EP3960370A1 - Verfahren zum aufbringen einer wirkstoff-beschichtung auf ein schleifmittel - Google Patents

Verfahren zum aufbringen einer wirkstoff-beschichtung auf ein schleifmittel Download PDF

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EP3960370A1
EP3960370A1 EP20193714.1A EP20193714A EP3960370A1 EP 3960370 A1 EP3960370 A1 EP 3960370A1 EP 20193714 A EP20193714 A EP 20193714A EP 3960370 A1 EP3960370 A1 EP 3960370A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fatty acid
coating agent
active substance
acid salts
salts
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Withdrawn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
EP20193714.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Kathrin Henderson
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.)
Hermes Schleifmittel GmbH and Co KG
Original Assignee
Hermes Schleifmittel GmbH and Co KG
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 Hermes Schleifmittel GmbH and Co KG filed Critical Hermes Schleifmittel GmbH and Co KG
Priority to EP20193714.1A priority Critical patent/EP3960370A1/de
Publication of EP3960370A1 publication Critical patent/EP3960370A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • B24D3/34—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents characterised by additives enhancing special physical properties, e.g. wear resistance, electric conductivity, self-cleaning properties
    • 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
    • B24D18/00—Manufacture of grinding tools or other grinding devices, e.g. wheels, not otherwise provided for

Definitions

  • the invention relates to a method of applying a drug coating to the surface of a coated abrasive article.
  • Coated abrasives comprise a backing, a make coat, abrasive grain and size coat.
  • Common tool shapes are round or square sanding sheets and sanding belts.
  • the abrasive grain comes into contact with the workpiece surface and chips are removed.
  • the abrasive grain is exposed to high thermal and mechanical loads. Furthermore, chips removed from the workpiece can clog the tool surface, which increases the contact area of the grinding tool. As a result, there is not only a higher thermal load, but also a reduction in grinding performance, service life and the surface quality achieved.
  • the high thermal and mechanical loads on the abrasive grain can be reduced by reducing the friction that occurs when the abrasive tool comes into contact with the workpiece surface.
  • friction is reduced through the use of cooling lubricants. This process is also used for coated abrasives, but requires a special structure for the grinding tools and grinding machines that are equipped accordingly.
  • Coated abrasives for use without liquid cooling lubricants can instead have an active ingredient coating.
  • Typical areas of application are the sanding of paint, plastics, wood or soft metals such as aluminum.
  • the active substance coating enables friction to be reduced, resulting in lower thermal and mechanical stress on the grinding tool and workpiece. Furthermore, clogging of the surface is largely and effectively prevented. Accordingly, chips can be extracted and chip spaces between individual abrasive grains remain open.
  • Usual drug coatings consist of salts of fatty acids, e.g. B. calcium stearate or zinc stearate. They are applied to the top coat as dispersions.
  • WO2017180210 discloses a mixture of calcium stearate, an ammonium salt and an acrylic polymer which is applied as a dispersion to the surface of the abrasive.
  • Cooling is preferably carried out afterwards in order to stabilize the coating. This can preferably be done quickly with a chill roll, for example initially at 100°C.
  • a drug coating composition is applied as the top coat to an otherwise already finished coated abrasive.
  • good adhesion/bonding to or with the top coat must be achieved for permanent adhesion to the abrasive.
  • active ingredient refers to ingredients that are suitable for improving the performance of a grinding tool, e.g. B. by increasing the service life or improving the removal rate or the workpiece surface quality.
  • Designation as a coating means making available in a form or formulation suitable for application to the coated abrasive.
  • it can be a dispersion, preferably an aqueous dispersion.
  • the active substances are preferably contained in the dispersion as solids.
  • the application therefore preferably takes place at a temperature below the lowest melting point or melting range of the active ingredients in the formulation. Preferably it takes place at about room temperature, preferably about 15-30°C.
  • the application or application can be carried out, for example, by an application method with rollers (splashing), by spraying or other suitable methods.
  • heating takes place to a temperature at which the active substance coating composition has a two-phase mixture of liquid and solid phase fractions of these ingredients. This means that part of the previously solid ingredients or active ingredients are melted, while another part remains in the solid phase.
  • liquid ingredients in this context does not refer to the dispersant used when applying the dispersion, such as water. Any dispersing agent that is present is preferably vaporized or drawn off as a gas phase in the course of heating or when maintaining an elevated temperature.
  • a residence time of 1-6 min, preferably 2-5 min, more preferably 3-4 min at the elevated temperature is usually sufficient for the partial melting and the removal of a dispersing agent.
  • the heating can take place, for example, by means of convection, radiation or contact heating; the coated abrasive preferably runs through this region continuously. Rapid cooling then preferably takes place, for example by means of a chill roll.
  • drying can take place at somewhat lower temperatures, for example at around 60° C., after heating.
  • the invention has recognized that the conflicting goals of the prior art of good adhesion to the top coat on the one hand and a high application quantity with the effect of a considerable extension of service life and/or improvement of the removal rate on the other hand can be combined with this method.
  • the invention only melts part of the active substance coating and thus creates a thin, elastic and well adhering layer in which non-melted ingredients or active substance particles are firmly bound.
  • This thin, melted layer adapts exactly to the surface and can also penetrate into depressions/capillaries.
  • the invention thus combines the good and permanent adhesion of a thin layer on the one hand (the molten portion of the ingredients) with a high application rate (the proportion of the ingredients remaining as solid) on the other hand, and thus achieves a durable coating with a high application rate that effectively reduces friction can.
  • the ingredients of the drug coating agent include fatty acid salts, preferably metal salts of fatty acids, more preferably calcium fatty acid salts. Mixtures of fatty acid salts with different melting points are used.
  • the method according to the invention is preferably carried out in such a way that individual fatty acid salts melt, individual fatty acid salts melt slightly in the area of the surface and individual fatty acid salts remain as a solid without melting.
  • the proportion is calculated taking into account those fatty acid salts that can each be assigned to one of the different melting points or melting ranges.
  • the active ingredient coating agent preferably has at least two different fatty acid salts or groups of fatty acid salts with melting points or melting ranges that differ by at least 40K, preferably at least 50K, more preferably 40 to 100K, more preferably 50 to 90K. These can preferably be fatty acid salts with correspondingly different chain lengths.
  • a first fatty acid salt or a first group of fatty acid salts with a melting point or melting range of 60 to 100 ° C, preferably 70 to 90 ° C, more preferably 80 to 90 ° C and a second fatty acid salt or a second group of fatty acid salts with a Melting point or melting range from 120 to 180°C, preferably 130 to 170°C, more preferably 140 to 160°C.
  • the fatty acid salts are preferably metal salts, preferably calcium salts, of the fatty acids.
  • the melting points of calcium salts of fatty acids that are particularly preferably used in the context of the invention are as follows: Calcium Oleate Monohydrate: 85°C (softening) Calcium stearate: 160°C Calcium palmitate: 155°C
  • the active substance coating composition is preferably applied to the surface of the abrasive at a temperature below all melting points or melting ranges of the fatty acid salts of the active substance coating composition.
  • the heating in step c) preferably takes place at a temperature of from 100 to 160.degree. C., preferably from 110 to 150.degree. C., more preferably from 120 to 140.degree.
  • the heating in step c) may be carried out to a state where 30 to 70% by weight, preferably 40 to 60% by weight of the drug coating agent is in a molten state.
  • the solids content of the active ingredient coating composition remaining after heating in step c) has an average particle size of 0.5 to 10 ⁇ m, preferably 0.5 to 5 ⁇ m, more preferably 1 to 4 ⁇ m. This information relates to the particles remaining after melting, either not melted or only partially melted.
  • the particles are preferably elongate with a largest to smallest dimension ratio of from 1.5:1 to 5:1, preferably from 2:1 to 4:1.
  • the active ingredient coating agent is preferably applied to the surface of the abrasive in an amount of 15 to 200 g/m 2 , preferably 15 to 120 g/m 2 , more preferably 20 to 100 g/m 2 . These quantities relate to the ingredients or active ingredients of the coating agent without dispersants such as water.
  • Preferred upper limits of the mass of the application (based on the dried mass) for different grits of the abrasive are as follows: - P80 100g/ m2 - P220 80gsm - P400 50g/ m2 - P1500 40g/ m2
  • Preferred ranges of the mass of application for different grits of abrasive are as follows: - P80 75-85 gsm - P220 60-70 g/ m2 - P400 35-45 gsm - P1500 25-35 g/ m2
  • the active ingredient coating agent preferably contains fatty acid salts selected from the group of saturated or unsaturated C12 to C20 fatty acid salts, the fatty acid salts preferably containing fatty acids selected from the group consisting of palmitic acid, stearic acid and oleic acid.
  • the preferred fatty acid distribution is as follows: palmitic acid: 20 - 50, preferably 30-42% by weight; stearic acid: 20 - 60, preferably 29 - 50% by weight, oleic acid: 2 - 30, preferably 3-15% by weight.
  • weights relate to the proportion by weight of the respective fatty acid salt in the total mass of the active ingredient coating composition.
  • the total mass of the active ingredient coating agent is determined without dispersants such as water.
  • the active ingredient coating composition is preferably applied as a dispersion, preferably an aqueous dispersion, with the proportion of liquid in the dispersion preferably being 20-80% by weight, more preferably 30-70% by weight, more preferably 30-50% by weight. % amounts to.
  • the dispersion preferably contains the active ingredient coating agent as a solid, the particle size of the solid preferably being 2-10 ⁇ m, more preferably 3-8 ⁇ m, more preferably 4-6 ⁇ m. This information relates to the particles present in the dispersion before melting, and thus also to the proportion of particles that melt during the subsequent heating.
  • Another object of the invention is a coated abrasive obtainable by a method according to the invention according to any one of claims 1 to 14.
  • a coated abrasive is made as follows: A base made of polyester film etched on both sides (thickness 75 ⁇ m, width 1420 mm) is coated with a primer based on epoxy resin (12-16 g/m 2 ) and then with semi-precious corundum of grit P400 electrostatically sprinkled. The application is 20 - 28 g/m 2 . Then a resizing made of phenolic resin was applied by roller (45-55 g/m 2 ).
  • An active substance coating according to the invention has the following fatty acid composition (data in % by weight of the calcium salts): fatty acids
  • Example [%] C14:0 myristic acid 3.1 C16:0 palmitic acid 41.4 C16:1 palmitoleic acid 1.3 C18:0 stearic acid 29, 5 C18:1 Oleic Acid (Monohydrate) 15, 1 C18:2 linoleic acid 1.9 C18:3 linolenic acid 0.2 C20:0 arachidic acid 0.4 C20:1 gadoleic acid 0, 1 Other fatty acids 7.0
  • a mixture consisting predominantly of Ca salts of palmitic acid and stearic acid (proportion >96%) is used as a comparative example; the proportion of calcium oleate monohydrate is well below the claimed limit of 2% by weight in the range of a common impurity.
  • the active substance coatings are applied as an aqueous dispersion of the calcium salts of the fatty acids with a water content of 50% by weight with the addition of 0.15% by weight of an antifoam (Tego Antifoam 2290).
  • the mean particle size in the dispersion is about 4.5 ⁇ m.
  • the dispersion is applied at room temperature by roller application in an application amount of 72 g/m 2 (based on the aqueous dispersion). It is then dried at 150° C. and tempered at this temperature for 30-60 s until the coating appears transparent. Then it is rapidly cooled to 100° C. with a chill roll in order to stabilize the coating.
  • the workpiece is weighed after each grinding interval.
  • the material removal per grinding interval is the reference for the comparison of the grinding sheets.
  • the grinding operation and the weighing of the workpieces are carried out in a standardized and reproducible manner by a robot.
  • the invention provides significantly improved grinding performance.

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Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Aufbringen einer Wirkstoffbeschichtung auf die Oberfläche eines Schleifmittels auf Unterlage, mit den Schritten:a. Bereitstellen eines Wirkstoff-Beschichtungsmittels mit wenigstens zwei verschiedenen Inhaltsstoffen mit unterschiedlichen Schmelzpunkten und/oder Schmelzbereichen,b. Aufbringen dieses Wirkstoff-Beschichtungsmittels auf die Oberfläche des Schleifmittels auf Unterlage,c. Erwärmen auf eine Temperatur, bei der das Wirkstoff-Beschichtungsmittel eine Zwei-Phasen-Mischung aus flüssigen und festen Phasenanteilen dieser Inhaltsstoffe aufweist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen einer Wirkstoffbeschichtung auf die Oberfläche eines Schleifmittels auf Unterlage.
  • Schleifmittel auf Unterlage weisen eine Unterlage, ein Grundbindemittel, Schleifkorn und Deckbindemittel auf. Übliche Werkzeugformen sind runde oder eckige Schleifblätter sowie Schleifbänder.
  • Beim Einsatz derartiger rotierender oder umlaufender Schleifwerkzeuge kommt das Schleifkorn in Kontakt mit der Werkstückoberfläche und es werden Späne abgetragen.
  • Das Schleifkorn wird dabei hohen thermischen und mechanischen Belastungen ausgesetzt. Weiterhin können vom Werkstück abgetragene Späne die Werkzeugoberfläche zusetzen, wodurch der Traganteil des Schleifwerkzeuges erhöht wird. In der Folge entsteht nicht nur eine höhere thermische Belastung, vielmehr vermindern sich auch Schleifleistung, Standzeit sowie die erzielte Oberflächenqualität.
  • Die hohen thermischen und mechanischen Belastungen des Schleifkorns können durch eine Verminderung der Reibung, die beim Kontakt des Schleifwerkzeuges mit der Werkstückoberfläche entsteht, reduziert werden. Bei gebundenen Schleifwerkzeugen wie auch bei Dreh- und Fräswerkzeugen wird die Reibung durch den Einsatz von Kühlschmierstoffen herabgesetzt. Dieses Verfahren kommt auch bei Schleifmitteln auf Unterlage zum Einsatz, erfordert aber einen speziellen Aufbau der Schleifwerkzeuge sowie entsprechend ausgestattete Schleifmaschinen.
  • Schleifmittel auf Unterlage für einen Einsatz ohne flüssige Kühlschmierstoffe können stattdessen eine Wirkstoffbeschichtung aufweisen. Typische Anwendungsgebiete sind hierbei das Schleifen von Lacken, Kunststoffen, Holz oder auch von weichen Metallen wie Aluminium. Die Wirkstoffbeschichtung ermöglicht bei diesen Anwendungen eine Verringerung der Reibung mit der Folge einer geringeren thermischen und mechanischen Belastung von Schleifwerkzeug und Werkstück. Weiterhin wird ein Zusetzen der Oberfläche weitgehend und wirksam unterbunden. Entsprechend können Späne abgesaugt werden und Spanräume zwischen einzelnen Schleifkörnern bleiben offen.
  • Übliche Wirkstoffbeschichtungen bestehen aus Salzen von Fettsäuren, z. B. Calciumstearat oder Zinkstearat. Sie werden als Dispersionen auf die Deckbindung aufgebracht.
  • Die Wirksamkeit dieser Beschichtungen wird oft begrenzt durch die unzureichende Haftung auf der Deckbindung, insbesondere wenn höhere Schichtdicken aufgetragen werden. In diesem Fall wirkt sich zusätzlich unzureichende Kohäsion nachteilig und limitierend aus.
  • Um diese Nachteile zu überwinden, wurden Wirkstoffbeschichtungen mit zusätzlichen Bindemitteln, zum Beispiel mit Acrylatdispersionen, stabilisiert. Abgesehen von den zusätzlichen Kosten konnten die vorgenannten Nachteile jedoch nicht überwunden werden.
  • WO 2017180210 offenbart eine Mischung aus Calciumstearat, einem Ammoniumsalz und einem Acrylpolymer, die als Dispersion auf die Oberfläche des Schleifmittels aufgebracht wird.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art und eine Wirkstoffbeschichtung zur Verfügung zu stellen, das bzw. die wenigstens eine, vorzugsweise mehrere, weiter vorzugsweise alle der nachfolgend genannten Vorteile aufweist:
    • Gute Haftung auf der Deckbindung,
    • Hinreichende Kohäsion für Stabilität bei hohen Schichtdicken,
    • Reduzierung der Reibung und des Zusetzens von Spanräumen,
    • Kostengünstige Beschaffung und Verarbeitung.
  • Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein eingangs genanntes Verfahren mit den folgenden Schritten:
    • Bereitstellen eines Wirkstoff-Beschichtungsmittels mit wenigstens zwei verschiedenen Fettsäuresalzen mit unterschiedlichen Schmelzpunkten und/oder Schmelzbereichen in einem Mengenanteil von jeweils wenigstens 2 Gew.-%,
    • Aufbringen dieses Wirkstoff-Beschichtungsmittels auf die Oberfläche des Schleifmittels auf Unterlage,
    • Erwärmen auf eine Temperatur, bei der das Wirkstoff-Beschichtungsmittel eine Zwei-Phasen-Mischung aus flüssigen und festen Phasenanteilen dieser Inhaltsstoffe aufweist.
  • Bevorzugt wird danach gekühlt, um die Beschichtung zu stabilisieren. Dies kann bevorzugt mit einer Kühlwalze zügig auf bspw. zunächst 100°C erfolgen.
  • Zunächst seien einige im Rahmen der Erfindung verwendete Begriffe erläutert.
  • Ein Wirkstoff-Beschichtungsmittel wird als oberste Schicht auf ein ansonsten bereits fertig gestelltes Schleifmittel auf Unterlage aufgebracht. Für eine beständige Haftung auf dem Schleifmittel muss es insbesondere eine gute Haftung/Bindung auf bzw. mit der Deckbindung eingehen. Der Begriff Wirkstoff bezeichnet Inhaltsstoffe, die geeignet sind, die Leistung eines Schleifwerkzeuges zu verbessern, z. B. durch eine Erhöhung der Standzeit oder die Verbesserung der Abtragsleistung bzw. der Werkstückoberflächenqualität.
  • Die Ausbildung als Beschichtungsmittel bedeutet ein zur Verfügung stellen in einer Form bzw. Formulierung, die sich zum Aufbringen auf das Schleifmittel auf Unterlage eignet. Es kann sich insbesondere um eine Dispersion, bevorzugt eine wässrige Dispersion handeln. Beim Aufbringen sind die Wirkstoffe in der Dispersion bevorzugt als Feststoffe enthalten. Das Aufbringen findet somit bevorzugt bei einer Temperatur unterhalb des niedrigsten Schmelzpunkts bzw. Schmelzbereichs der Wirkstoffe in der Formulierung statt. Bevorzugt findet es etwa bei Raumtemperatur statt, bevorzugt etwa 15-30 °C.
  • Das Aufbringen bzw. Auftragen kann erfindungsgemäß beispielsweise durch ein Auftragsverfahren mit Walzen (Pflatschen), durch Aufsprühen oder andere geeignete Verfahren erfolgen. Beim oder bevorzugt nach dem Auftragen erfolgt ein Erwärmen auf eine Temperatur, bei der das Wirkstoff-Beschichtungsmittel eine Zwei-Phasen-Mischung aus flüssigen und festen Phasenanteilen dieser Inhaltsstoffe aufweist. Dies bedeutet, dass ein Teil der zuvor festen Inhaltsstoffe oder Wirkstoffe aufgeschmolzen wird, ein anderer Teil bleibt in der festen Phase. Der Begriff flüssige Inhaltsstoffe bezieht sich in diesem Kontext nicht auf das beim Auftragen der Dispersion verwendete Dispergiermittel wie beispielsweise Wasser. Ein vorhandenes Dispergiermittel wird im Zuge des Erwärmens bzw. bei einem Halten einer erhöhten Temperatur bevorzugt verdampft bzw. als Gasphase abgezogen. Eine Verweilzeit von 1-6 min, vorzugsweise 2-5 min, weiter vorzugsweise 3-4 min bei der erhöhten Temperatur ist im Regelfall ausreichend für das Teilaufschmelzen und das Abziehen eines Dispergiermittels. Das Erwärmen kann beispielsweise mittels Konvektions-, Strahlungs- oder Kontaktheizung erfolgen, bevorzugt durchläuft das Schleifmittel auf Unterlage diesen Bereich kontinuierlich. Bevorzugt erfolgt anschließend ein schnelles Abkühlen, beispielsweise mittels einer Kühlwalze.
  • Alternativ oder zusätzlich kann nach der Erwärmung ein Trocknen bei etwas geringeren Temperaturen erfolgen, beispielsweise bei etwa 60 °C.
  • Die Erfindung hat erkannt, dass sich durch dieses Verfahren die im Stand der Technik einander widerstreitenden Ziele einer guten Haftung an der Deckbindung einerseits und einer hohen Auftragsmenge mit dem Effekt einer erheblichen Standzeitverlängerung und/oder Verbesserung der Abtragsleistung andererseits vereinen lassen.
  • Wird eine Wirkstoffbeschichtung als dünne Schicht aufgeschmolzen, kann eine gute Haftung an der Deckbindung hergestellt werden. Andererseits kann nur eine geringe Menge aufgebracht werden.
  • Wird eine dicke Schicht aufgeschmolzen, ist diese wenig elastisch und kann sich durch Scher- und Biegebelastungen bei der Benutzung des Schleifmittels von der Werkzeugoberfläche ablösen.
  • Die Erfindung schmilzt lediglich einen Teil der Wirkstoffbeschichtung auf und schafft so eine dünne, elastische und gut haftende Schicht, in der nicht geschmolzene Inhaltsstoffe bzw. Wirkstoffpartikel fest eingebunden sind. Diese dünne aufgeschmolzene Schicht passt sich exakt der Oberfläche an und kann auch in Vertiefungen/Kapillaren eindringen. Die Erfindung kombiniert so die gute und dauerhafte Haftung einer dünnen Schicht einerseits (der geschmolzene Anteil der Inhaltsstoffe) mit einer hohen Auftragsmenge (der als Feststoff verbliebene Anteil der Inhaltsstoffe) andererseits und erreicht so eine dauerhafte Beschichtung mit einer hohen Auftragsmenge, die die Reibung wirksam verringern kann.
  • Die Inhaltsstoffe des Wirkstoff-Beschichtungsmittels umfassen Fettsäuresalze, bevorzugt Metallsalze von Fettsäuren, weiter bevorzugt Calcium-Fettsäuresalze. Es werden Mischungen von Fettsäuresalzen mit unterschiedlichen Schmelzpunkten verwendet. Das Erwärmen gemäß Schritt c. des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt bevorzugt derart, dass einzelne Fettsäuresalze schmelzen, einzelne Fettsäuresalze im Bereich der Oberfläche geringfügig schmelzen und einzelne Fettsäuresalze als Festkörper erhalten bleiben, ohne zu schmelzen.
  • Der Mengenanteil von jeweils wenigstens 2 Gew.-% ist bezogen auf die Gesamtmasse des Wirkstoff-Beschichtungmittels ohne etwaige Dispergiermittel, wenn das Beschichtungsmittel als beispielsweise wässrige Dispersion vorliegt. Der Mengenanteil berechnet sich unter Berücksichtigung derjenigen Fettsäuresalze, die jeweils einem der unterschiedlichen Schmelzpunkte bzw. Schmelzbereiche zugeordnet werden können.
  • Bevorzugt weist das Wirkstoff-Beschichtungsmittel wenigstens zwei verschiedene Fettsäuresalze oder Gruppen von Fettsäuresalzen mit Schmelzpunkten bzw. Schmelzbereichen auf, die sich um wenigstens 40 K, vorzugsweise wenigstens 50 K, weiter vorzugsweise 40 bis 100 K, weiter vorzugsweise 50 bis 90 K unterscheiden. Es kann sich dabei bevorzugt um Fettsäuresalze mit entsprechend unterschiedlichen Kettenlängen handeln.
  • Bevorzugt sind ein erstes Fettsäuresalz oder eine erste Gruppe von Fettsäuresalzen mit einem Schmelzpunkt bzw. Schmelzbereich von 60 bis 100°C, vorzugsweise 70 bis 90°C, weiter vorzugsweise 80 bis 90°C und ein zweites Fettsäuresalz oder eine zweite Gruppe von Fettsäuresalzen mit einem Schmelzpunkt bzw. Schmelzbereich von 120 bis 180°C, vorzugsweise 130 bis 170°C, weiter vorzugsweise 140 bis 160°C.
  • Bevorzugt sind die Fettsäuresalze Metallsalze, vorzugsweise Calciumsalze der Fettsäuren.
  • Die Schmelzpunkte von im Rahmen der Erfindung besonders bevorzugt verwendeten Calciumsalzen von Fettsäuren sind wie folgt:
    Calciumoleat-Monohydrat: 85°C (Erweichung)
    Calciumstearat: 160°C
    Calciumpalmitat: 155°C
  • Bevorzugt erfolgt das Aufbringen des Wirkstoff-Beschichtungsmittels auf die Oberfläche des Schleifmittels bei einer Temperatur unterhalb sämtlicher Schmelzpunkte bzw. Schmelzbereiche der Fettsäuresalze des Wirkstoff-Beschichtungmittels.
  • Bevorzugt erfolgt das Erwärmen in Schritt c) auf eine Temperatur von 100 bis 160°C, vorzugsweise 110 bis 150°C, weiter vorzugsweise 120 bis 140°C.
  • Das Erwärmen in Schritt c) kann bis zu einem Zustand erfolgen, bei dem 30 bis 70 Gew.-%, vorzugsweise 40 bis 60 Gew.-% des Wirkstoff-Beschichtungsmittels in einem geschmolzenen Zustand sind.
  • Es ist bevorzugt, dass der nach dem Erwärmen in Schritt c) verbleibende Feststoffanteil des Wirkstoff-Beschichtungsmittels eine mittlere Partikelgröße von 0,5 bis 10 µm, vorzugsweise 0,5 bis 5 µm, weiter vorzugsweise 1 bis 4 µm aufweist. Diese Angabe bezieht sich auf die nach dem Aufschmelzen verbleibenden nicht oder nur teilweise geschmolzenen Partikel.
  • Die Partikel sind vorzugsweise langgestreckt mit einem Verhältnis von größter zu kleinster Abmessung von 1,5:1 bis 5:1, vorzugsweise 2:1 bis 4:1.
  • Das Aufbringen des Wirkstoff-Beschichtungsmittels auf die Oberfläche des Schleifmittels erfolgt bevorzugt in einer Menge von15 bis 200 g/m2, vorzugsweise 15 bis 120 g/m2, weiter vorzugsweise 20 bis 100 g/m2. Diese Mengenangaben beziehen sich auf die Inhaltsstoffe bzw. Wirkstoffe des Beschichtungsmittels ohne Dispergiermittel wie beispielsweise Wasser.
  • Bevorzugte Obergrenzen der Masse des Auftrags (bezogen auf die getrocknete Masse) sind für verschiedene Körnungen des Schleifmittels wie folgt:
    - P80 100 g/m2
    - P220 80 g/m2
    - P400 50 g/m2
    - P1500 40 g/m2
  • Bevorzugte Bereiche der Masse des Auftrags sind für verschiedene Körnungen des Schleifmittels wie folgt:
    - P80 75-85 g/m2
    - P220 60-70 g/m2
    - P400 35-45 g/m2
    - P1500 25-35 g/m2
  • Bevorzugt enthält das Wirkstoff-Beschichtungsmittel Fettsäuresalze ausgewählt aus der Gruppe gesättigter oder ungesättigter C12- bis C20-Fettsäuresalze, wobei bevorzugt die Fettsäuresalze Fettsäuren ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Palmitinsäure, Stearinsäure und Ölsäure enthalten.
  • Die bevorzugte Fettsäureverteilung ist wie folgt:
    Palmitinsäure: 20 - 50, vzw. 30 - 42 Gew.-%;
    Stearinsäure: 20 - 60, vzw. 29 - 50 Gew.-%,
    Ölsäure: 2 - 30, vzw. 3 - 15 Gew.-%.
  • Diese Gewichtsangaben beziehen sich auf den Gewichtsanteil des jeweiligen Fettsäuresalzes an der Gesamtmasse des Wirkstoff-Beschichtungsmittels.
  • Die Gesamtmasse des Wirkstoff-Beschichtungsmittels ermittelt sich ohne Dispergiermittel wie beispielsweise Wasser.
  • Wie bereits erläutert wird das Wirkstoff-Beschichtungsmittel bevorzugt als Dispersion, bevorzugt wässrige Dispersion aufgetragen, wobei der Flüssigkeitsanteil in der Dispersion vorzugsweise 20-80 Gew.-%, weiter vorzugsweise 30-70 Gew.-%, weiter vorzugsweise 30-50 Gew.-% beträgt.
  • Die Dispersion enthält das Wirkstoff-Beschichtungsmittel bevorzugt als Feststoff, wobei bevorzugt die Partikelgröße des Feststoffs 2-10 µm, weiter vorzugsweise 3-8 µm, weiter vorzugsweise 4-6 µm beträgt. Diese Angabe bezieht sich auf die vor dem Aufschmelzen in der Dispersion vorhandenen Partikel, somit auch den Anteil der Partikel, die bei dem anschließenden Erwärmen aufschmelzen.
  • Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Schleifmittel auf Unterlage, erhältlich durch ein erfindungsgemäßes Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend erläutert.
    • Beispiel 1
  • Ein Schleifmittel auf Unterlage wird wie folgt hergestellt:
    Eine beidseitig geätzte Unterlage aus Polyesterfolie (Dicke 75 µm, Breite 1420 mm) wird mit einer Grundierung auf Expoxidharzbasis (12 - 16 g/m2)beschichtet und anschließend mit Halbedelkorund der Körnung P400 elektrostatisch bestreut. Der Auftrag beträgt 20 - 28 g/m2. Anschließend wurde eine Nachleimung aus Phenolharz per Walze aufgetragen (45 -55 g/m2).
  • Eine erfindungsgemäße Wirkstoffbeschichtung weist folgende Fettsäurezusammensetzung (Angaben in Gew.-% der Calcium-salze)auf:
    Fettsäuren Beispiel [%]
    C14:0 Myristinsäure 3,1
    C16:0 Palmitinsäure 41,4
    C16:1 Palmitoleinsäure 1,3
    C18:0 Stearinsäure 29, 5
    C18:1 Ölsäure (Monohydrat) 15, 1
    C18:2 Linolsäure 1,9
    C18:3 Linolensäure 0,2
    C20:0 Arachinsäure 0,4
    C20:1 Gadoleinsäure 0, 1
    Weitere Fettsäuren 7,0
  • Die drei maßgeblichen Bestandteile gemäß dem Beispiel und die jeweiligen Schmelzpunkte sind:
    Calciumoleat-Monohydrat: 85°C (Erweichung)
    Calciumstearat: 160°C
    Calciumpalmitat: 155°C
  • Als Vergleichsbeispiel wird ein Gemisch bestehend überwiegend aus Ca-Salzen von Palmitinsäure und Stearinsäure (Anteil >96 %) verwendet, der Anteil von Calciumoleat-Monohydrat liegt weit unterhalb der anspruchsgemäßen Grenze von 2 Gew.-% im Bereich einer üblichen Verunreinigung.
  • Die Wirkstoffbeschichtungen werden als wässrige Dispersion der Calcium-Salze der Fettsäuren mit einem Wasseranteil von 50 Gew.-% unter Zusatz von 0,15 Gew.-% eines Entschäumers (Tego Antifoam 2290) bereitgestellt. Die mittlere Partikelgröße in der Dispersion beträgt etwa 4,5 µm.
  • Die Dispersion wird bei Raumtemperatur per Walzenauftrag in einer Auftragsmenge von 72 g/m2 (bezogen auf die wässrige Dispersion) aufgepflatscht. Anschließend wird bei 150 °C getrocknet und 30 - 60 s bei dieser Temperatur getempert, bis die Beschichtung transparent erscheint. Danach wird mit einer Kühlwalze zügig auf 100°C gekühlt, um die Beschichtung zu stabilisieren.
    • Beispiel 2
  • Mit den gemäß Beispiel 1 hergestellten Schleifmitteln auf Unterlage werden Schleifversuche durchgeführt. Die Versuchsanordnung ist wie folgt:
    Die Versuche wurden mit einer Druckluft-Exzenterschleifmaschine durchgeführt, die Schleifparameter waren wie folgt:
    • Durchmesser der Schleifblätter 150 mm
    • Werkstückmaterial: Plexiglas
    • Anpresskraft der Schleifscheibe auf das Werkstück: 35 N
    • Hub 5 mm
    • Drehzahl nominell 12.000 1/min, beim Schleifen geringere Drehzahl
    • Bearbeitungsintervall: 60s
  • Nach jedem Schleifintervall wird das Werkstück gewogen. Der Materialabtrag pro Schleifintervall ist die Referenz für den Vergleich der Schleifblätter. Die Schleifoperation wie auch das Wiegen der Werkstücke werden standardisiert und reproduzierbar von einem Roboter durchgeführt.
  • Die Schleifergebnisse sind wie folgt:
    Figure imgb0001
  • Man erkennt, dass die Erfindung eine deutlich verbesserte Schleifleistung liefert.

Claims (15)

  1. Verfahren zum Aufbringen einer Wirkstoffbeschichtung auf die Oberfläche eines Schleifmittels auf Unterlage, mit den Schritten:
    a. Bereitstellen eines Wirkstoff-Beschichtungsmittels mit wenigstens zwei verschiedenen Fettsäuresalzen mit unterschiedlichen Schmelzpunkten und/oder Schmelzbereichen in einem Mengenanteil von jeweils wenigstens 2 Gew.-%,
    b. Aufbringen dieses Wirkstoff-Beschichtungsmittels auf die Oberfläche des Schleifmittels auf Unterlage,
    c. Erwärmen auf eine Temperatur, bei der das Wirkstoff-Beschichtungsmittel eine Zwei-Phasen-Mischung aus flüssigen und festen Phasenanteilen dieser Inhaltsstoffe aufweist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt:
    d. Kühlen der Beschichtung, vorzugsweise auf eine Temperatur von 100 °C oder weniger, vorzugsweise unter Verwendung einer Kühlwalze.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Wirkstoff-Beschichtungsmittel wenigstens zwei verschiedene Fettsäuresalze oder Gruppen von Fettsäuresalzen mit Schmelzpunkten bzw. Schmelzbereichen aufweisen, die sich um wenigstens 40 K, vorzugsweise wenigstens 50 K, weiter vorzugsweise 40 bis 100 K, weiter vorzugsweise 50 bis 90 K unterscheiden.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Fettsäuresalz oder eine erste Gruppe von Fettsäuresalzen einen Schmelzpunkt bzw. Schmelzbereich von 60 bis 100°C, vorzugsweise 70 bis 90°C, weiter vorzugsweise 80 bis 90°C und ein zweites Fettsäuresalz oder eine zweite Gruppe von Fettsäuresalzen einen Schmelzpunkt bzw. Schmelzbereich von 120 bis 180°C, vorzugsweise 130 bis 170°C, weiter vorzugsweise 140 bis 160°C aufweist.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fettsäuresalze Metallsalze, vorzugsweise Calciumsalze aufweisen.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen des Wirkstoff-Beschichtungsmittels auf die Oberfläche des Schleifmittels bei einer Temperatur unterhalb sämtlicher Schmelzpunkte bzw. Schmelzbereiche der Fettsäuresalze des Wirkstoff-Beschichtungsmittels erfolgt.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Erwärmen in Schritt c) auf eine Temperatur von 100 bis 160°C, vorzugsweise 110 bis 150°C, weiter vorzugsweise 120 bis 140°C erfolgt.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Erwärmen in Schritt c) bis zu einem Zustand erfolgt, bei dem 30 bis 70 Gew.-%, vorzugsweise 40 bis 60 Gew.-% des Wirkstoff-Beschichtungsmittels in einem geschmolzenen Zustand sind.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der nach dem Erwärmen in Schritt c) verbleibende Feststoffanteil des Wirkstoff-Beschichtungsmittels eine mittlere Partikelgröße von0,5 bis 10 µm, vorzugsweise 0,5 bis 5 µm, weiter vorzugsweise 1 bis 4 µm aufweist.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen des Wirkstoff-Beschichtungsmittels auf die Oberfläche des Schleifmittels in einer Menge von 15 bis 200 g/m2, vorzugsweise 15 bis 120 g/m2, weiter vorzugsweise 20 bis 100 g/m2 erfolgt.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Wirkstoff-Beschichtungsmittel Fettsäuresalze enthält ausgewählt aus der Gruppe gesättigter oder ungesättigter C12- bis C20-Fettsäuresalze, wobei bevorzugt die Fettsäuresalze Fettsäuren ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Palmitinsäure, Stearinsäure und Ölsäure enthalten.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Wirkstoff-Beschichtungsmittel Fettsäuresalze, vorzugsweise Erdalkalisalze, weiter vorzugsweise Calciumsalze enthält, wobei die Fettsäureverteilung wie folgt ist: - Palmitinsäure: 20 - 50, vzw. 30 - 42 Gew.-%; - Stearinsäure: 20 - 60, vzw. 29 - 50 Gew.-%, - Ölsäure: 2 - 30, vzw. 3 - 15 Gew.-%.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Wirkstoff-Beschichtungsmittel als Dispersion, bevorzugt wässrige Dispersion aufgetragen wird, wobei der Flüssigkeitsanteil in der Dispersion vorzugsweise 20-80 Gew.-%, weiter vorzugsweise 30-70 Gew.-%, weiter vorzugsweise 30-50 Gew.-% beträgt.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Dispersion das Wirkstoff-Beschichtungsmittel als Feststoff enthält, wobei bevorzugt die Partikelgröße des Feststoffs 2-10 µm, weiter vorzugsweise 3-8 µm, weiter vorzugsweise 4-6 µm beträgt.
  15. Schleifmittel auf Unterlage, erhältlich durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14.
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