EP4417367A1 - Verfahren zum herstellen eines strukturierten schleifmittels und strukturiertes schleifmittel - Google Patents

Verfahren zum herstellen eines strukturierten schleifmittels und strukturiertes schleifmittel Download PDF

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EP4417367A1
EP4417367A1 EP23156853.6A EP23156853A EP4417367A1 EP 4417367 A1 EP4417367 A1 EP 4417367A1 EP 23156853 A EP23156853 A EP 23156853A EP 4417367 A1 EP4417367 A1 EP 4417367A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
web
binder
convex
accumulations
abrasive
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.)
Pending
Application number
EP23156853.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jörn-Oliver NOLTE
Dennis Senning
Florian Koch
Sören Leffers
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 EP23156853.6A priority Critical patent/EP4417367A1/de
Priority to PCT/EP2024/053432 priority patent/WO2024170470A1/de
Publication of EP4417367A1 publication Critical patent/EP4417367A1/de
Pending 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
    • B24D11/00—Constructional features of flexible abrasive materials; Special features in the manufacture of such materials
    • B24D11/001—Manufacture of flexible abrasive materials
    • 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 structured abrasive and a method for its production.
  • the abrasive generally has a base, e.g. a web-shaped base made of a solid or flexible material, onto which a binder layer based on e.g. phenol and abrasive grains absorbed in the binder layer are applied.
  • the grains can be made of ⁇ -aluminum oxide or other materials.
  • the grains can be broken abrasive grains; furthermore, shaped abrasive grains are known which are individually shaped, dried and/or sintered/calcined, e.g. by a sol-gel process, and which, due to their uniform shape and suitable alignment, enable uniform abrasive engagement.
  • the binding agent layer and the grains are applied to the substrates by scattering pre-prepared grains, e.g. gravimetrically or electrostatically, so that they are absorbed into the binding agent layer that has already been applied. This temporarily fixes the grain on the substrate.
  • the binding agent layer is then cured. Thermally initiated, radiation-curing, and chemical curing using appropriate binding agents or hardeners/initiators are known.
  • the gravimetric or electrostatic spreading of the grains has the disadvantage that the production process involves several individual steps, which can have a negative impact on process reliability.
  • the hardening of the entire surface of the substrate coated with binder is also energy-intensive.
  • Abrasives produced by gravimetric or electrostatic scattering have the disadvantage that the surface of the abrasive is uneven on a microscale, since in particular the height of the abrasive can vary, e.g. when several grains are superimposed.
  • a binder-grain mixture is placed on a molding tape, whereby the molding tape contains depressions and is then brought into contact with a base so that the binder-grain mixture on the molding tape or in the depressions of the molding tape adheres to the base over its entire surface.
  • the molding tape and the base are then exposed together to electromagnetic radiation, which passes through the molding tape and hardens the binder. Finally, the molding tape is separated from the finished abrasive.
  • This process has the disadvantage that hardened residues of the binder-grain mixture remain on the impression belt or in the depressions of the impression belt, which makes it necessary to clean the impression belt or to accept losses in process continuity.
  • the impression belt is also a wearing part that will have to be replaced after a certain time.
  • the high-energy UV radiation contributes to the embrittlement of the impression belt.
  • the abrasives produced with the impression belt have the disadvantage that the flexibility of the entire abrasive is impaired by the hardened binder-grain mixture adhering to the entire surface of the substrate.
  • the object of the invention is therefore to provide a structured abrasive and a method for its production which enable safe, cost-effective production and good grinding properties.
  • the structured abrasive according to the invention can be produced in particular by a process according to the invention.
  • the binder-grain mixture preferably comprises curing initiators such as Type I or Type II photoinitiators for curing by UV radiant energy and/or thermal peroxide-based initiators and/or thermal azo compound-based initiators for curing by thermal radiant energy.
  • curing initiators such as Type I or Type II photoinitiators for curing by UV radiant energy and/or thermal peroxide-based initiators and/or thermal azo compound-based initiators for curing by thermal radiant energy.
  • the binder-grain mixture can contain fillers such as chalk, cryolite, potassium tetrafluoroborate (KBF 4 ), wollastonite and/or kaolin.
  • fillers such as chalk, cryolite, potassium tetrafluoroborate (KBF 4 ), wollastonite and/or kaolin.
  • Additives that can be used in the binder-grain mixture include pyrogenic silica to adjust the rheology, silane compounds to promote adhesion between the binder and the abrasive grain, defoamers, deaerators, dispersing additives, flow control agents, and/or color pigments.
  • the web-shaped substrate as well as the binder and the grains of the binder-grain mixture can further contain a variety of different materials, which are described in more detail in the following subclaims and can be combined with the above-mentioned curing initiators, fillers and/or additives.
  • the at least partial or complete hardening by radiation energy can be carried out by any type of radiation energy, for example UV, electron, thermal radiation energy, especially infrared radiation, or by a combination of different types of radiation energy. Curing using UV radiation energy is particularly preferred because it enables particularly energy-efficient and positionally precise curing of the binder-grain mixture.
  • the convex accumulations applied by screen printing have a height h and a base area with a diameter d (see also Figure 3A ), with the base area being arranged on the side of the convex accumulations facing the substrate.
  • the convex accumulations preferably correspond to hemispherical structures, whereby hemispherical in this case is not to be regarded in the strict mathematical sense, whereby the height h would have to correspond to half the diameter d of the base area, but should merely describe the basic shape of the applied structures.
  • the application process is preferably carried out using a screen printing process that has a roller-shaped screen printing stencil (rotary screen printing). This enables a continuous process.
  • screen printing stencils in a different form, for example using flat screen printing frames.
  • Other known printing processes can also be used.
  • the binder-grain mixture preferably has a viscosity such that it is easy to process during the printing process. Viscosities in the range of 1000 mPa*s to 10000 mPa*s are advantageous, ideally 3000 mPa*s to 8000 mPa*s (at 20°C and a shear rate of 100 1/s). The shape of the convex accumulations is largely retained after application, but at least until partial or complete hardening. The binder-grain mixture therefore needs to exhibit structural viscosity.
  • the method according to the invention has the advantage that a high level of process reliability is possible through the single-stage method described.
  • structured abrasives can be produced in a cost-effective manner.
  • the shape of the convex accumulations enables optimal penetration of the radiation energy during at least partial or complete hardening, which means that greater layer thicknesses of the grinding layer can be hardened than with a conventional, full-surface application.
  • This advantage is made possible in particular by the absence of a molding tape, which absorbs a large proportion of the radiation energy. This avoids combined hardening from UV radiation and additional thermal energy, which is necessary when the layer thickness is too high or the radiation intensity is too low.
  • a structured abrasive which was preferably produced according to a method according to the invention, has a web-shaped base and an abrasive layer, wherein the abrasive layer has hardened convex accumulations, e.g. hemispherical structures, made of a binder-grain mixture, and wherein free areas remain on the web-shaped base between the convex accumulations.
  • the binder-grain mixture can contain the above-mentioned fillers, additives and/or curing initiators.
  • the convex accumulations preferably have substantially the same height.
  • the grains of the binder-grain mixture are distributed substantially homogeneously in the hardened convex accumulations.
  • the structured abrasive according to the invention has the advantage that a homogeneous grinding pattern is produced due to the convex accumulations when grinding a workpiece. This is made possible in particular by convex accumulations of essentially the same height. Alternatively, however, different heights of the convex accumulations can also be provided; preferably, the height of the convex accumulations can be distributed in a range from 5% to 30% of the average height.
  • the convex accumulations have base areas on the side facing the web-shaped base, whereby the base areas of the convex accumulations do not cover the entire surface of the web-shaped base.
  • the open spaces on the web-shaped base provide the structured abrasive with a very high level of flexibility. In addition, these open spaces create chip spaces between the convex accumulations and ensure high stock removal and good heat dissipation.
  • the convex accumulations offer a "rounded tip" at the beginning of a grinding process, unlike other geometric shapes such as cuboids or rectangles. Due to the small area that penetrates into a material surface at the beginning of the grinding process, the initial breaking up of the convex accumulations is facilitated and the resharpening process is activated. After this, a uniform removal of the abrasive down to the carrier is possible (see Fig. 3A to 3C ).
  • convex accumulations in the form of hemispherical structures do not offer a linear increase in the surface of the grinding layer directly involved in the grinding process with a workpiece, but an exponential one. This results in a more constant This allows the user to apply pressure throughout the entire grinding process.
  • the user achieves a longer service life with a hemispherical structure, as the hemispherical structures have a higher geometry-related abrasive mass volume than, for example, pyramids.
  • the primer layer preferably consists of UV-curable (meth)acrylates with surface-affine functional groups.
  • a primer layer can improve adhesion of the binder-grain mixture to the web-shaped substrate, thereby increasing the mechanical stability and durability of the abrasive produced.
  • the at least partial or complete hardening of the primer layer and its general use are merely optional, as this step can be omitted and the primer layer is also hardened by radiation energy when the applied binder-grain mixture hardens at least partially or completely.
  • One embodiment of the structured abrasive has a primer layer as an adhesion promoter between the web-shaped substrate and the abrasive layer, which enables the advantages already described.
  • the screen printing stencil is preferably formed by a roller with recesses, past which the web-shaped substrate is guided, whereby the binding agent-grain mixture is guided into the interior of the roller and is passed through the recesses onto the web-shaped substrate with the help of a squeegee.
  • the recesses are preferably round, but other shapes such as squares, triangles, polygons or polygons are also possible.
  • a wall thickness in the range of 100 to 1100 ⁇ m makes it possible to apply a layer thickness that is sufficient for a long service life of the abrasive, depending on the size of the convex accumulations.
  • Wall thicknesses in the range of 100 to 500 ⁇ m, preferably 150 to 400 ⁇ m, have proven to be particularly advantageous for hand grinding.
  • Wall thicknesses in the range of 400 to 1100 ⁇ m, preferably 450 to 900 have proven to be particularly advantageous for machine grinding.
  • thinner layer thicknesses are sufficient because less pressure is applied to the workpiece than in machine grinding applications. The lower pressure means that the service life of the abrasive is longer.
  • thinner wall thicknesses of the screen printing stencils allow smaller clusters to be printed without the clusters flowing into one another. Smaller clusters increase the flexibility of the abrasive, which is an advantage especially in hand sanding applications.
  • the number of recesses per inch, together with the size of these recesses, indicates how much of the surface area of the web-shaped backing is covered by base areas of convex accumulations and how much area remains as free space. This in turn significantly influences the flexibility of the structured abrasive article.
  • the diameter of the recesses, the layer thickness of the stencil and the squeegee position within the stencil have a relevant influence on the dimensions, in particular the height h and diameter d of the convex accumulations.
  • the size of the convex accumulations can thus be changed quickly and easily by using a different screen printing stencil, preferably without changing the recipe of the binder-grain mixture.
  • the pressure required for the structured abrasive to be produced during the grinding process depends on the choice of the size of the convex accumulations, with large convex accumulations requiring more pressure during grinding than smaller convex accumulations.
  • the process thus makes it possible to flexibly produce different structured abrasives. This means that the structured abrasive to be produced can be specifically optimized for different applications, preferably without making a recipe adjustment.
  • Convex accumulations which are produced using screen printing stencils with recesses in the range of 250 ⁇ m to 6000 ⁇ m, preferably 420 to 4000 ⁇ m, have the advantage that an abrasive product can be produced that can produce particularly high-quality surfaces. For this purpose, only a small amount of pressure is required when grinding, for example with convex accumulations in the form of hemispherical structures.
  • the durability of the abrasive can also be influenced by the selection of the convex accumulations. Another advantage is the high flexibility of the abrasive, which can therefore adapt well to the workpiece during the grinding process.
  • Screen printing stencils with recesses in the range of 250 to 1500 ⁇ m produce small convex accumulations for particularly flexible abrasives that are used in hand grinding.
  • Recesses in the range of 1500 to 5000 ⁇ m are preferably used in machine grinding, where there are higher demands on pressure and durability during the grinding process.
  • the convex accumulations on the web-shaped base are also randomly arranged in some areas.
  • Randomly arranged in some areas means In particular, this means that the positions of the centers of the convex accumulations on the web-shaped substrate in one area do not follow an ordered, repeating pattern, for example they are not arranged in a square grid.
  • the size of the random area can be freely selected within limits. For example, within a circle with eight times the diameter of the average diameter of the convex accumulations, no ordered, repeating pattern of the centers of the convex accumulations in the circle should be recognizable, whereby the position of the circle can be freely selected.
  • the relative arrangement of the convex accumulations repeats itself.
  • the advantage of the convex accumulations being randomly arranged in some areas is that the homogeneity of the grinding pattern on a workpiece to be processed is further improved.
  • the arranged convex accumulations have base surfaces on the side facing the web-shaped substrate, wherein the convex accumulations have a diameter d in the range from 250 to 6000 ⁇ m, preferably 420 to 4000 ⁇ m, more preferably 600 to 3000 ⁇ m and a height h in the range from 100 to 1300 ⁇ m, preferably 150 to 900 ⁇ m, more preferably 300 to 700 ⁇ m, more preferably 500 to 1100 ⁇ m, and/or the base surfaces cover 20% to 75%, preferably 50% to 70% of the web-shaped substrate and/or the base surfaces have a distance a from one another in the range from 0 to 3500 ⁇ m, preferably 50 to 3000 ⁇ m and/or the open areas make up 80% to 25%, preferably 30% to 50% of the web-shaped substrate.
  • the hemispheres should preferably have a distance of at least 50 ⁇ m to ensure the flexibility of the abrasive.
  • Covering 20% to 75% of the sheet substrate with the bases of the convex mounds corresponds to the number of recesses per inch described above and has the same advantages.
  • a proportion of 80% to 25% open space ensures the flexibility of the abrasive.
  • a distance a between the base surfaces in the range of 0 to 3500 ⁇ m, preferably 50 to 3000 ⁇ m, ensures that no full-surface binder layer is applied to the web-shaped base. This allows the web-shaped base to retain its full flexibility between the convex accumulations. Even workpieces to be ground with tight radii can be processed without any problems. Distances a of 50 to 1500 ⁇ m are advantageous for hand grinding and 500 to 3000 ⁇ m for machine grinding. The distance a also helps to dissipate heat, as the chip can quickly leave the grinding zone. In addition, it can no longer damage the surface of the structured abrasive. By specifically creating the contact points in the grinding process through the number of convex accumulations, the heat input into the workpiece is also directly influenced. A more open structure introduces less heat into the workpiece.
  • the convex accumulations have a partially random arrangement on the web-shaped substrate
  • An offset of N successive convex accumulations in the longitudinal direction L of the web-shaped base by an offset distance v of at least 5% of their average diameter Q orthogonal to the longitudinal direction L of the web-shaped base represents a criterion for randomness, which enables a sufficiently homogeneous grinding pattern. Furthermore, the random arrangement can prevent the formation of kinks in the abrasive compared to abrasives with evenly spaced convex accumulations. This prevents the creation of so-called chatter marks on the workpiece.
  • the larger N is selected, the larger the area in which the convex accumulations are randomly distributed.
  • the longitudinal direction L of the web-shaped base corresponds to the subsequent grinding direction of the structured abrasive and is defined by the longest extension of the web-shaped base.
  • the orthogonal direction Q lies in the plane of the web-shaped base and is orthogonal, i.e. perpendicular to the longitudinal direction L.
  • the average diameters are calculated in a known manner by averaging the diameters d of the hemispherical structures considered, analogous to the FEPA standard.
  • the offset distance v is determined as the deviation of the respective centers of the convex accumulations in the direction Q from the longitudinal direction L.
  • an acrylate binder allows a lower pressure of the structured abrasive during the grinding process than is possible with conventionally coated abrasives with phenol-based binders.
  • UV-curable binders enables particularly energy-efficient and targeted curing of the binder using UV light.
  • the process requires less space in the production plant than would be the case with conventionally scattered abrasives with phenolic resin-based binders.
  • a shorter production time and thus an increased throughput in relation to the plant size is possible than with conventionally scattered abrasives with phenolic resin-based binders.
  • the blended fabric is preferably highly flexible, medium flexible, flexible, medium stiff, stiff or very stiff.
  • An appropriate choice of grains enables the use of grain properties that are individually tailored to the application of the structured abrasive.
  • semi-precious corundum is used as it offers a good cost-benefit ratio for a wide range of applications.
  • the grains of the binder-grain mixture have an average diameter in the range of 7 to 200 ⁇ m, preferably 7 to 125 ⁇ m.
  • the mean diameter of the grains is determined analogously to the FEPA standard from the mean values of the diameters of the grains considered.
  • Grains with average diameters in the range of 7 to 200 ⁇ m have proven to be particularly advantageous because this grain size range covers the application of surface finishing up to a mirror-like surface.
  • the binding system is able to hold the abrasive grain and at the same time ensure sufficient self-sharpening of the abrasive.
  • the volume ratio of grains to binder in the binder-grain mixture is in the range of 0.4 to 1.5, preferably in the range of 0.5 to 1.2.
  • a corresponding volume ratio has proven to be particularly advantageous because in this range an optimal grinding performance is consistent with a suitable processing viscosity for the screen printing process.
  • the free surfaces are interconnected and form a two-dimensional network structure.
  • the two-dimensional network structure forms in the plane of the web-shaped substrate and enables sufficient flexibility of the structured abrasive.
  • Step a) is carried out by unwinding the web-shaped base 1 from a roll.
  • the web-shaped base 1 consists of cotton, polyester, mixed fabric, paper and/or vulcanized fiber. Any combination of the aforementioned components is possible.
  • the web-shaped base 1 is guided through the entire device via rollers, whereby steps a) to g) of the method are carried out.
  • Step b) is carried out by supplying primer 19 provided in a primer container 8 to a primer doctor blade 10, for example by means of a pump (not shown), wherein the primer 19 is applied to the web-shaped substrate 1 as a primer layer 19 by means of the primer doctor blade 10.
  • the primer layer 19 preferably consists of surface-affine acrylate compounds, which represents a particularly good adhesion promoter.
  • the solid arrow outlines the direction of rotation of the roller-like screen printing stencil 16, wherein the squeegee holder 14 is arranged within the roller-like screen printing stencil 16 in such a way that it does not rotate and the squeegee 11 is stationary.
  • Convex accumulations 2 preferably hemispherical structures, consisting of the binder-grain mixture 15 are applied to the web-shaped substrate 1 through recesses in the screen printing stencil 16.
  • the convex accumulations 2 form the abrasive layer 18 of the structured abrasive 6.
  • the viscosity of the binder-grain mixture 15 is selected such that the shape of the convex accumulations 2 is largely retained between steps e) and f).
  • step f) the applied binder-grain mixture 15 is at least partially or completely hardened by means of a radiator 13.
  • partial hardening by means of a radiator 13 is sufficient, since complete hardening is achieved, for example, by subsequent thermal treatment. However, complete hardening of the binding agent-grain mixture 15 is preferred.
  • an extraction system 7 is also provided. This ensures a safe working environment.
  • step g) the web-shaped substrate 1 is rolled up, which is now coated with a primer layer 19 and convex accumulations 2 of a binder-grain mixture 15 arranged thereon, whereby a structured abrasive 6 is provided.
  • the web-shaped substrate 1, which is coated with primer layer 19, convex accumulations 2 as abrasive layer 18, can be coated with additional layers (not shown).
  • Fig. 3A to 3C show a schematic side view of a grinding process with a structured abrasive 6.
  • the Fig. 3A to 3C represent different degrees of wear of one and the same structured abrasive 6, which wears during the grinding process on a workpiece 5.
  • the structured abrasive 6 has a web-shaped base 1 on which the convex accumulations 2 forming an abrasive layer 13, which in the present case correspond to hemispherical structures, are arranged from a binder-grain mixture 15.
  • the convex accumulations 2 have a base area 20 with a diameter d and a height h.
  • the convex accumulations 2 are spaced apart from one another by a distance of a.
  • the dimensions of the convex accumulations 2 are in the range of 250 to 6000 ⁇ m for the diameter d and 100 to 1100 ⁇ m for the height h.
  • the distance a between the base surfaces 20 of the hemispherical structures 2 is in the range from 0 to 3500 ⁇ m.
  • the convex accumulations 2 consist of a binder-grain mixture 15, which consists of binder 4 and grains 3.
  • the volume ratio of grains 3 to binder 4 is in the range of 0.4 to 1.5, preferably in the range 0.5 to 1.2.
  • the binder is formed by acrylates, polyester acrylates, polyether acrylates, epoxy acrylates, urethane acrylates as oligomeric components, acrylate monomers, and/or methacrylate monomers.
  • the grains are formed by normal corundum, semi-precious corundum, precious corundum, ceramic alumina, zirconium alumina, silicon carbide, diamond, cubic boron nitride, sol-gel alumina and/or formed sol-gel alumina.
  • An advantage of the structured abrasive 6, comprising an abrasive layer 18 with convex accumulations 2 in the form of hemispherical structures is Fig. 3A to 3C Compared to other geometric shapes such as pyramids or Cones do not result in a linear increase in the surface of the grinding layer 18 that is directly involved in the grinding process with the workpiece 5, but rather an exponential increase. This enables the user to apply a more constant pressure to the structured abrasive 6 during the entire grinding process. In addition, the user achieves a longer service life for the structured abrasive 6 with the hemispherical structure, since there is a higher abrasive mass volume than with a pyramid, for example.
  • Fig.4 shows a schematic top view of a structured abrasive 6, having convex accumulations 2 in the form of hemispherical structures consisting of a binder-grain mixture 15 with diameter d.
  • the convex accumulations 2 are arranged in regions on a web-shaped base 1 due to the selection of a screen printing stencil 16, which has randomly arranged recesses in certain regions. Between the convex accumulations 2 there are open spaces 21 which form a two-dimensional network structure 22. This enables a high degree of flexibility of the structured abrasive 6.
  • a measure of the randomness of the arrangement is the offset v of the centers of the convex accumulations 2 in a direction Q transverse to the longitudinal direction L of the web-shaped base 1.
  • the longitudinal direction L of the web-shaped base 1 corresponds to the later grinding direction of the structured abrasive 6.
  • the centers of five consecutive hemispherical structures 2 in the longitudinal direction L of the web-shaped base 1 are offset by an offset distance v of at least 5% of their mean diameter transversely (also orthogonally) Q to the longitudinal direction L of the web-shaped base, whereby the offset distances v of the five convex accumulations 2 considered differ.

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Abstract

Strukturiertes Schleifmittel (6) sowie Verfahren zu dessen Herstellung, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: a) Bereitstellen einer bahnförmigen Unterlage (1), b) Bereitstellen einer Bindemittel-Korn-Mischung (15), c) Auftragen der Bindemittel-Korn-Mischung als konvexe Anhäufungen (2), z.B. Halbkugelstrukturen, durch ein Siebdruckverfahren auf die bahnförmige Unterlage als Schleifschicht (18), wobei Freiflächen (21) auf der bahnförmigen Unterlage verbleiben und d) teilweises oder vollständiges Härten der aufgetragenen Bindemittel-Korn-Mischung durch Strahlungsenergie (13), so dass das strukturierte Schleifmittel eine bahnförmige Unterlage und eine Schleifschicht aufweist, wobei die Schleifschicht ausgehärtete konvexe Anhäufungen, aus einer Bindemittel-Korn-Mischung aufweist, und wobei auf der bahnförmigen Unterlage Freiflächen zwischen den konvexen Anhäufungen verbleiben.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein strukturiertes Schleifmittel sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
  • Strukturierte Schleifmittel werden insbesondere zur Bearbeitung metallischer Werkstücke eingesetzt und sind in unterschiedlichen Körnungen verfügbar. Das Schleifmittel weist im Allgemeinen eine Unterlage, z. B. eine bahnförmige Unterlage aus einem festen oder flexiblen Material auf, auf dem eine Bindemittelschicht auf z.B. Phenolbasis und in der Bindemittelschicht aufgenommene Schleifkörner aufgetragen sind. Die Körner können aus α-Aluminiumoxid oder auch anderen Materialien ausgebildet sein.
  • Die Körner können zum einen gebrochene Schleifkörner sein; weiterhin sind geformte Schleifkörner bekannt, die einzeln, z. B. durch ein Sol-Gel-Verfahren, geformt, getrocknet und/oder gesintert/ kalziniert werden, und durch ihre gleichmäßige Formgebung bei geeigneter Ausrichtung einen gleichmäßigen Schleifmittel-Eingriff ermöglichen.
  • Aus der US 5984988 A ist beispielsweise ein Herstellungsverfahren bekannt, bei dem die Bindemittelschicht und die Körner auf die Unterlagen aufgebracht werden, indem bereits vorgefertigte Körner z. B. gravimetrisch oder elektrostatisch gestreut werden, so dass sie in der bereits aufgetragenen Bindemittelschicht aufgenommen werden. Hierdurch ist das Korn auf der Unterlage temporär fixiert. Anschließend erfolgt die Aushärtung der Bindemittelschicht. Hierbei sind z. B. thermisch initiierte, strahlungshärtende, sowie chemische Aushärtungen durch entsprechende Bindemittel bzw. Härter/ Initiatoren bekannt.
  • Das gravimetrische oder elektrostatische Streuen der Körner weist den Nachteil auf, dass der Produktionsprozess mehrere einzelne Schritte umfasst, was die Prozesssicherheit negativ beeinflussen kann. Auch ist die Härtung der gesamten mit Bindemittel überzogenen Oberfläche der Unterlage energieaufwändig. Die mit dem gravimetrischen oder elektrostatischen Streuen hergestellten Schleifmittel weisen den Nachteil auf, dass die Oberfläche des Schleifmittels im Mikromaßstab ungleichmäßig ist, da insbesondere die Höhe des Schleifmittels variieren kann, z.B. wenn mehrere Körner übereinander liegen.
  • Alternativ ist zum Beispiel aus der WO 9415752 A1 ein Verfahren bekannt, bei dem eine Bindemittel-Korn-Mixtur auf ein Abformband gegeben wird, wobei das Abformband Vertiefungen enthält und im Anschluss mit einer Unterlage in Kontakt gebracht wird, so dass die auf dem Abformband oder in den Vertiefungen des Abformbandes befindliche Bindemittel-Korn-Mixtur vollflächig an der Unterlage anhaftet. Anschließend werden das Abformband und die Unterlage gemeinsam einer elektromagnetischen Strahlung ausgesetzt, die das Abformband durchstrahlt und das Bindemittel aushärtet. Abschließend wird das Abformband von dem fertigen Schleifmittel abgetrennt.
  • Dieses Verfahren weist den Nachteil auf, dass verbleibende, ausgehärtete Reste der Bindemittel-Korn-Mixtur auf dem Abformband oder in den Vertiefungen des Abformbandes verbleiben, wodurch eine Reinigung des Abformbandes erforderlich wird oder Einbußen in der Prozesskontinuität hingenommen werden müssen. Auch stellt das Abformband ein Verschleißteil dar, welches nach einer gewissen Zeit auszutauschen sein wird. Insbesondere die hochenergetische UV-Strahlung trägt zum Verspröden des Abformbandes bei. Die mit dem Abformband hergestellten Schleifmittel weisen den Nachteil auf, dass durch die vollflächig anhaftende und ausgehärtete Bindemittel-Korn-Mixtur an der Unterlage die Flexibilität des gesamten Schleifmittels beeinträchtigt wird.
  • Aufgabe der Erfindung ist daher, ein strukturiertes Schleifmittel und ein Verfahren zu dessen Herstellung bereitzustellen, die eine sichere, kostengünstige Herstellung und gute Schleifeigenschaften ermöglichen.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung eines strukturierten Schleifmittels gemäß Patentanspruch 1 sowie durch ein strukturiertes Schleifmittel gemäß Patentanspruch 5 gelöst. Die Unteransprüche geben bevorzugte Weiterbildungen an.
  • Das erfindungsgemäße strukturierte Schleifmittel kann insbesondere durch ein erfindungsgemäßes Verfahren hergestellt werden.
  • Erfindungsgemäß ist demnach vorgesehen, dass das Verfahren zur Herstellung eines strukturierten Schleifmittels die folgenden Schritte aufweist:
    1. a) Bereitstellen einer bahnförmigen Unterlage,
    2. b) Bereitstellen einer Bindemittel-Korn-Mischung,
    3. c) Auftragen der Bindemittel-Korn-Mischung als konvexe Anhäufungen, z.B. Halbkugelstrukturen, durch ein Siebdruckverfahren auf die bahnförmige Unterlage als Schleifschicht, wobei Freiflächen auf der bahnförmigen Unterlage verbleiben und
    4. d) teilweises oder vollständiges Härten der aufgetragenen Bindemittel-Korn-Mischung durch Strahlungsenergie.
  • Die Bindemittel-Korn-Mischung sind vorzugsweise Härtungsinitiatoren wie Photoinitiatoren vom Typ I oder Typ II für eine Härtung mittels UV-Strahlungsenergie und/oder thermische peroxidbasierte Initiatoren und/oder thermische azoverbindungsbasierte Initiatoren für eine Härung mittels thermischer Strahlungsenergie.
  • Weiter kann die Bindemittel-Korn-Mischung Füllstoffe wie Kreide, Kryolith, Kaliumtetrafluoroborat (KBF4), Wollastonit und/oder Kaolin enthalten.
  • Als Additive können Pyrogene Kieselsäure zur Einstellung der Rheologie, Silanverbindungen zur Haftvermittlung zwischen Bindemittel und Schleifkorn, Entschäumer, Entlüfter, Dispergieradditive, Verlaufshilfsmittel, und/oder Farbpigmente in der Bindemittel-Korn-Mischung vorgesehen sein.
  • Die bahnförmige Unterlage sowie das Bindemittel und die Körner der Bindemittel-Korn-Mischung können weiter eine Vielzahl unterschiedlicher Materialien enthalten, welche in den nachfolgenden Unteransprüchen näher beschrieben sind und mit den oben genannten Härtungsinitiatoren, Füllstoffen und/oder Additiven kombinierbar sind.
  • Das zumindest teilweises oder vollständiges Härten durch Strahlungsenergie kann hierbei durch Art von Strahlungsenergie erfolgen, beispielsweise UV-, Elektronen-, thermische Strahlungsenergie, insbesondere Infrarot Strahlung, oder durch eine Kombination verschiedener Arten von Strahlungsenergien. Das Härten mittels UV-Strahlungsenergie ist besonders bevorzugt, da eine besonders energieeffiziente und positionsgenaue Härtung der Bindemittel-Korn-Mischung ermöglicht wird.
  • Die mittels Siebdruckverfahrens aufgetragenen konvexen Anhäufungen weisen eine Höhe h und eine Grundfläche mit Durchmesser d auf (siehe auch Figur 3A), wobei die Grundfläche auf der der Unterlage zugewandten Seite der konvexen Anhäufungen angeordnet ist. Vorzugsweise entsprechen die konvexen Anhäufungen Halbkugelstrukturen, wobei halbkugelförmig vorliegend nicht im strengen mathematischen Sinne anzusehen ist, wobei die Höhe h dem halben Durchmesser d der Grundfläche entsprechen müsste, sondern soll lediglich die Grundform der aufgetragenen Strukturen beschreibt. Auch Strukturen, welche einer eingedrückten, abgeschnittenen oder langgezogenen Halbkugel entsprechen, so dass die Höhe h der Halbkugel ungleich dem halben Durchmesser d der Grundfläche ist, fallen, genau wie halbellipsenartige Strukturen, im Sinne dieser Patentanmeldung unter den Begriff Halbkugelstruktur. Weitere Formen, wie Würfel oder Viellecke mit einer Höhe fallen unter den Begriff konvexen Anhäufungen.
  • Das Auftragsverfahren wird vorzugsweise durch ein Siebdruckverfahren durchgeführt, welches eine walzenförmige Siedruckschablone aufweist (Rotationssiebdruck). Hierdurch ist ein kontinuierlicher Verfahrensablauf möglich. Denkbar ist jedoch auch die Verwendung von Siedruckschablonen in anderer Form, beispielsweise durch plane Siedruckrahmen. Auch können weitere bekannte Durchdruckverfahren genutzt werden.
  • Die Bindemittel-Korn-Mischung weist vorzugsweise eine Viskosität auf, die derart beschaffen ist, dass diese während des Druckverfahrens eine gute Verarbeitbarkeit zeigt. Hierzu sind Viskositäten im Bereich von 1000 mPa*s bis zu 10000 mPa*s vorteilhaft, optimalerweise 3000 mPa*s bis 8000 mPa*s (bei 20°C und einer Scherrate von 100 1/s). Die Form der konvexen Anhäufungen bleibt nach dem Auftragen, mindestens jedoch bis zum teilweisen oder vollständigen Härten, weitestgehend erhalten. Es ist somit ein strukturviskoses Verhalten der Bindemittel-Korn-Mischung erforderlich.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren weist den Vorteil auf, dass eine hohe Prozesssicherheit durch das beschriebene einstufige Verfahren möglich ist. Darüber hinaus lassen sich auf kostengünstige Weise strukturierte Schleifmittel herstellen.
  • Weiter ermöglicht die Form der konvexen Anhäufungen ein optimales Eindringen der Strahlungsenergie beim zumindest teilweisen oder vollständigen Härten, wodurch größere Schichtdicken der Schleifschicht durchhärtbar sind als bei einem üblichen, vollflächigen Auftrag. Besonders der Verzicht auf ein Abformband, welches einen großen Anteil der Strahlungsenergie absorbiert, ermöglicht diesen Vorteil. So kann eine kombinierte Härtung aus UV-Strahlung und zusätzlicher thermischer Energie, welche bei zu hohen Schichtdicken oder zu niedriger Strahlungsintensität nötig wird, umgangen werden.
  • Im Falle von Halbkugelstrukturen als konvexe Anhäufungen liegt die die Oberflächenspannung eines Körpers betreffend energetisch günstigste Form vor, so dass das Auftragen und Härten der Bindemittel-Korn-Mischung stets gleichmäßig und reproduzierbar sind.
  • Erfindungsgemäß ist weiter vorgesehen, dass ein strukturiertes Schleifmittel, welches vorzugsweise nach einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurde, eine bahnförmige Unterlage und eine Schleifschicht aufweist, wobei die Schleifschicht ausgehärtete konvexe Anhäufungen, z.B. Halbkugelstrukturen, aus einer Bindemittel-Korn-Mischung aufweist, und wobei auf der bahnförmigen Unterlage Freiflächen zwischen den konvexen Anhäufungen verbleiben.
  • Sämtliche Merkmale des strukturierten Schleifmittels sind mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kombinierbar.
  • Die Bindemittel-Korn-Mischung kann hierbei die oben genannten Füllstoffe, Additive und/oder Härtungsinitiatoren aufweisen.
  • Die konvexen Anhäufungen weisen vorzugsweise im Wesentlichen dieselbe Höhe auf. Die Körner der Bindemittel-Korn-Mischung sind in den ausgehärteten konvexen Anhäufungen im Wesentlichen homogen verteilt.
  • Das erfindungsgemäße strukturierte Schleifmittel weist den Vorteil auf, dass aufgrund der konvexen Anhäufungen beim Schleifen eines Werkstücks ein homogenes Schliffbild erzeugt wird. Dies wird insbesondere ermöglicht durch im Wesentlichen gleichhohe konvexen Anhäufungen. Alternativ können jedoch auch unterschiedlichen Höhen der konvexen Anhäufungen vorgesehen sein, vorzugsweise kann die Höhe der konvexen Anhäufungen in einem Bereich von 5% bis 30% der Durchschnittshöhe verteilt sein.
  • Durch eine homogene Verteilung der Körner in der Bindemittel-Korn-Mischung in den ausgehärteten konvexen Anhäufungen wird darüber hinaus ein hoher Selbstschärfeeffekt erreicht, was zu einer guten Schleifleistung, insbesondere Abtrag und Beständigkeit des strukturierten Schleifmittels führt.
  • Die konvexen Anhäufungen weisen Grundflächen auf der der bahnförmige Unterlage zugewandten Seite auf, wobei die Grundflächen der konvexen Anhäufungen nicht die gesamte Oberfläche der bahnförmigen Unterlage bedecken. Durch die Freiflächen auf der bahnförmigen Unterlage ist eine sehr hohe Flexibilität des strukturierten Schleifmittels gegeben. Außerdem schaffen diese Freiflächen Spanräume zwischen den konvexen Anhäufungen und sorgen für einen hohen Abtrag und eine gute Wärmeabfuhr.
  • Weiter bieten die konvexen Anhäufungen zu Beginn eines Schleifprozesses eine "abgerundete Spitze", anders als bei anderen geometrischen Formen wie z.B. Quadern oder Rechtecken. Durch den geringen Flächenanteil, der zu Beginn des Schleifprozesses in eine Werkstoffoberfläche eingreift, wird ein erstes Aufbrechen der konvexen Anhäufungen erleichtert und der Nachschärfeprozess aktiviert. Danach ist ein gleichmäßiger Abbau des Schleifmittels bis auf den Träger möglich (siehe Fig. 3A bis 3C).
  • Konvexe Anhäufungen in der Form von Halbkugelstrukturen bieten im Vergleich zu anderen geometrischen Formen wie z.B. Pyramiden oder Kegeln keinen linearen Zuwachs der unmittelbar am Schleifvorgang mit einem Werkstück beteiligten Oberfläche der Schleifschicht, sondern einen Exponentiellen. Dadurch wird ein konstanterer Andruck während des gesamten Schleifprozesses für den Anwender ermöglicht. Außerdem erreicht der Anwender durch eine Halbkugelstruktur eine höhere Standzeit, da die Halbkugelstrukturen über ein höheres geometriebezogenes Schleifmittelmassevolumen als z.B. Pyramiden verfügen.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens weist das Verfahren vor dem Schritt des Auftragens der Bindemittel-Korn-Mischung auf die Unterlage die folgenden Schritte auf:
    1. a) Auftragen einer Primerschicht als Haftvermittler auf die bahnförmige Unterlage und
    2. b) optionales zumindest teilweises Härten der Primerschicht durch Strahlungsenergie.
  • Die Primerschicht besteht vorzugsweise aus UV härtbaren (Meth-)acrylaten mit oberflächenaffinen funktionellen Gruppen.
  • Durch eine Primerschicht kann eine bessere Anhaftung der Bindemittel-Korn-Mischung an der bahnförmigen Unterlage erfolgen, wodurch die mechanische Stabilität und Beständigkeit des hergestellten Schleifmittels steigen. Das zumindest teilweise oder ein vollständiges Härten der Primerschicht sowie die grundsätzliche Verwendung sind lediglich optional, da auf diesen Schritt auch verzichtet werden kann und die Primerschicht beim zumindest teilweisen oder vollständigen Härten der aufgetragenen Bindemittel-Korn-Mischung durch Strahlungsenergie mit ausgehärtet wird.
  • Eine Ausführungsform des strukturierten Schleifmittels weist eine Primerschicht als Haftvermittler zwischen der bahnförmigen Unterlage und der Schleifschicht, was die bereits beschriebene Vorteile ermöglicht.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird beim Siebdruckverfahren eine Siedruckschablone verwendet,
    • die eine Wandstärke im Bereich 100 bis 1100 µm, vorzugsweise im Bereich 150 bis 900 µm aufweist, und/oder
    • die eine Anzahl von 15 bis 250, vorzugsweise 20 bis 160 Aussparungen pro Zoll aufweist, und/oder
    • die Aussparungen mit einem Durchmesser im Bereich 400 bis 6000 µm, vorzugsweise 420 bis 4000 µm aufweist, und/oder
    • die bereichsweise zufällig angeordnete Aussparungen aufweist.
  • Die Siedruckschablone wird vorzugsweise durch eine Rolle mit Aussparungen gebildet, an der die bahnförmige Unterlage vorbeigeführt wird, wobei die Bindemittel-Korn-Mischung ins Innere der Rolle geführt wird und mit Hilfe eines Rakels durch die Aussparungen auf die bahnförmige Unterlage gelangt. Die Aussparungen weisen hierbei vorzugsweise eine Runde Form auf, jedoch sind auch weitere Formen wie beispielsweise Quadrate, Dreiecke, Vielecke oder Polygone möglich.
  • Durch eine Wandstärke im Bereich 100 bis 1100 µm wird ermöglicht, dass eine je nach Größe der konvexen Anhäufungen ausreichende Schichtdicke für eine lange Lebensdauer des Schleifmittels aufgetragen werden kann. Wandstärken im Bereich von 100 bis 500 µm, vorzugsweise 150 bis 400 µm haben sich als besonders vorteilhaft für Handschliff bewährt. Wandstärken im Bereich von 400 bis 1100 µm, vorzugsweise 450 bis 900 haben sich als besonders vorteilhaft für Maschinenschliff bewährt. Im Handschliff reichen geringere Schichtdicken aus, weil mit weniger Andruck auf das Werkstück geschliffen wird als bei Maschinenschliffanwendungen. Durch den geringeren Andruck ist die Lebensdauer des Schleifmittels länger.
  • Außerdem können durch geringere Wandstärken der Siebdruckschablonen kleinere Anhäufungen gedruckt werden, ohne dass die Anhäufungen ineinanderfließen. Kleinere Anhäufungen erhöhen die Flexibilität des Schleifmittels, was ein Vorteil vor allem in Handschliffanwendungen ist.
  • Die Anzahl der Aussparungen pro Zoll gibt, zusammen mit der Größe dieser Aussparungen an, wieviel Fläche der bahnförmigen Unterlage durch Grundflächen von konvexen Anhäufungen bedeckt wird und wieviel Fläche als Freifläche verbleibt. Hierdurch wird wiederum die Flexibilität des strukturierten Schleifartikels maßgeblich beeinflusst.
  • Der Durchmesser der Aussparungen, die Schichtdicke der Schablone sowie die Rakelposition innerhalb der Schablone haben einen relevanten Einfluss auf die Abmessungen, insbesondere Höhe h und Durchmesser d der konvexen Anhäufungen.
  • Die Größe der konvexen Anhäufungen ist somit durch die Verwendung einer anderen Siedruckschablone schnell und einfach veränderbar, vorzugsweise ohne eine Änderung der Rezeptur der Bindemittel-Korn-Mischung. Der benötigte Andruck des herzustellenden strukturierten Schleifmittels während des Schleifprozesses ist von der Wahl der Größe der konvexen Anhäufungen abhängig, wobei große konvexe Anhäufungen mehr Andruck beim Schleifen als kleinere konvexe Anhäufungen erfordern. Somit ermöglicht es das Verfahren, flexibel unterschiedliche strukturierte Schleifmittel herzustellen. Hierdurch kann das herzustellende strukturierte Schleifmittel auf verschiedene Anwendung gezielt optimiert werden, vorzugsweise ohne eine Rezepturanpassung vorzunehmen.
  • Konvexen Anhäufungen, welche durch Siebdruckschablonen mit Aussparungen im Bereich von 250 µm bis 6000 µm, vorzugsweise 420 bis 4000 µm erzeugt werden, weisen den Vorteil auf, dass ein Schleifmittelprodukt erzeugt werden kann, welches besonders hochwertige Oberflächen erzeugen kann. Hierzu ist, beispielsweise bei konvexen Anhäufungen in der Form von Halbkugelstrukturen, nur wenig Andruck beim Schleifen notwendig. Durch die Auswahl der konvexen Anhäufungen, kann zudem die Haltbarkeit des Schleifmittels beeinflusst werde. Ein weiterer Vorteil liegt in der hohen Flexibilität des Schleifmittels, welches sich während des Schleifprozesses damit gut an das Werkstück anpassen kann.
  • Siebdruckschablonen mit Aussparungen im Bereich von 250 bis 1500 µm erzeugen kleine konvexe Anhäufungen für besonders flexible Schleifmittel, die im Handschliff eingesetzt werden. Aussparungen im Bereich von 1500 bis 5000 µm werden vorzugsweise im Maschinenschliff eingesetzt, bei welchem höhere Anforderung an Andruck und Haltbarkeit während des Schleifprozesses bestehen.
  • Durch die bereichsweise zufällig angeordneten Aussparungen auf der Siedruckschablone sind auch die konvexen Anhäufungen auf der bahnförmigen Unterlage bereichsweise zufällig angeordnet. Unter "bereichsweise zufällig angeordnet" wird insbesondere verstanden, dass die Positionen der Mittelpunkte der konvexen Anhäufungen auf der bahnförmigen Unterlage in einem Bereich keinem geordneten, sich wiederholenden Muster folgen, beispielsweise nicht in einem quadratischen Raster angeordnet sind. Die Größe des zufälligen Bereichs kann in Grenzen frei gewählt werden. Beispielsweise sollen innerhalb eines Kreises mit dem achtfachen Durchmesser des mittleren Durchmessers der konvexen Anhäufungen kein geordnetes, sich wiederholendes Muster der im Kreis befindlichen Mittelpunkte der konvexen Anhäufungen erkennbar sein, wobei die Position des Kreises frei wählbar ist. Spätestens nach einer Umdrehung der Siebdruckwalze wiederholt sich jedoch die relative Anordnung der konvexen Anhäufungen. Durch die bereichsweise zufällig angeordneten konvexen Anhäufungen wird der Vorteil erreicht, dass die die Homogenität des Schleifbilds auf einem zu bearbeitenden Werkstück weiter verbessert wird.
  • Bei einer Ausführungsform des strukturierten Schleifmittels weisen die angeordneten konvexen Anhäufungen Grundflächen auf der der bahnförmige Unterlage zugewandten Seite, wobei die konvexen Anhäufungen einen Durchmesser d im Bereich von 250 bis 6000 µm, vorzugsweise 420 bis 4000 µm, weiter bevorzugt 600 bis 3000 µm und eine Höhe h im Bereich von 100 bis 1300 µm, vorzugsweise 150 bis 900 µm, weiter bevorzugt 300 bis 700 µm, weiter bevorzugt 500 bis 1100 µm aufweisen, und/oder die Grundflächen 20% bis 75%, vorzugsweise 50% bis 70% der bahnförmigen Unterlage bedecken und/oder die Grundflächen einen Abstand a voneinander im Bereich von 0 bis 3500 µm, vorzugsweise 50 bis 3000 µm aufweisen und/oder die Freiflächen einen Anteil von 80% bis 25%, vorzugsweise 30% bis 50% der bahnförmigen Unterlage ausmachen.
  • Ein Abstand zwischen den Grundflächen der Halbkugeln von 0 µm ist während der Produktion möglich. Vorzugsweise sollen die Halbkugeln jedoch einen Abstand von mindestens 50 µm aufzeigen, um die Flexibilität des Schleifmittels sicherzustellen.
  • Für die Abmessungen der Halbkugelstrukturen gelten die bereits genannten Vorteile.
  • Das Bedecken von 20% bis 75% der bahnförmigen Unterlage durch die Grundflächen der konvexen Anhäufungen entspricht der oben beschriebenen Anzahl der Aussparungen pro Zoll und weist dieselben Vorteile auf.
  • Ein Anteil von 80% bis 25% Freiflächen ermöglicht es die Flexibilität des Schleifmittels sicherzustellen.
  • Durch einen Abstand a der Grundflächen voneinander im Bereich von 0 bis 3500 µm, vorzugsweise 50 bis 3000 µm, wird erreicht, dass keine vollflächige Bindemittelschicht auf der bahnförmigen Unterlage aufgetragen wird. Hierdurch kann die bahnförmige Unterlage zwischen den konvexen Anhäufungen ihre volle Flexibilität bewahren. Auch zu schleifende Werkstücke mit engen Radien können so problemlos bearbeitet werden. Dabei sind bei Handschliff Abstände a von 50 bis 1500 µm und beim Maschinenschliff von 500 bis 3000 µm von Vorteil. Des Weiteren trägt der Abstand a zum Abtransport von Wärme bei, da der Span schnell die Schleifzone verlassen kann. Außerdem kann dieser dabei die Oberfläche des strukturierten Schleifmittels nicht mehr beschädigen. Durch das gezielte Erzeugen der Kontaktstellen im Schleifprozess durch die Anzahl der konvexen Anhäufungen, wird zudem der Wärmeeintrag in das Werkstück direkt beeinflusst. Eine offenere Struktur trägt weniger Wärme in das Werkstück ein.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform des strukturierten Schleifmittels weisen die konvexen Anhäufungen eine bereichsweise zufällige Anordnung auf der bahnförmigen Unterlage auf
  • Wie bereits beschrieben, wird die Homogenität des Schleifbilds auf einem zu bearbeitenden Werkstück durch eine bereichsweise zufällige Anordnung der Halbkugelstrukturen verbessert. Für den Begriff der "bereichsweise zufälligen Anordnung" gelten die obigen Ausführungen analog.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform des strukturierten Schleifmittels ist jeweils mindestens eine von N in Längsrichtung L der bahnförmigen Unterlage aufeinanderfolgende konvexen Anhäufungen mindestens um eine Versatzstrecke v von größer 5% deren mittlerer Durchmesser orthogonal Q zur Längsrichtung L der bahnförmigen Unterlage versetzt, wobei sich die Versatzstrecken v der N betrachteten konvexen Anhäufungen unterscheiden und wobei N = 3, vorzugsweise N= 5 , weiter bevorzugt N größer 9 ist.
  • Eine Versetzung von jeweils N in Längsrichtung L der bahnförmigen Unterlage aufeinanderfolgende konvexen Anhäufungen um eine Versatzstrecke v von mindestens 5% deren mittlerer Durchmesser orthogonal Q zur Längsrichtung L der bahnförmigen Unterlage, stellt ein Kriterium für eine Zufälligkeit dar, welche ein ausreichend homogenen Schleifbilds ermöglicht. Des Weiteren kann durch die zufällige Anordnung das Ausbilden von Knicken im Vergleich zu Schleifmitteln mit gleichmäßig aufgereiten konvexen Anhäufungen im Schleifmittel verhindert werden. Dadurch wird das Erzeugen von sogenannten Rattermarken auf dem Werkstück vorgebeugt. Je größer N gewählt wird, desto größer ist der Bereich, in dem die konvexen Anhäufungen zufällig verteilt sind.
  • Die Längsrichtung L der bahnförmigen Unterlage entspricht der späteren Schleifrichtung des strukturierten Schleifmittels und ist durch die längste Ausdehnung der bahnförmigen Unterlage definiert. Die hierzu orthogonale Richtung Q liegt in der Ebene der bahnförmigen Unterlage und ist orthogonal, also quer zur Längsrichtung L. Die mittleren Durchmesser berechnen sich in bekannter weise durch Mittelwertbildung der Durchmesser d der betrachteten Halbkugelstrukturen analog zur FEPA Norm. Die Versatzstrecke v bestimmt sich als Abweichung der jeweiligen Mittelpunkte der konvexen Anhäufungen in Richtung Q von der Längsrichtung L. Zur weiteren Veranschaulichung der einzelnen Größen L, Q, v, d wird auf die Fig. 4 verwiesen.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens bzw. des strukturierten Schleifmittels weist das Bindemittel der Bindemittel-Korn-Mischung folgende Komponenten einer Gruppe auf, die gebildet wird von:
    • Polyesteracrylate,
    • Polyetheracrylate,
    • Epoxyacrylate,
    • Urethanacrylate als oligomerer Bestandteile
    • Acrylatmonomere
    • Methacrylatmonomere
  • Durch die Verwendung eines Acrylatbindemittels wird ein geringerer Andruck des strukturierten Schleifmittels während des Schleifprozesses ermöglicht, als dies bei herkömmlich gestreuten Schleifmitteln mit phenolbasierenden Bindemitteln der Fall wäre.
  • Durch die Verwendung UV-härtbarer Bindemittel wird ein besonders energieeffizientes und zielgerichtetes Härten des Bindemittels durch UV-Licht möglich.
  • Das Verfahren weist einen geringeren Platzbedarf der Produktionsanlage auf, als dies bei herkömmlich gestreuten Schleifmitteln mit phenolharzbasierenden Bindemitteln der Fall wäre. Darüber hinaus ist eine kürzere Produktionszeit und somit ein erhöhter Durchsatz bezogen auf die Anlagenbaugröße möglich als bei herkömmlich gestreuten Schleifmitteln mit phenolharzbasierenden Bindemitteln.
  • Als besonders vorteilhafte Zusammensetzung der Bindemittel-Korn-Mischung haben sich folgende Anteile ergeben:
    • Acrylatmonomer: 0%-60%, insbesondere 5%-40%
    • Acrylatoligomer: 0%-60%, insbesondere 2% bis 35%
    • Füllstoff: 0%-40%, insbesondere 8% bis 30%
    • UV-Initiator: 0,1 %-6%, insbesondere 0,3%-5%
    • Schleifkorn: 30%-75%, insbesondere 35% bis 70%
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens bzw. des strukturierten Schleifmittels besteht die bahnförmige Unterlage aus einer Gruppe, die gebildet wird von:
    • Baumwolle,
    • Polyester,
    • Mischgewebe,
    • Papier,
    • Vulkanfiber.
  • Das Mischgewebe ist vorzugsweise hochflexibel, mittelflexibel, flexibel, mittelsteif, steif oder sehr steif.
  • Somit können eine Vielzahl gängiger bahnförmiger Unterlagen verwendet werden, wodurch das strukturierte Schleifmittel für eine Vielzahl von Einsatzmöglichkeiten geeignet ist.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens bzw. des strukturierten Schleifmittels bestehen die Körner der Bindemittel-Korn-Mischung aus einer Gruppe, die gebildet wird von:
    • Normalkorund,
    • Halbedelkorund,
    • Edelkorund,
    • keramisches Aluminiumoxid,
    • Zirkonkorund,
    • Siliziumcarbid,
    • Diamant,
    • Cubisches Bornitrid,
    • Sol-Gel Aluminiumoxid
    • geformtes Sol-Gel Aluminiumoxid.
  • Eine entsprechende Wahl der Körner ermöglicht die Nutzung von individuell auf den Einsatz des strukturierten Schleifmittels abgestimmten Eigenschaften der Körner.
  • Vorzugsweise wird Halbedelkorund verwendet, da dies für eine Vielzahl von Anwendungen eine gutes Kosten Nutzenverhältnis bildet.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens bzw. des strukturierten Schleifmittels weisen die Körner der Bindemittel-Korn-Mischung einen mittleren Durchmesser im Bereich von 7 bis 200 µm, vorzugsweise 7 bis 125 µm auf.
  • Der mittlere Durchmesser der Körner bestimmt sich analog zur FEPA Norm aus den Mittelwerten der Durchmesser der betrachteten Körner.
  • Körner mit mittleren Durchmessern im Bereich von 7 bis 200 µm habe sich als besonders vorteilhaft erwiesen, weil dieser Korngrößenbereich die Anwendung der Oberflächenveredelung bis hin zu einer spiegelnden Oberfläche abdeckt. Das Bindemittelsystem ist in diesem Korngrößenbereich in der Lage das Schleifkorn festzuhalten und gleichzeitig eine ausreichende Selbstschärfung des Schleifmittels sicherzustellen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens bzw. des strukturierten Schleifmittels liegt das Volumenverhältnis von Körnern zu Bindemittel in der Bindemittel-Korn-Mischung im Bereich von 0,4 bis 1,5, vorzugsweise im Bereich 0,5 bis 1,2.
  • Ein entsprechendes Volumenverhältnis hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, weil in diesem Bereich eine optimale Schleifleistung im Einklang mit einer geeigneten Verarbeitungsviskosität für das Siebdruckverfahren steht.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens bzw. des strukturierten Schleifmittels sind die Freiflächen untereinander verbunden und bilden eine zweidimensionale Netzstruktur.
  • Die zweidimensionale Netzstruktur bildet sich in der Ebene der bahnförmigen Unterlage aus und ermöglicht eine ausreichende Flexibilität des strukturierten Schleifmittels.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    einen beispielhaften Aufbau einer Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Herstellung eines strukturierten Schleifmittels;
    Fig. 2
    einen vergrößerten Ausschnitt der Vorrichtung aus Fig.1;
    Fig. 3A, 3B, 3C
    eine schematische Seitenansicht eines Schleifvorgangs mit einem strukturierten Schleifmittel;
    Fig. 4
    eine schematische Topsicht eines strukturierten Schleifmittels.
  • In Fig. 1 zeigt einen beispielhaften Aufbau einer Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Herstellung eines strukturierten Schleifmittels 6. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:
    1. a) Bereitstellen einer bahnförmigen Unterlage 1,
    2. b) Auftragen einer Primerschicht 19 als Haftvermittler auf die bahnförmige Unterlage 1,
    3. c) zumindest teilweises Härten der Primerschicht 19 durch Strahlungsenergie.
    4. d) Bereitstellen einer Bindemittel-Korn-Mischung 15,
    5. e) Auftragen der Bindemittel-Korn-Mischung 15 als konvexe Anhäufungen 2, z.B. Halbkugelstrukturen, durch ein Siebdruckverfahren auf die bahnförmige Unterlage 1 als Schleifschicht 18, wobei Freiflächen 21 auf der bahnförmigen Unterlage 1 verbleiben,
    6. f) zumindest teilweises oder vollständiges Härten der aufgetragenen Bindemittel-Korn-Mischung 15 durch Strahlungsenergie und
    7. g) Aufrollen der bahnförmigen Unterlage 1.
  • Der Schritt a) erfolgt, indem die bahnförmige Unterlage 1 von einer Rolle abgewickelt wird. Die bahnförmige Unterlage 1 besteht hierbei aus Baumwolle, Polyester, Mischgewebe, Papier und/oder Vulkanfiber. Beliebige Kombinationen der zuvor genannten Bestandteile sind möglich. Über Rollen wird die bahnförmige Unterlage 1 durch die gesamte Vorrichtung geführt, wobei die Schritte a) bis g) des Verfahrens durchlaufen werden.
  • Schritt b) erfolgt, indem in einem Primerbehälter 8 bereitgestellter Primer 19 einem Primer Rakel 10 zugeführt wird, beispielsweise durch eine nicht dargestellte Pumpe, wobei der Primer 19 mittels des Primer Rakels 10 als Primerschicht 19 auf die bahnförmige Unterlage 1 aufgetragen wird. Die Primerschicht 19 besteht vorzugsweise aus oberflächenaffinen Acrylatverbindungen, was einen besonders guten Haftvermittler darstellt.
  • Anschließend erfolgt in Schritt c) mittels eines Primer Strahlers 12 das zumindest teilweises Härten der Primerschicht 19. Es ist auch möglich, zu diesem Zeitpunkt gar kein Härten der Primerschicht 19 vorzusehen. Stattdessen erfolgt das Härten der Primerschicht 19 erst in Schritt f), zusammen mit der aufgetragenen Bindemittel-Korn-Mischung 15.
  • Um die während der Schritte b) und c) möglicherweise entstehenden Stäube, Gase und/oder Dämpfe zu beseitigen, ist eine Absaugung 7 vorgesehen. Hierdurch können Verunreinigungen verhindert werden, sowie eine sichere Arbeitsumgebung gewährleistet werden.
  • Anschließend erfolgt Schritt e), wobei dieser Schritt in Figur 2 im Detail dargestellt ist. Fig. 2 zeigt den Ausschnitt der Vorrichtung aus Fig.1 in vergrößerter Darstellung, in dem die mit dem Primer 19 beschichtete bahnförmige Unterlage 1 zwischen der Siebdruckschablone 16 und der Gegendruckwalze 17 hindurchgeführt wird.
  • Die Bindemittel-Korn-Mischung 15 wird aus einem Mischungsbehälter 9, in dem die Bindemittel-Korn-Mischung 15 angesetzt wird, ins Innere der walzenartigen Siebdruckschablone 16 befördert, beispielsweise durch eine nicht dargestellte Pumpe oder Förderschnecke. Mittels eines an einer Rakelhalterung 14 befestigten Rakels 11, wird die Bindemittel-Korn-Mischung 15 von innen durch die walzenartigen Siebdruckschablone 16 auf die mit dem Primer 19 beschichtete bahnförmige Unterlage 1 gedrückt. Der gestrichelte Pfeil skizziert hierbei den Fluss der Bindemittel-Korn-Mischung 15 innerhalb der walzenartigen Siebdruckschablone 16. Der durchgezogene Pfeil skizziert die Drehrichtung der walzenartigen Siebdruckschablone 16, wobei die Rakelhalterung 14 derart innerhalb der walzenartigen Siebdruckschablone 16 angeordnet ist, dass diese nicht mit dreht und der Rakel 11 ortsfest ist.
  • Durch Aussparungen in der Siebdruckschablone 16 werden konvexe Anhäufungen 2, vorzugsweise Halbkugelstrukturen, bestehend aus der Bindemittel-Korn-Mischung 15 auf die bahnförmige Unterlage 1 aufgetragen. Die konvexe Anhäufungen 2 bilden die Schleifschicht 18 des strukturierten Schleifmittels 6. Zwischen den konvexe Anhäufungen 2 bestehen Freiflächen 21. Die Viskosität der Bindemittel-Korn-Mischung 15 ist derart gewählt, dass die Form der konvexen Anhäufungen 2 zwischen Schritt e) und f) weitestgehend erhalten bleibt.
  • In Schritt f) erfolgt mittels eines Strahlers 13 das zumindest teilweise oder vollständige Härten der aufgetragenen Bindemittel-Korn-Mischung 15.
  • Je nach Bindemittel 4 ist bereits ein teilweises Härten mittels Strahler 13 ausreichend, da ein vollständiges Härten beispielsweise durch eine anschließende thermische Behandlung erfolgt. Bevorzugt erfolgt jedoch ein vollständiges Härten der Bindemittel-Korn-Mischung 15.
  • Um die während des Schritts f) möglicherweise entstehenden Stäube, Gase und/oder Dämpfe zu beseitigen, ist ebenfalls eine Absaugung 7 vorgesehen. Hierdurch kann eine sichere Arbeitsumgebung gewährleistet werden.
  • Abschließend erfolgt in Schritt g) das Aufrollen der bahnförmigen Unterlage 1, welche nun mit einer Primerschicht 19 sowie darauf angeordneten konvexen Anhäufungen 2 aus einer Bindemittel-Korn-Mischung 15 beschichtet ist, wodurch ein strukturiertes Schleifmittel 6 bereitgestellt wird.
  • Nach dem Schritt f) kann die bahnförmige Unterlage 1, welche mit Primerschicht 19, konvexe Anhäufungen 2 als Schleifschicht 18 beschichtet ist, noch mit zusätzlichen Schichten überzogen werden (nicht dargestellt).
  • Fig. 3A bis 3C zeigen eine schematische Seitenansicht eines Schleifvorgangs mit einem strukturierten Schleifmittel 6. Die Fig. 3A bis 3C stellen dabei unterschiedlich stark verschlissene Zustände ein und desselben strukturierten Schleifmittels 6 dar, welches während des Schleifvorgangs an einem Werkstück 5 verschleißt.
  • Das strukturierte Schleifmittel 6 weist eine bahnförmige Unterlage 1 auf, auf der die eine Schleifschicht 13 ausbildenden konvexen Anhäufungen 2, welche vorliegend Halbkugelstrukturen entsprechen, aus einer Bindemittel-Korn-Mischung 15 angeordnet sind. Bei dem in Fig. 3A bis 3C dargestellten Beispiel des strukturierten Schleifmittels 6 ist keine Primerschicht 19 dargestellt, diese kann jedoch vorhanden sein. Die konvexe Anhäufungen 2 weisen eine Grundfläche 20 mit einem Durchmesser d auf und eine Höhe h. Die konvexen Anhäufungen 2 weisen untereinander einen Abstand von a auf.
  • Die Abmessungen der konvexe Anhäufungen 2 liegen für die Durchmesser d im Bereich 250 bis 6000 µm und für die Höhe h im Bereich von 100 bis 1100 µm.
  • Der Abstand a der Grundflächen 20 der Halbkugelstrukturen 2 liegt im Bereich von 0 bis 3500 µm.
  • Die konvexen Anhäufungen 2 bestehen aus einer Bindemittel-Korn-Mischung 15, welche aus Bindemittel 4 und Körnern 3 besteht.
  • Das Volumenverhältnis von Körnern 3 zu Bindemittel 4 liegt im Bereich von 0,4 zu 1,5, vorzugsweise im Bereich 0,5 zu 1,2.
  • Das Bindemittel wird durch Acrylate, Polyesteracrylate, Polyetheracrylate, Epoxyacrylate, Urethanacrylate als oligomerer Bestandteile, Acrylatmonomere, und/oder Methacrylatmonomere gebildet.
  • Die Körner werden durch Normalkorund, Halbedelkorund, Edelkorund, keramisches Aluminiumoxid, Zirkonkorund, Siliziumcarbid, Diamant, Cubisches Bornitrit, Sol-Gel Aluminiumoxid und/oder geformtes Sol-Gel Aluminiumoxid gebildet.
  • Weiter kann die Bindemittel-Korn-Mischung 15 folgende Komponenten aufweisen:
    • Härtungsinitiatoren wie Photoinitiatoren vom Typ I oder Typ II für eine Härtung mittels UV-Strahlungsenergie und/oder thermische peroxidbasierte Initiatoren und/oder thermische azoverbindungsbasierte Initiatoren für eine Härung mittels thermischer Strahlungsenergie,
    • Füllstoffe wie Kreide, Kryolith, Kaliumtetrafluoroborat (KBF4), Wollastonit und/oder Kaolin, und/oder
    • Additive wie Pyrogene Kieselsäure zur Einstellung der Rheologie, Silane zur Haftvermittlung zwischen Bindemittel und Schleifkorn, Entschäumer, Entlüfter, Verlaufshilfsmittel, und/oder Farbpigmente in der Bindemittel-Korn-Mischung.
  • Ein Vorteil des strukturierten Schleifmittels 6, aufweisend eine Schleifschicht 18 mit konvexen Anhäufungen 2 in der Form von Halbkugelstrukturen ist aus Fig. 3A bis 3C ersichtlich: Im Vergleich zu anderen geometrischen Formen wie z.B. Pyramiden oder Kegeln entsteht kein linearer Zuwachs der unmittelbar am Schleifvorgang mit dem Werkstück 5 beteiligten Oberfläche der Schleifschicht 18, sondern vielmehr ein exponentieller Zuwachs. Hierdurch wird ein konstanterer Andruck des strukturierten Schleifmittels 6 während des gesamten Schleifvorgangs für den Anwender ermöglicht. Außerdem erreicht der Anwender mit der Halbkugelstruktur eine höhere Standzeit des strukturierten Schleifmittels 6, da ein höheres Schleifmittelmassevolumen als z.B. bei einer Pyramide vorliegt.
  • Fig. 4 zeigt eine schematische Topsicht eines strukturierten Schleifmittels 6, aufweisend konvexe Anhäufungen 2 in der Form von Halbkugelstrukturen bestehend aus einer Bindemittel-Korn-Mischung 15 mit Durchmesser d.
  • Die konvexe Anhäufungen 2 sind aufgrund der Wahl einer Siedruckschablone 16, welche bereichsweise zufällig angeordnete Aussparungen aufweist, bereichsweise auf einer bahnförmigen Unterlage 1 angeordnet. Zwischen den konvexe Anhäufungen 2 liegen Freiflächen 21 vor, welche eine zweidimensionale Netzstruktur 22 bilden. Hierdurch wird eine hohe Flexibilität des strukturierten Schleifmittels 6 ermöglicht.
  • Ein Maß für die Zufälligkeit der Anordnung besteht im Versatz v der Mittelpunkte der konvexen Anhäufungen 2 in einer Richtung Q quer zur Längsrichtung L der bahnförmigen Unterlage 1. Die Längsrichtung L der bahnförmigen Unterlage 1 entspricht hierbei der späteren Schleifrichtung des strukturierten Schleifmittels 6.
  • Die Mittelpunkte jeweils fünf in Längsrichtung L der bahnförmigen Unterlage 1 aufeinanderfolgende Halbkugelstrukturen 2 sind um eine Versatzstrecke v von mindestens 5% deren mittlerer Durchmesser quer (auch orthogonal) Q zur Längsrichtung L der bahnförmigen Unterlage versetzt, wobei sich die Versatzstrecken v der fünf betrachteten konvexen Anhäufungen 2 unterscheiden.
  • Hierdurch wird die Homogenität des Schleifbilds auf einem zu bearbeitenden Werkstück verbessert.
    • Bezugszeichen (Teil der Beschreibung)
    • 1
    bahnförmige Unterlage
    2
    konvexe Anhäufungen
    3
    Korn
    4
    Bindemittel
    5
    Werkstück
    6
    strukturiertes Schleifmittel
    7
    Absaugung
    8
    Primerbehälter
    9
    Mischungsbehälter
    10
    Primer Rakel
    11
    Rakel
    12
    Primer Strahler
    13
    Strahler
    14
    Rakelhalterung
    15
    Bindemittel-Korn-Mischung
    16
    Drucksieb / Siebdruckschablone
    17
    Gegendruckwalze
    18
    Schleifschicht
    19
    Primer/ Primerschicht
    20
    Grundfläche der konvexen Anhäufungen
    21
    Freiflächen
    22
    Netzstruktur der Freiflächen
    L
    Längsrichtung der bahnförmigen Unterlage
    Q
    Querrichtung der bahnförmigen Unterlage
    d
    Durchmesser der Körner
    h
    Höhe der Körner
    a
    Abstand zwischen zwei Halbkugelstrukturen
    v
    Versatzstrecke der Halbkugelstrukturen in Querrichtung

Claims (15)

  1. Verfahren zur Herstellung eines strukturierten Schleifmittels (6), aufweisend die folgenden Schritte:
    a) Bereitstellen einer bahnförmigen Unterlage (1),
    b) Bereitstellen einer Bindemittel-Korn-Mischung (15),
    c) Auftragen der Bindemittel-Korn-Mischung (15) als konvexe Anhäufungen (2) durch ein Siebdruckverfahren auf die bahnförmige Unterlage (1) als Schleifschicht (18), wobei Freiflächen (21) auf der bahnförmigen Unterlage (1) verbleiben und
    d) teilweises oder vollständiges Härten der aufgetragenen Bindemittel-Korn-Mischung (15) durch Strahlungsenergie.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren vor dem Schritt des Auftragens der Bindemittel-Korn-Mischung (15) die folgenden Schritte aufweist:
    a) Auftragen einer Primerschicht (19) als Haftvermittler auf die bahnförmige Unterlage (1) und
    b) optionales zumindest teilweises Härten der Primerschicht (19) durch Strahlungsenergie.
  3. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei beim Siebdruckverfahren eine Siedruckschablone (16) verwendet wird, die eine oder mehrere der folgenden Eigenschaften aufweist:
    - eine Wandstärke im Bereich 100 bis 1100 µm, vorzugsweise im Bereich 150 bis 900 µm,
    - eine Anzahl von 15 bis 250, vorzugsweise 20 bis 160 Aussparungen pro Zoll;
    - Aussparungen mit einem Durchmesser im Bereich 250 bis 6000 µm, vorzugsweise 420 bis 4000 µm, weiter bevorzug 600 bis 3000 µm,
    - bereichsweise zufällig angeordnete Aussparungen.
  4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der mindestens eine Schritt des Härtens durch Strahlungsenergie mittels UV-, Elektronen-, und/oder thermischer Strahlungsenergie erfolgt.
  5. Strukturiertes Schleifmittel (6), aufweisend
    - eine bahnförmige Unterlage (1) und
    - eine Schleifschicht (18),
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Schleifschicht (18) ausgehärtete konvexe Anhäufungen (2), aus einer Bindemittel-Korn-Mischung (15) aufweist,
    wobei auf der bahnförmigen Unterlage (1) Freiflächen (21) zwischen den konvexen Anhäufungen (2) verbleiben.
  6. Strukturiertes Schleifmittel (6) nach Anspruch 5, zusätzlich aufweisend eine Primerschicht (1) als Haftvermittler zwischen der bahnförmigen Unterlage (1) und der Schleifschicht (18).
  7. Strukturiertes Schleifmittel (6) nach Anspruch 5 oder 6, wobei die konvexen Anhäufungen (2) Grundflächen (20) auf der der bahnförmige Unterlage (1) zugewandten Seite aufweisen und
    - einen Durchmesser (d) im Bereich von 250 bis 6000 µm, vorzugsweise 420 bis 4000 µm, weiter bevorzug 600 bis 3000 µm und eine Höhe (h) im Bereich von 100 bis 1300 µm, vorzugsweise 150 bis 900 µm aufweisen, und/oder
    - die Grundflächen (20) 20% bis 75%, vorzugsweise 50% bis 70% der bahnförmigen Unterlage (1) bedecken und/oder
    - die Grundflächen (20) einen Abstand (a) voneinander im Bereich von 0 bis 3500 µm, vorzugsweise 50 bis 3000 µm aufweisen und/oder
    - die Freiflächen (21) einen Anteil von 80% bis 25%, vorzugsweise 30% bis 50% der bahnförmigen Unterlage (1) ausmachen.
  8. Strukturiertes Schleifmittel (6) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die konvexen Anhäufungen (2) eine zumindest bereichsweise zufällige Anordnung auf der bahnförmigen Unterlage (1) aufweisen
  9. Strukturiertes Schleifmittel (6) nach einem der Ansprüche 5 bis 8,
    wobei jeweils mindestens eine von N in Längsrichtung (L) der bahnförmigen Unterlage (1) aufeinanderfolgende konvexen Anhäufungen (2) mindestens um eine Versatzstrecke (v) von größer 5% deren mittlerer Durchmesser orthogonal (Q) zur Längsrichtung (L) der bahnförmigen Unterlage (1) versetzt ist,
    wobei sich die Versatzstrecken (v) der N betrachteten konvexen Anhäufungen (2) unterscheiden,
    wobei N = 3, vorzugsweise N= 5, weiter bevorzug N größer 9 ist.
  10. Strukturiertes Schleifmittel (6) nach einem der Ansprüche 5 bis 9, wobei das Bindemittel (4) der Bindemittel-Korn-Mischung (15) folgende Komponenten einer Gruppe bestehend aus:
    - Polyesteracrylate,
    - Polyetheracrylate,
    - Epoxyacrylate,
    - Urethanacrylate als oligomerer Bestandteile mit mindestens 2 Vinylgruppen,
    - Acrylatmonomere mit mindestens 2 Vinylgruppen,
    - Methacrylatmonomere mit mindestens 2 Vinylgruppen,
    aufweist.
  11. Strukturiertes Schleifmittel (6) nach einem der Ansprüche 5 bis 10, wobei die bahnförmige Unterlage (1) aus einer Gruppe besteht, die gebildet wird von:
    - Baumwolle,
    - Polyester,
    - Mischgewebe,
    - Papier,
    - Vulkanfiber.
  12. Strukturiertes Schleifmittel (6) nach einem der Ansprüche 5 bis 11, wobei die Körner (3) der Bindemittel-Korn-Mischung (15) aus einer Gruppe bestehen, die gebildet wird von:
    - Normalkorund,
    - Halbedelkorund,
    - Edelkorund,
    - keramisches Aluminiumoxid,
    - Zirkonkorund,
    - Siliziumcarbid,
    - Diamant,
    - Cubisches Bornitrit,
    - Sol-Gel Aluminiumoxid
    - geformtes Sol-Gel Aluminiumoxid.
  13. Strukturiertes Schleifmittel (6) nach einem der Ansprüche 5 bis 12, wobei die Körner (3) der Bindemittel-Korn-Mischung (15) einen mittleren Durchmesser (d) im Bereich von 7 bis 200 µm, vorzugsweise 7 bis 125 µm aufweisen.
  14. Strukturiertes Schleifmittel (6) nach einem der Ansprüche 5 bis 13, wobei das Volumenverhältnis von Körnern (3) zu Bindemittel (4) in der Bindemittel-Korn-Mischung (15) im Bereich von 0,4 zu 1,5 liegt, vorzugsweise im Bereich 0,5 zu 1,2.
  15. Strukturiertes Schleifmittel (6) nach einem der Ansprüche 5 bis 14, wobei die Freiflächen (21) untereinander verbunden sind und eine zweidimensionale Netzstruktur (22) bilden.
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