung 306 bleibt an der Haftmittelschicht haften, sodass im Außendurchmesser die gewünschte abrasive Schicht entsteht. Die Stärke der abrasiven Schicht kann durch die Zuführgeschwindigkeit der Mischung 306 und gegebenenfalls auch durch einen verstellbaren Durchmesser der Schleifmittel-Beschichtungsdüse 304 eingestellt werden.
  • An dieser Stelle wird eine weitere Variante zu der oben beschriebenen Beschichtung des Garns beschrieben: Neben einer kontinuierlichen Beschichtung mit dem Primer, dem Kunstharz und den abrasiven Körnern ist es auch möglich, die Beschichtung intermittierend, d.h. also mit bestimmten Unterbrechungen durchzuführen. Ein Grund hierfür kann beispielsweise darin bestehen, dass eine kontinuierliche Beschichtung dem Garn eine zu hohe Biegesteifigkeit verschafft. Demgegenüber könnte also mit einer intermittierenden Beschichtung die gewünschte Flexibilität und Elastizität des Schleifgarns sehr genau und reproduzierbar eingestellt werden.
  • Zur Realisierung der intermittierenden Beschichtung ist es denkbar, die Primer-Beschichtungsdüse 303 und die Schleifmittel-Beschichtungsdüse 304 jeweils ansteuerbare Verschlüsse aufweisen, die das Beschichtungsmaterial in der gewünschten Weise zurückhalten oder freigeben. Auf Weise können die Schleifmittel-Beschichtungsdüse 304 alleine oder auch die Primer-Beschichtungsdüse 303 und die Schleifmittel-Beschichtungsdüse 304 zusammen in einem gleichmäßigen Takt oder auch nach einem bestimmten Taktmuster angesteuert werden, um gezielt eine intermittierende Beschichtung auf das Schleifgarn aufzubringen.
  • Das Garn 108 tritt hinter der Schleifmittel-Beschichtungsdüse 304 in die UV-Bestrahlungseinheit 307 ein, sodass das lichthärtende Harz aushärtet und die abrasiven Körner zusammenhält. Die Wellenlänge des UV-Lichts der UV-Bestrahlungseinheit 307 hängt von dem jeweiligen Kunstharz ab und kann beispielsweise im Bereich von 200 nm bis 500 nm liegen. Üblicherweise erfolgt die Aushärtung der hier verwendeten Kunstharze in einem Wellenbereich von 315 - 380 nm.
  • Das auf diese Weise gebildete Schleifgarn passiert schließlich noch die Kontroll-Messeinheit 308, die den Außendurchmesser des Schleifgarns misst.
  • Die Beschichtungs-Steuereinheit 309 ist in der gezeigten Weise mit den beschriebenen Komponenten verbunden, um die relevanten Prozessparameter zu messen und zu steuern. Vor allem wird der von der Kontroll-Messeinheit 308 gemessene Außendurchmesser ausgewertet, sodass aufgrund dieser Auswertung die Parameter der Primer-Beschichtungsdüse 303 und der Schleifmittel-Beschichtungsdüse 306 nachjustiert werden können.
  • Die Atmosphäre innerhalb der Beschichtungseinheit 109 kann zusätzlich aus Stickstoff oder einem sauerstoffverringerten Gas bestehen, um eine stabile Polymerisation des lichthärtenden Harzes zu erreichen.
  • Durch die Verwendung des lichthärtenden Harzes kann das Garn 108 mit sehr hohen Geschwindigkeiten produziert werden. Grundsätzlich sind Geschwindigkeiten von mehreren 100 Metern/Minute bis zu einigen Kilometern/Minute möglich, sodass die Produktionsgeschwindigkeit in der Beschichtungseinheit 109 an die Geschwindigkeit des aus der Bündelungseinheit 107 austretenden Garns angepasst werden kann.
  • Im Folgenden wird eine mögliche Zusammensetzung der Mischung 306 noch näher beschrieben:
    • Als Füllmaterial kann jedes geeignete Material verwendet werden, das dazu geeignet ist, die mechanische Festigkeit oder die Abriebbeständigkeit des lichthärtenden Kunstharzes zu erhöhen, ohne dabei den Prozess der Aushärtung nachteilig zu beeinflussen. Das Füllmaterial übt also eine Art Stützfunktion auf die abrasiven Körner auf. Insbesondere können als Füllmaterial damit auch weitere abrasive Körner mit einem kleineren mittleren Durchmesser als die zuvor erwähnten abrasiven Körner verwendet werden. Aber auch Pulver bestehend aus Metalloxid, Metallkarbid oder Nichtmetalloxid oder Karbid oder aus Metallen kann je nach Anwendung von Vorteil sein.
  • Besonders vorzugsweise können als Füllmaterial also beispielsweise feine abrasive Körner verwendet werden, die einen durchschnittlichen Durchmesser von etwa 2 µm bis 10 µm haben.
  • Die abrasiven Körner können aus Aluminiumoxid bzw. Tonerde, Siliziumkarbid, CBN, Diamant, Zirkonkorund, etc. hergestellt werden, wobei der mittlere Durchmesser der Körner in Abhängigkeit von der Schleifanwendung gewählt werden kann. Beispielsweise können die abrasiven Körner einen mittleren Durchmesser von 20 µm bis 200 µm haben, was im Schleifmittelbereich einer Körnung im Bereich von etwa P800 bis P80 entsprechen würde.
  • Die abrasiven Körner werden mit etwa 5 Volumenprozent der lichthärtenden Kunstharzflüssigkeit zugesetzt und können vorher noch mit einer kleinen Menge Ethylalkohol benetzt werden.
  • Die lichthärtende Kunstharzflüssigkeit kann beispielsweise ein Acrylat-Vorpolymer sein (ein Oligomer oder ein Monomer), dem 1 Gewichts-% eines Azetolphenon-Derivats als Fotoinitiator beigemischt ist.
  • Wie oben bereits erwähnt, basiert die lichthärtende Kunstharzflüssigkeit auf einer radikalen Polymerisation, wobei die radikale Polymerisation des Oligomers oder Monomers durch ein freies Radikal induziert wird, das durch den Fotoinitiator erzeugt wird, der durch das ultraviolette Licht bestrahlt wird. Jedoch sind das Oligomer, das Monomer und der Fotoinitiator nicht auf diese beschränkt. Ebenso kann ein ungesättigtes Polyester als das Oligomer und Styren kann als das Monomer verwendet werden.
  • Für das Oligomer können beispielsweise auch Polyesteracrylat, Polyetheracrylat, Acryloligomeracrylat, Epoxidacrylat, Polybutadienacrylat, Siliconacrylat oder Polyurethanacrylate verwendet werden. Für das Monomer können beispielsweise auch N-Vinylpyrolidon, Vinylacetat, monofunktionales Acrylat, bifunktionales Acrylat oder trifunktionales Acrylat verwendet werden. Für den Polymerisationsinitiator können beispielsweise ein Acetophenon-Derivat, derart wie Acetophonon oder Trichloracetophenon, Benzoinether, Benzophenon oder Xanthon verwendet werden.
  • Außerdem können für das lichthärtende Kunstharz statt der radikalen Polymerisationsausführung eine Lichtadditionspolymerisationsausführung, eine lichtcationische Polymerisations-Ausführung oder eine säuretrocknende bzw. säurehärtende Ausführung verwendet werden.

Claims (12)

  1. Verfahren zur Herstellung von Schleifvlies,
    bei dem Vliesfasern eines bestimmten Ausgangsmaterials den Verfahrensschritten einer Vliesbildung und einer nachfolgenden Vliesverfestigung unterworfen werden,
    wobei die Vliesfasern vor dem Verfahrensschritt der Vliesbildung mit einem Kunstharz und mit Schleifkörnern derart beschichtet werden, dass die Schleifkörner mittels des Kunstharzes an dem Ausgangsmaterial haften.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Vliesfasern aus einem Polyamid oder einer Polyamidmischung bestehen.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Vliesfasern aus Nylon bestehen.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 3, wobei die Vliesbildung mit einem Kardierverfahren erfolgt.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 4, wobei die Vliesbildung mit einem aerodynamischen Verfahren erfolgt.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 5, wobei die Vliesverfestigung mit einem Verwirbelungsverfahren, beispielsweise mit einer Wasserstrahlverwirbelung, erfolgt.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 6, wobei die Vliesverfestigung mit einem thermischen Verfahren, beispielsweise mit einer Ultraschallverfestigung, erfolgt.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 7, wobei die Vliesfasern vor der Beschichtung mit Kunstharz mit einem Haftvermittler beschichtet werden.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 8, wobei als Kunstharz ein lichthärtender Kunstharz verwendet wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 9, wobei die Vliesfasern kontinuierlich beschichtet werden.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 9, wobei die Vliesfasern intermittierend beschichtet werden.
  12. Schleifvlies, hergestellt nach einem Verfahren der Ansprüche 1 - 11.
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