WO2013014116A1 - Verfahren zur herstellung eines beschichteten schleifmittels, beschichtetes schleifmittel und verwendung eines beschichteten schleifmittels - Google Patents

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abrasive
additive
particles
abrasive grains
grains
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PCT/EP2012/064376
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Adrian Schoch
Bruno Oberhänsli
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Sia Abrasives Industries Ag
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    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a coated abrasive, a coated abrasive ⁇ medium and the use of a coated abrasive.
  • abrasives such as abrasive belts or fiber discs
  • a variety of surfaces can be processed.
  • the abrasive additives are usually salts are used which mainly contain the elements boron and / or fluorine. Typical representatives are Potassium tetrafluoroborate (KBF 4 ) and cryolite
  • kit to ⁇ coating may, for example, the lifetime of a
  • the additional coating may contain as a liquid mixture nietha ⁇ gene, in addition to the actual grinding additive nor a binder, a solvent (such as water) and, where ⁇ appropriate, colors, rheology additives, wetting agents, defoamers or fillers.
  • This liquid mixture is applied to an abrasive precursor comprising a Unterla ⁇ ge, a plurality of abrasive grains and at least one cured first coat binder.
  • the FLÜS ⁇ sig applied additional coating is cured, for example by heating, so that a second size coat it gives ⁇ .
  • Abrasive precursor can be applied, which contains only a base, a binder and abrasive grains, however no cape.
  • the cured additional coating then forms the only covering binder.
  • a process for preparing a coated abrasive which follow ⁇ includes the steps of: a) preparing or providing an abrasive precursor comprising a substrate, a plurality of abrasive grains which are bonded to the backing, and at least one layer of an uncured cover binder, wel ⁇ cher the abrasive grains at least partially covered, wherein the uppermost cap binder (4) is uncured; b) applying at least an abrasive additive to the deviss ⁇ th uncured size coat; c) hardening of the topmost coat binder.
  • the abrasive additive is applied in step b) in tro ⁇ ckener form, in particular scattered.
  • the abrasive precursor may contain one or more layers of a capping agent.
  • the bottom coat binder is usually referred to as “top coat 1" or “size coat” and the top coat binder as “top coat 2" or “supersize coat”.
  • top coat 1 or “size coat”
  • top coat 2 or “supersize coat”.
  • the uppermost cover binder is uncured, ie the top binder, which forms the outermost layer and is remote from the lower ⁇ position of the abrasive precursor.
  • the dry-applied abrasive additive does not penetrate into deeper layers of the capping, but remains in a concentrated amount on its surface.
  • the abrasive additive is distributed relatively parallel to the surface of the abrasive and thus significantly more homogeneous. It thus accumulates less in the areas between the individual abrasive grains. Consequently, a larger proportion of the applied abrasive additive can come into contact with a surface to be processed, as is the case with the usual liquid application. Therefore, in the dry application of this invention, in most embodiments, less abrasive additive per area is needed than is required to achieve the same total stock removal with a conventional liquid coating.
  • the result is a highs re total stock removal.
  • the application amount of the abrasive grains can be reduced compared to conventional abrasives; The thus generated reduction in the Alterabtragsmenge can be compensated by the present invention, dry Aufbrin ⁇ supply of the abrasive additive.
  • the erfindungsge ⁇ mässe production method is thus much more economical. Since only comparatively little abrasive additive is present between the abrasive grains, more chip space remains there, in which abrasion arising during grinding can be absorbed; This also leads to an increase in the service life.
  • a dry- ⁇ transmitted grinding additive can be bound only by hardening the size coat on to these.
  • the abrasive additive is fixed by the still uncured binder, as this can migrate by capillary forces in the dry grinding additive. This type of production also eliminates the need to first prepare a liquid additional coating and then to cure this again by an additional process step.
  • a dry-applied abrasive additive results in much better fixation of the abrasive grains than is the case with wet-applied abrasive additive.
  • the abrasive grains therefore break out less easily when machining a surface. This effect is particularly pronounced at high application rates of the grinding additive.
  • the abrasive additive is distributed in a direction perpendicular to the substrate relatively homogeneous, so that a comparatively high proportion in the vicinity of or so ⁇ even in direct contact is with the abrasive grains.
  • the binding force between abrasive grains and cap binder is thereby reduced.
  • dry is understood to mean that the abrasive additive is not applied as a dispersed or suspended constituent of a liquid dispersion or suspension It is not excluded that the abrasive additive has liquid adhesions on its outer surface, for example due to atmospheric moisture may arise. ins ⁇ total should be a possible liquid portion of step b) the applied material but ge ⁇ ringer than 5 wt .-%, and preferably less than 1 wt .-% in the invention. in many embodiments, allows such a small proportion of liquid in that the abrasive additive is free-flowing and therefore easy to apply .
  • a “grinding additive” is understood here and below to mean a substance which has at least one, preferably several, of the following properties: reduction of the temperature occurring during grinding, in particular due to a lubricating action, reduction of the temperature due to melting and recrystallization of the grinding additive, prevention of precipitation with Me ⁇ tall (so-called “vitrification”); Preventing the oxidation of the machined surface (oxides are often harder and therefore harder to machine than metal); and / or preventing a transformation of the structure of the abrasive grains, for example from alpha corundum to the more brittle spinel.
  • the abrasive additive can be applied in step b) in the form of a powder, in the form of flakes, in the form of fibers, in the form of agglomerates and / or in the form of capsules, in particular sprinkled on ⁇ .
  • agglomerate here and in the following is an accumulation of previously loose individual particles into an understood composite.
  • the solidification can take place, for example, by means of an additional substance and, for example, by pressing, hardening, drying and / or irradiation.
  • the abrasive additive is surrounded by a shell, which may contain, for example, waxes, fats and / or polymer solutions. The preparation of such capsules per se is known to the person skilled in the art.
  • the capsules may also contain liquid ingredients in addition to the abrasive additive. If these liquid components are sorted ⁇ but surrounded by the sleeve and can not escape from this, these capsules are considered within the scope of the invention but as "dry" and streubar.
  • At least a majority of the particles of the abrasive additive have a size which is in the range from 0.1 .mu.m to 2 mm, preferably from 0.1 .mu.m to 0.5 mm, particularly preferably from 0.1 .mu.m to 0.1 mm.
  • at least 90 wt. ⁇ 6, white ter preferably at least 95 wt .-%, still more preferably min ⁇ least 99 wt .-% of the particles, and more preferably all of the abrasive additive Par ⁇ Tikel have a size in this range.
  • the d S 9o value of the size distribution of the particles of the Schleifaddi ⁇ tivs can ym to 5 ym are in the range of 1; the d sso value can be in the range of 10 ym and 40 ym; the d s io value may range from 20 ym to 100 ym. In this case, for example, represents a d S 9o value of 3 ym that 90 wt .-% of the particles of the abrasive additive ⁇ have a size of 3 .mu.m or more.
  • the average size of Par ⁇ Tikel of the abrasive additive is less than the average size of the abrasive grains. This allows the particles of the abrasive additive to evenly cover both the surfaces of the abrasive grains and the spaces therebetween. If the abrasive additive is in the form of agglomerates or capsules, Thus, the ratio of the average diameter of the agglomerates to the average diameter of the abrasive grains is preferably less than 5, more preferably less than 3 and even more preferably less than 2. Particularly preferably, the average diameter of the agglomerates is smaller than the average diameter of
  • the size of the Agglomera ⁇ te is smaller than the S 3 ⁇ d value of the abrasive grains.
  • the grinding additive can be applied in an application amount ranging from 10 g / m 2 to 500 g / m 2 , preferably from 20 g / m 2 to 400 g / m 2 , particularly preferably from 25 g / m 2 to 250 g / m 2 lies.
  • potassium tetrafluoroborate Schleifmit ⁇ teladditiv have at a grain size of # 400 application amounts in the range of 30 g / m proved 2 to 35 g / m 2 to be particularly advantageous in a grain size of # 36 in the region of 160 g / m 2 up to 180 g / m 2 .
  • Abrasive additive can be used, which was also used in the usual liquid application process.
  • the abrasive additive may for example comprise a salt or consist thereof, in particular containing boron and / or fluorine, particularly Ka ⁇ liumtetrafluoroborat and / or cryolite.
  • the abrasive additive may also contain mica, sand, pigments, fumed silica, carbon, glass, talc, coconut contain and consist of round and / or other mineral substances.
  • the abrasive additive may contain or consist of at least one or more of the following substances:
  • Al 2 O 3 (alumina, corundum)
  • Al (OH) 3 (aluminum hydroxide Hydral 710 / PGA-SD)
  • Ci 2 HioOBrio decabromodiphenyl oxide (flame retardant)
  • FeS 2 iron II disulfide pyrite
  • K3 PO4 potassium phosphate
  • K2HPO4 potassium hydrogen phosphate
  • MoS 2 Molybdenum IV sulfide
  • MgO magnesium oxide
  • the pad of the abrasive precursor may be any pad customary in the abrasive industry, particularly a flexible pad such as a textile pad, a paper, a film, vulcanized fiber, or a combination thereof.
  • the invention is also not limited to particular abrasive grains; the abrasive grain, for example, corundum (in ver ⁇ different variants, in particular white aluminum oxide, semi-friable, Blaukorund, zirconia alumina ceramic aluminum oxide and / or Braunko ⁇ round), silicon carbide, cubic boron nitride, diamond, or Mi ⁇ mixtures thereof.
  • the size of the abrasive grains is not essential to the invention.
  • the abrasive may be in various forms of manufacture, for example as a grinding wheel or abrasive belt.
  • the abrasive grains can be bonded to the substrate by means of a known basic binder. It may be a per se known resin et ⁇ wa. Also as a cap binder, a known per se binder can be used, for example, also made of synthetic resin.
  • the size coat can ⁇ contain the other usual ingredients and / or fillers.
  • the capping agent may be a phenolic resin, an epoxy, a urea resin, a melamine resin or an unsaturated polyester resin. Particularly preferably, the capping agent is a phenolic resin or an epoxide.
  • the uncured size coat, onto which the abrasive additive in step b) is applied, may have a viscosity as (so- ⁇ -called for abrasives without further size coat "supersize coat”) and without grinding additive is customary
  • the viscosity setting for a supersize is. known to the skilled person.
  • a part of the cover binder is used to fix the Schleifaddi ⁇ tive. This can be compensated for by using a larger application amount of the capping agent than usual and / or by having the cap binder having a higher resin content than usual.
  • the size coat binder can be applied in an amount ranging from 40 g / m 2 to 700 g / m 2 , preferably from 50 g / m 2 to 600 g / m 2 , particularly preferably from 60 g / m 2 to 500 g / m 2 personallytra ⁇ gen are.
  • the solids content may be about in the range of 40 wt .-% to 95 wt .-%, preferably from 45 wt .-% to 93 wt .-%, particularly preferably from 50 wt .-% to 90 wt .-%.
  • On ⁇ contract amounts and the solids content can be dependent on the size of the abrasive grains. For example, with a grain size of P400, a coating amount of 67 g / m 2 and a solid ⁇ share be suitable, while with a particle size of P24, an application rate of 430 g / m 2 and a solids content of 88% may be before ⁇ more advantageous.
  • a coated abrasive ⁇ medium which it is ⁇ mbolich by a process as described above.
  • a grinding agent comprises a sub ⁇ location, a plurality of abrasive grains which are bonded to the backing, a size coat, wherein the abrasive grains are at least partially covered, and at least an abrasive additive, which was applied dry and is bound by the size coat.
  • the abrasive additive is distributed more homogeneously parallel to the surface of the abrasive than in conventional wet application.
  • a large part of the particles of the abrasive additive is in the vicinity of the surface of the top coat ⁇ layer.
  • the average application amount of the particles of the abrasive additive deviates above the abrasive grains from the average coating weight of the particles of the Schleifad ⁇ ditivs between the abrasive grains to less than 60%, preferably by less than 50%, more preferably by less than 40% from.
  • Order volume is understood to mean the mass occupancy per area, which can be expressed in g / m 2 .
  • the particles of the abrasive additive are thus neither particularly enriched between the Schleifkör ⁇ nern above the abrasive grains and thus visibly more homogeneous than distributed with roller application over the entire surface.
  • "Above the abrasive grains” means in that the particles of the abrasive additive are arranged on the side facing away from the pad of the abrasive grains.
  • the ratio of the layer thickness of the Schleifad ⁇ ditivs above the abrasive grains to the layer thickness of the abrasive additive ⁇ between the abrasive grains is at least 30%, preferably at least 50%, more preferably at least 70%.
  • a derar ⁇ tiges ratio means that above the abrasive grains, a larger relative proportion of the abrasive additive is, as is the case with conventional, liquid-coated abrasive.
  • the layer thickness of the abrasive additive at the tips of the abrasive grains is very low, so that uncoated grain tips are visible from the eye. The layer thickness can be measured by measuring a photo of a
  • Section view of the abrasive can be determined.
  • the photo can be taken by a microscope.
  • the invention also relates to the use of an abrasive produced by the method described above for processing a surface, in particular a surface containing or consisting of at least one metal, in particular stainless steel, titanium and / or at least one so-called superalloy.
  • the superalloys can be, for example, nickel-base alloys, cobalt alloys, nickel / iron alloys or hard bronze, Such superalloys are known, for example, under the trade names Inconel, Waspaloy or Rene Drawings explained.
  • Figures la and lb are schematic sectional views of a first known grinding agent having been wet ⁇ risonm abrasive additive before and after use;
  • Figures 2a and 2b are schematic sectional views of a first inventive abrasive having tro ⁇ CKEN deposited abrasive additive before and after use;
  • Figure 4 is a photograph of a top view of a
  • Figure 5 is a photograph of a top view of a
  • Figure 6 is a photograph of a top view of a
  • Figure 7 is a photograph of a top view of a
  • Fig. 8 is a photograph of a sectional view of a fourth comparative example
  • Figure 9 is a photograph of a sectional view of a fourth abrasive according to the invention.
  • FIG. la conventional beschich ⁇ preparing abrasive includes a backing 1, abrasive grains 3 that are bonded to the backing 1 by means of a base connector 2 and a size coat 4 which covers the abrasive grains.
  • a liquid additional coating 6 was applied by means of rollers, which contains a multiplicity of particles 5 of a grinding additive. By rolling, the particles 5 were substantially enriched between the individual abrasive grains 3. In this way, a large part of the particles 5 when processing a surface does not come into contact with this.
  • Abrasive 1 as shown in Figure lb, a portion of the abrasive grains 3 has been removed. However, many particles 5 of the abrasive additive have remained unused until then, which is economically very ineffective.
  • Figure 2a shows an inventive abrasive ⁇ medium, in which the abrasive additive was applied dry as explained in more detail below.
  • the particles 5 of the abrasive additive are arranged in the vicinity of the outer surface of the cover binder 4. They are also homogeneous ver ⁇ shares over this surface and not concentrated in the areas between the abrasive grains. 3 In this way, a greater proportion of the particles 5 of the abrasive additive comes with a to be processed upper ⁇ surface in contact and can then its desired effect entfal ⁇ th. This major component is removed in the example shown in Figure 2b used condition of the abrasive 1.
  • abrasive precursors were first prepared. These held a pad 1 of vulcanized fiber of thickness 0.8 mm. With ⁇ means of a base connector 2 abrasive grains were 3 consists of two ver ⁇ different Korundsectionn the sizes # 36 and # 50 in an amount of 800 g / m 2 (particle size # 36) and 570 g / m 2 (particle size # 50) to the Pad 1 bound. The make coat binder 2 of phenol resin ⁇ and chalk in an amount of 178 g / m 2 (particle size
  • the potassium tetrafluoroborate powder was purchased from Solvay Fluor GmbH, 30173 Hannover, Germany.
  • the size distribution of the particles of the powder is given by the cumulative distribution in FIG.
  • the potassium tetrafluoroborate particles had in all the examples (both as a dry powder in the inventive examples as well as dispersed particles in thewheresbeispie ⁇ len) each ym an average size of 25th
  • FIGS. 4 to 7 show photographs of top views of the coated abrasives 8 to 11 according to Table 2.
  • FIGS. 4 and 5 thus show abrasives having a grain size # 36, FIG. 4 showing a grinding wheel with a dry-applied abrasive additive according to the invention and
  • FIGS. 4 and 5 thus show abrasives having a grain size # 36, FIG. 4 showing a grinding wheel with a dry-applied abrasive additive according to the invention
  • the particles of the abrasive additive according to the inventive, dry application ( Figures 4 and 6) on the surface of the abrasive and especially also above the individual abrasive grains available.
  • the particles of the abrasive additive are distributed substantially homogeneously over the surface.
  • the particles of the abrasive additive have penetrated further between the abrasive grains and are therefore practically no longer visible.
  • FIG. 8 shows a photograph of a sectional view through a conventional abrasive, wherein the Schleifad is ⁇ ditiv embedded in a liquid-applied additional coating 6. 5 As can be clearly seen here, a large part of the abrasive additive is in the areas between the abrasive grains 3, where it can not develop its intended effect, however.
  • FIG. 9 shows a photograph of a sectional view through another abrasive according to the invention.
  • the abrasive grains 3 are bonded 0.8 mm using a basic binder to a base 2 1 of Vul ⁇ kanfiber the starch.
  • Base 1 base binder 2 and abrasive grains 3 are covered by a layer of top coat 4 berdeckt.
  • Above this layer there is another layer of dry-applied abrasive additive 5.
  • the layer of abrasive additive 5 has a substantially homogeneous thickness.
  • the abrasive additive 5 has practically not penetrated into the layer of cap binder 4.
  • the particles of the abrasive additive 5 are bound directly by the cap 4. Thus, it requires no further binder, as it is required in herkömmli ⁇ Chen, wet application of the additional coating.
  • Figure 10 shows Abbott curves of several abrasives determined according to DIN EN ISO 4287.
  • the first curve (1) was measured on a pad to which an abrasive grain mixture of corundum was bonded. This mixture contained semi-precious corundum of grade P120 and ceramic corundum grade # 120.
  • This pad had a height difference of 436 ym. Below the height difference, the difference of the heights of a remote from the substrate farthest point on the surface and one of the pad closest to lie ⁇ constricting point on the surface is understood here and below; the height difference is thus equal to the difference of the ordinate values of the Abbott curve at 0% and at 100%.
  • the second curve (2) resulted with a height difference of 368 ym.
  • the third curve (3) was determined for an abrasive according to the invention, in which potassium tetrafluoroborate (KBF 4 ) with an average particle size of 25 ⁇ m and in an amount of about 64 g / m 2 was applied dry; the height difference is 386 ym.
  • the fourth graph (4) shows the result for a conventional grinding ⁇ medium, in which the potassium tetrafluoroborate was applied in a dispersion; it resulted in a height difference of 288 ym. The dispersion was applied in an amount of 120 g / m 2 , which resulted in an application rate of 54 g / m 2 of potassium tetrafluoroborate.
  • the third curve (3) of the inventive abrasive article is material proportions of less than about 15% above the fourth curve (4) of the hergrommli ⁇ chen abrasive, while it is at higher material shares lower. This is due to the fact that with dry application relatively many of the particles of the grinding additive in the region of the highest elevations (ie in the range of

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Schleifmittels, welches die folgenden Schritte enthält: a) Herstellung oder Bereitstellung eines Schleifmittel-Vorprodukts, umfassend eine Unterlage, eine Vielzahl von Schleifkörnern, welche an die Unterlage gebunden sind, sowie mindestens eine Schicht eines ungehärteten Deckbinders, welcher die Schleifkörner zumindest teilweise bedeckt, wobei der oberste Deckbinder ungehärtet ist; b) Aufbringung mindestens eines Schleifadditivs auf den obersten, ungehärteten Deckbinder; c) Härtung des obersten Deckbinders. Erfindungsgemäss wird das Schleifadditiv in Schritt b) in trockener Form aufgebracht. Weiterhin sind ein beschichtetes Schleifmittel sowie eine Verwendung eines beschichteten Schleifmittels zur Bearbeitung einer Oberfläche offenbart.

Description

Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Schleifmittels, beschichtetes Schleifmittel und Verwendung eines beschichteten Schleifmittels
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Schleifmittels, ein beschichtetes Schleif¬ mittel und die Verwendung eines beschichteten Schleifmittels.
Mit flexiblen Schleifmitteln wie beispielsweise Schleifbändern oder Fiberscheiben kann eine Vielzahl von Oberflächen bearbeitet werden. Einige Oberflächen, wie beispielsweise solche aus rost¬ freiem Stahl, erfordern eine Zusatzbeschichtung des Schleifmittels mit so genannten Schleifadditiven („grinding aids") . Als Schleifadditive kommen üblicherweise Salze zum Einsatz, welche vornehmlich die Elemente Bor und/oder Fluor enthalten. Typische Vertreter sind Kaliumtetrafluoroborat (KBF4) und Kryolith
( a3AlF6 = Aluminiumtrinatriumhexafluorid) . Eine derartige Zu¬ satzbeschichtung kann beispielsweise die Lebensdauer eines
Schleifmittels und damit auch die Gesamtabtragsmenge um ein Vielfaches verlängern.
Bei der Herstellung dieser herkömmlich beschichteten Schleifmittel wird die Zusatzbeschichtung als flüssige Mischung aufgetra¬ gen, die neben dem eigentlichen Schleifadditiv noch ein Bindemittel, ein Lösungsmittel (wie beispielsweise Wasser) und gege¬ benenfalls Farben, Rheologieadditive, Netzmittel, Entschäumer oder Füllstoffe enthalten kann. Diese flüssige Mischung wird auf ein Schleifmittel-Vorprodukt aufgetragen, welches eine Unterla¬ ge, eine Vielzahl von Schleifkörnern sowie mindestens einen gehärteten ersten Deckbinder umfasst. Anschliessend wird die flüs¬ sig aufgetragene Zusatzbeschichtung gehärtet, beispielsweise durch Erhitzen, so dass sich eine zweite Deckbinderschicht er¬ gibt. Alternativ kann die Zusatzbeschichtung auch auf ein
Schleifmittel-Vorprodukt aufgetragen werden, welches nur eine Unterlage, einen Grundbinder und Schleifkörner enthält, jedoch keinen Deckbinder. Die gehärtete Zusatzbeschichtung bildet dann den einzigen Deckbinder.
Dieses Herstellungsverfahren ist jedoch recht aufwändig, da zu¬ nächst eine das Schleifadditiv enthaltende Suspension angefertigt und diese nach dem Auftragen wieder gehärtet werden muss. Darüber hinaus wird die flüssige Zusatzbeschichtung üblicherwei¬ se mittels eines Walzverfahrens aufgetragen. Nachteilig beim Walzenauftrag ist, dass sich das Schleifadditiv in den Vertie¬ fungen zwischen den einzelnen Schleifkörnern anreichert, wohingegen die Spitzen der Schleifkörner mit nur wenig Schleifadditiv bedeckt werden, was der Standzeit und der Schleifleistung abträglich ist. In der Regel erreicht ein Schleifmittel bereits das Ende seiner Standzeit, wenn die Schleifkörner nur bis auf etwa 40 % der anfänglichen Höhe abgenutzt sind. Partikel des Schleifadditivs , welche sich unterhalb dieses Niveaus befinden, kommen nicht mit der bearbeiteten Oberfläche nicht in Berührung. Dieser Teil des Schleifadditivs kann also seinen Zweck gar nicht erst erfüllen, was äusserst unökonomisch ist.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die
Nachteile im Stand der Technik zu überwinden und insbesondere ein Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Schleifmittels bereitzustellen, welches ökonomisch und einfach ausführbar ist und welches eine möglichst effektive Verteilung des Schleifaddi¬ tivs in den Bereichen des Schleifmittels garantiert, die mit der zu bearbeitenden Oberfläche tatsächlich in Kontakt geraten.
Diese Aufgabe wird zum einen gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Schleifmittels, welches die folgen¬ den Schritte enthält: a) Herstellung oder Bereitstellung eines Schleifmittel- Vorprodukts, umfassend eine Unterlage, eine Vielzahl von Schleifkörnern, welche an die Unterlage gebunden sind, sowie mindestens eine Schicht eines ungehärteten Deckbinders, wel¬ cher die Schleifkörner zumindest teilweise bedeckt, wobei der oberste Deckbinder (4) ungehärtet ist; b) Aufbringung mindestens eines Schleifadditivs auf den obers¬ ten, ungehärteten Deckbinder; c) Härtung des obersten Deckbinders.
Erfindungsgemäss wird das Schleifadditiv in Schritt b) in tro¬ ckener Form aufgebracht, insbesondere aufgestreut.
Das Schleifmittel-Vorprodukt kann eine oder mehrere Schichten eines Deckbinders enthalten. Im Falle von zwei Deckbinder- Schichten wird üblicherweise der untere Deckbinder als „Deckbinder 1" oder „size coat" und der obere Deckbinder als „Deckbinder 2" oder „supersize coat" bezeichnet. Für die Erfindung ist es wesentlich, dass der oberste Deckbinder ungehärtet ist, also der Deckbinder, der die äusserste Schicht bildet und von der Unter¬ lage des Schleifmittel-Vorprodukts abgewandt ist.
Das trocken aufgebrachte Schleifadditiv dringt nicht in tiefere Schichten des Deckbinders ein, sondern verbleibt in konzentrierter Menge an dessen Oberfläche. Zudem verteilt sich das Schleif- additiv relativ parallel zur Oberfläche des Schleifmittels und somit deutlich homogener. Es reichert sich also weniger in den Bereichen zwischen den einzelnen Schleifkörnern an. Folglich kann ein grösserer Anteil des aufgetragenen Schleifadditivs in Kontakt mit einer zu bearbeitenden Oberfläche gelangen, als dies beim bisher üblichen flüssigen Auftrag der Fall ist. Daher wird bei dem erfindungsgemässen trockenen Auftrag in den meisten Ausführungsbeispielen weniger Schleifadditiv pro Fläche benötigt, als dies zur Erzielung der gleichen Gesamtabtragsmenge mit einer herkömmlichen flüssigen Beschichtung erforderlich ist. Wird dieselbe Auftragsmenge des Schleifadditivs wie bei einer herkömmli¬ chen flüssigen Beschichtung verwendet, so ergibt sich eine höhe- re Gesamtabtragsmenge. Umgekehrt kann auch die Auftragsmenge der Schleifkörner im Vergleich zu herkömmlichen Schleifmitteln reduziert werden; die hierdurch entstehende Verringerung der Gesamtabtragsmenge kann durch die erfindungsgemässe, trockene Aufbrin¬ gung des Schleifadditivs kompensiert werden. Das erfindungsge¬ mässe Herstellungsverfahren ist damit deutlich ökonomischer. Da zwischen den Schleifkörnern nur vergleichsweise wenig Schleifadditiv vorhanden ist, verbleibt dort zudem mehr Spanraum, in den beim Schleifen entstehender Abrieb aufgenommen werden kann; auch dies führt zu einer Erhöhung der Standzeit.
Wie ebenfalls festgestellt wurde, kann auch ein trocken aufge¬ tragenes Schleifadditiv allein durch Härtung des Deckbinders fest an diesen gebunden werden. Das Schleifadditiv wird dabei durch den noch ungehärteten Deckbinder fixiert, da dieser durch Kapillarkräfte in das trockene Schleifadditiv migrieren kann. Durch diese Art der Herstellung entfällt ausserdem die Notwendigkeit, zunächst eine flüssige Zusatzbeschichtung herzustellen und diese anschliessend durch einen zusätzlichen Prozessschritt wieder zu härten.
Des Weiteren wurde erkannt, dass zumindest bei Schleifmitteln mit einer einzigen Deckbinderschicht ein trocken aufgetragenes Schleifadditiv zu einer weitaus besseren Fixierung der Schleifkörner führt, als dies bei nass aufgetragenem Schleifadditiv der Fall ist. Die Schleifkörner brechen also bei der Bearbeitung einer Oberfläche weniger leicht heraus. Dieser Effekt ist bei ho¬ hen Auftragsmengen des Schleifadditivs besonders ausgeprägt. Beim herkömmlichen Nassauftrag ist das Schleifadditiv in einer Richtung senkrecht zur Unterlage relativ homogenen verteilt, so dass sich ein vergleichsweise hoher Anteil in der Nähe oder so¬ gar in direktem Kontakt mit den Schleifkörnern befindet. Die Bindungskraft zwischen Schleifkörnern und Deckbinder wird hierdurch herabgesetzt. Im Gegensatz dazu befindet sich in gleicher Menge trocken aufgetragenes Schleifadditiv im Mittel in einem grösseren Abstand von den Schleifkörnern, so dass die Bindung zwischen Schleifkörnern und Deckbinder hierdurch weniger oder gar nicht beeinträchtigt wird.
Unter „trocken" wird im Rahmen der Erfindung verstanden, dass das Schleifadditiv nicht als dispergierter oder suspendierter Bestandteil einer flüssigen Dispersion bzw. Suspension aufgetragen wird. Es ist nicht ausgeschlossen, dass das Schleifadditiv an seiner äusseren Oberfläche flüssige Anhaftungen aufweist, die beispielsweise durch die Luftfeuchtigkeit entstehen können. Ins¬ gesamt sollte im Rahmen der Erfindung ein allfälliger Flüssigkeitsanteil des im Schritt b) aufgetragenen Materials aber ge¬ ringer als 5 Gew.-% und bevorzugt geringer als 1 Gew.-% sein. In vielen Ausführungsbeispielen erlaubt ein derart geringer Flüssigkeitsanteil, dass das Schleifadditiv rieselfähig ist und da¬ her einfach aufgebracht werden kann.
Unter einem „Schleifadditiv" wird hier und im Folgenden ein Stoff verstanden, der mindestens eine, bevorzugt mehrere der folgenden Eigenschaften besitzt: Reduktion der beim Schleifen auftretenden Temperatur, insbesondere aufgrund einer Schmierwirkung; Reduktion der Temperatur durch Schmelzen und Rekristallisieren des Schleifadditivs ; Verhinderung des Piatierens mit Me¬ tall (so genanntes „Verglasen") ; Verhinderung der Oxidation der bearbeiteten Oberfläche (Oxide sind häufig härter und daher schwerer zu zerspanen als Metall); und/oder Verhinderung einer Umwandlung der Struktur der Schleifkörner, beispielsweise von Alphakorund zum spröderen Spinell.
Das Schleifadditiv kann in Schritt b) in Form eines Pulvers, in Form von Flocken, in Form von Fasern, in Form von Agglomeraten und/oder in Form von Kapseln aufgebracht, insbesondere aufge¬ streut werden. Unter einem Agglomerat wird hier und im Folgenden eine Anhäufung von vorher losen Einzelteilchen zu einem verfes- tigten Verbund verstanden. Die Verfestigung kann beispielsweise mittels einer zusätzlichen Substanz und etwa durch Pressen, Härten, Trocknen und/oder Bestrahlen erfolgen. Bei einer Kapsel ist das Schleifadditiv von einer Hülle umgeben, die beispielsweise Wachse, Fette und/oder Polymerlösungen enthalten oder daraus bestehen kann. Die Herstellung derartiger Kapseln an sich ist dem Fachmann bekannt.
Die Kapseln können neben dem Schleifmitteladditiv auch flüssige Bestandteile enthalten. Sofern diese flüssigen Bestandteile je¬ doch durch die Hülle umgeben sind und aus dieser nicht austreten können, so werden diese Kapseln im Rahmen der Erfindung dennoch als „trocken" und streubar angesehen.
Vorteilhafterweise hat zumindest ein Grossteil der Partikel des Schleifadditivs eine Grösse, die im Bereich von 0,1 ym bis 2 mm liegt, bevorzugt von 0,1 ym bis 0,5 mm, besonders bevorzugt von 0,1 ym bis 0,1 mm. Bevorzugt sollten mindestens 90 Gew . ~6 , wei ter bevorzugt mindestens 95 Gew.-%, noch weiter bevorzugt min¬ destens 99 Gew.-% der Partikel und besonders bevorzugt alle Par¬ tikel des Schleifadditivs eine Grösse in diesem Bereich haben.
Der dS9o-Wert der Grössenverteilung der Partikel des Schleifaddi¬ tivs kann im Bereich von 1 ym bis 5 ym liegen; der dsso-Wert kann im Bereich von 10 ym und 40 ym liegen; der dsio-Wert kann im Bereich von 20 ym bis 100 ym liegen. Dabei bedeutet beispielsweise ein dS9o-Wert von 3 ym, dass 90 Gew.-% der Partikel des Schleif¬ additivs eine Grösse von 3 ym oder mehr haben.
Es ist ebenfalls zweckmässig, wenn die mittlere Grösse der Par¬ tikel des Schleifadditivs geringer ist als die mittlere Grösse der Schleifkörner . Hierdurch können die Partikel des Schleifadditivs sowohl die Oberflächen der Schleifkörner als auch die Zwischenräume dazwischen gleichmässig überdecken. Falls das Schleifadditiv in Form von Agglomeraten oder Kapseln vorliegt, so ist das Verhältnis aus mittlerem Durchmesser der Agglomerate zum mittleren Durchmesser der Schleifkörner bevorzugt kleiner als 5, weiter bevorzugt kleiner als 3 und noch weiter bevorzugt kleiner als 2. Besonders bevorzugt ist der mittlere Durchmesser der Agglomerate kleiner als der mittlere Durchmesser der
Schleifkörner . Ebenfalls bevorzugt ist die Grösse der Agglomera¬ te kleiner als der dS3~Wert der Schleifkörner .
Das Schleifadditiv kann in einer Auftragsmenge aufgetragen werden, die im Bereich von 10 g/m2 bis 500 g/m2, bevorzugt von 20 g/m2 bis 400 g/m2, besonders bevorzugt von 25 g/m2 bis 250 g/m2 liegt. Bei Verwendung von Kaliumtetrafluoroborat als Schleifmit¬ teladditiv haben sich bei einer Korngrösse von # 400 Auftragsmengen im Bereich von 30 g/m2 bis 35 g/m2 als besonders günstig erwiesen, bei einer Korngrösse von # 36 im Bereich von 160 g/m2 bis 180 g/m2.
Wie oben bereits ausgeführt wurde, genügen derartige, im Ver¬ gleich zum Stand der Technik geringe Auftragsmengen, um einen zufrieden stellenden Gesamtabtrag zu erzielen. Insbesondere ent¬ sprechen die oben genannten Auftragsmengen für Kaliumtetrafluoroborat in etwa den Auftragsmengen, wie sie bei einer herkömmlichen, flüssigen Beschichtung mit Kaliumtetrafluoroborat Verwendung finden; die Gesamtabtragsmenge ist jedoch deutlich höher als bei der herkömmlichen, flüssigen Beschichtung.
In dem erfindungsgemässen Verfahren kann jeder Stoff als
Schleifadditiv verwendet werden, der auch in den bisher üblichen flüssigen Auftragsverfahren eingesetzt wurde. Das Schleifadditiv kann beispielsweise ein Salz enthalten oder daraus bestehen, welche insbesondere Bor und/oder Fluor enthält, insbesondere Ka¬ liumtetrafluoroborat und/oder Kryolith.
Alternativ oder zusätzlich kann das Schleifadditiv auch Glimmer, Sand, Pigmente, pyrogene Kieselsäure, Karbon, Glas, Talkum, Ko- rund und/oder andere mineralische Stoffe enthalten oder daraus bestehen .
Insbesondere kann das Schleifadditiv mindestens einen oder mehrere der folgenden Stoffe enthalten oder daraus bestehen:
- AI2O3 (Aluminiumoxid, Korund)
- AI (OH) 3 (Aluminiumhydroxid Hydral 710 / PGA-SD)
- AICI3 (Aluminiumchlorid)
- BN (Bornitrid, hexagonal)
- BaBr2 (Bariumbromid)
- CaF2 (Calciumfluorid, Flussspat)
- CaCl2 (Calciumchlorid)
- CaBr2 (Calciumbromid)
- C (Graphit)
- C10H4CI4 (Tetrachlornaphthalin)
- C7HsBr5 ( Pentabromtoluen)
- C9H2CI6O3 (Chlorendic Anhydride)
- Ci2Hi8Br6 (Hexabromcyclododecan)
- Ci2HioOBrio ( Decabromdiphenyloxid (Flammschutzmittel) )
- C18H12CI12 (Dechloran A (Flammschutzmittel) )
- CaC03 (Calciumcarbonat)
- Ca3(P04)2 (Calciumphosphat )
- Ca (OH) 2 (Calciumhydroxid)
- (CH2CHCl)n (Polyvinylchlorid, PVC)
- CS2SO4 (Cäsiumsulfat)
- CuS04 (Kupfersulfat)
- C0SO4 (Cobaltsulfat)
- C20H22CI20 (halogenierte Paraffine Chlorez 700, 760)
- FeS2 (Eisen-II-disulfid Pyrit)
- FeS04 (Eisensulfat)
- KBF4 (Kaliumfluoroborat ) K3A1F6 (Kaliumfluoroaluminat )
K2TiF6 (Kaliumfluorotitanat)
KCl (Kaliumchlorid)
K4 P2O7 (Kaliumpyrophosphat )
K2 S O4 (Kaliumsulfat)
KN02 (Kaliumnitrit)
K3 PO4 (Kaliumphosphat)
K2HPO4 (Kaliumhydrogenphosphat)
Li2S04 . H20 (Lithiumsulfat)
MgF (Magnesiumfluorid)
MoS2 (Molybdän-IV-sulfid)
M0O3 (Molybdän-VI-oxid)
MnS (Mangan-II-sulfid)
MgO (Magnesiumoxid)
Mg (OH) 2 (Magnesiumhydroxid)
MgCC>3 (Magnesiumcarbonat )
MgC03 Mg (OH) 2 3 H20 (Nesquehonit )
MgO C02 H20 (Magnesiumcarbonat-Subhydrat)
MgS04 . 7 H20 (Magnesiumsulfat)
MnS04 (Mangansulfat)
MgCl2 (Magnesiumchlorid)
MgBr2 (Magnesiumbromide)
a3AlF6 (Natriumfluoroaluminat , Kryolith) NaBF4 (Natriumfluoroborat)
Na2 [B4O5 (OH) 4] · 8 H20 (Natriumborat, Borax) (NH4) 3AIF6 (Ammoniumfluoroaluminat )
NaCl (Natriumchlorid)
Na4P207 10 H20 (Natriumpyrophosphat ) Na2Si03 9 H20 (Natriumsilikat)
NH4CI (Ammoniumchlorid) - ( H4)2S04 (Ammoniumsulfat)
- ( H4)3P04 (Ammoniumphosphat)
- a2C03 10 H2O (Natriumcarbonat , Kristallsoda)
- Na2SC>4 10 H2O (Natriumsulfat, Glaubersalz)
- NaN02 (Natriumnitrit)
- Na3PC>4 (Natriumphosphat)
- PbCl2 (Blei-II-chlorid)
- Pb (Blei)
- S3Sb2 (Antimon-III-sulfid)
- Sb2Ü3 (Antimonoxid)
- Sn (Zinn)
- Se .. (Selenide)
- Te .. (Telluride)
- ZnS (Zink-II-sulfid)
- Zn2P2Ü7 (Zinkpyrophosphat)
- 2 ZnO 3 B203 3.5 H20 (Zinkborat, Firebrake)
- 4ZnO B203 H20 (Zinkborat, Firebrake 415)
Die Unterlage des Schleifmittel-Vorprodukts kann jede in der Schleifmittelindustrie übliche Unterlage sein, insbesondere eine flexible Unterlage, wie beispielsweise eine textile Unterlage, ein Papier, eine Folie, Vulkanfiber oder eine Kombination davon. Die Erfindung ist ebenfalls nicht auf bestimmte Schleifkörner beschränkt; das Schleifkorn kann beispielsweise Korund (in ver¬ schiedenen Varianten, insbesondere Weisskorund, Halbedelkorund, Blaukorund, Zirkonkorund keramischer Korund und/oder Braunko¬ rund) , Siliziumkarbid, kubisches Bornitrid, Diamant oder Mi¬ schungen davon sein. Auch die Grösse der Schleifkörner ist nicht wesentlich für die Erfindung. Das Schleifmittel kann in unterschiedlichen Konfektionsformen vorliegen, beispielsweise als Schleifscheibe oder als Schleifband. Die Schleifkörner können mithilfe eines an sich bekannten Grundbinders an die Unterlage gebunden werden. Dabei kann es sich et¬ wa um ein an sich bekanntes Kunstharz handeln. Auch als Deckbinder kann ein an sich bekanntes Bindemittel verwendet werden, beispielsweise ebenfalls aus Kunstharz. Der Deckbinder kann zu¬ dem weitere übliche Wirkstoffe und/oder Füllstoffe enthalten.
Der Deckbinder kann ein Phenolharz, ein Epoxid, ein Harnstoffharz, ein Melaminharz oder ein ungesättigtes Polyesterharz sein. Besonders bevorzugt ist der Deckbinder ein Phenolharz oder ein Epoxid. Der ungehärtete Deckbinder, auf den das Schleifadditiv im Schritt b) aufgebracht wird, kann eine Viskosität aufweisen, wie sie für Schleifmittel ohne weitere Deckbinderschicht (so ge¬ nannter „super size coat") und ohne Schleifadditiv üblich ist. Die Viskositätseinstellung für einen Deckbinder ist dem Fachmann bekannt .
Ein Teil des Deckbinders dient zur Fixierung des Schleifaddi¬ tivs. Dies kann dadurch ausgeglichen werden, dass eine grössere Auftragsmenge des Deckbinders als üblich verwendet wird und/oder dass der Deckbinder einen höheren Harzgehalt als üblich aufweist. Beispielsweise kann der Deckbinder in einer Auftragsmenge im Bereich von 40 g/m2 bis 700 g/m2, bevorzugt von 50 g/m2 bis 600 g/m2, besonders bevorzugt von 60 g/m2 bis 500 g/m2 aufgetra¬ gen werden. Der Feststoffgehalt kann etwa im Bereich von 40 Gew.-% bis 95 Gew.-%, bevorzugt von 45 Gew.-% bis 93 Gew.-%, besonders bevorzugt von 50 Gew.-% bis 90 Gew.-% liegen. Die Auf¬ tragsmengen und der Feststoffgehalt können dabei von der Grösse der Schleifkörner abhängen. Beispielsweise kann bei einer Körnung von P400 eine Auftragsmenge von 67 g/m2 und ein Feststoff¬ anteil geeignet sein, während bei einer Körnung von P24 eine Auftragsmenge von 430 g/m2 und ein Feststoffgehalt von 88 % vor¬ teilhafter sein kann. Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein beschichtetes Schleif¬ mittel, welches durch ein wie oben beschriebenes Verfahren er¬ hältlich ist. Ein solches Schleifmittel umfasst also eine Unter¬ lage, eine Vielzahl von Schleifkörnern, welche an die Unterlage gebunden sind, einen Deckbinder, welcher die Schleifkörner zumindest teilweise bedeckt, sowie mindestens ein Schleifadditiv, welches trocken aufgetragen wurde und vom Deckbinder gebunden ist .
Wie bereits ausgeführt wurde, ist das Schleifadditiv parallel zur Oberfläche des Schleifmittels homogener verteilt als beim herkömmlichen Nassauftrag.
Bevorzugt sind mindestens 60 Gew.-%, bevorzugt mindestens 80 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 90 Gew.-% der Partikel des Schleifadditivs in einer Aussenschicht des Schleifmittels angeordnet, deren Dicke höchstens 60 %, bevorzugt höchstens 40 %, besonders bevorzugt höchstens 30 % der gesamten Dicke der Schicht aus Deckbinder und Schleifadditiven beträgt. Mit anderen Worten befindet sich also ein grosser Teil der Partikel des Schleifadditivs in der Nähe der Oberfläche der Deckbinder¬ schicht .
Ebenfalls bevorzugt weicht die durchschnittliche Auftragsmenge der Partikel des Schleifadditivs oberhalb der Schleifkörner von der durchschnittlichen Auftragsmenge der Partikel des Schleifad¬ ditivs zwischen den Schleifkörnern um weniger als 60 %, bevorzugt um weniger als 50 %, besonders bevorzugt um weniger als 40 % ab. Als Auftragsmenge wird auch hier die Massenbelegung pro Fläche verstanden, die in g/m2 angegeben werden kann. Die Partikel des Schleifadditivs sind also weder zwischen den Schleifkör¬ nern noch oberhalb der Schleifkörner besonders angereichert und somit sichtbar homogener als mit Walzenauftrag über die gesamte Oberfläche verteilt. „Oberhalb der Schleifkörner" bedeutet da- bei, dass die Partikel des Schleifadditivs auf der der Unterlage abgewandten Seite der Schleifkörner angeordnet sind.
Bevorzugt beträgt das Verhältnis der Schichtdicke des Schleifad¬ ditivs oberhalb der Schleifkörner zur Schichtdicke des Schleif¬ additivs zwischen den Schleifkörnern mindestens 30 %, bevorzugt mindestens 50 %, besonders bevorzugt mindestens 70 %. Ein derar¬ tiges Verhältnis bedeutet, dass sich oberhalb der Schleifkörner ein grösserer relativer Anteil des Schleifadditivs befindet, als dies bei herkömmlichen, flüssig beschichteten Schleifmittel der Fall ist. Bei herkömmlicher Auftragsweise ist die Schichtdicke des Schleifadditivs an den Spitzen der Schleifkörner sehr gering, so dass unbeschichtete Kornspitzen vom Auge sichtbar sind. Die Schichtdicke kann durch Ausmessen an einem Foto einer
Schnittansicht des Schleifmittels bestimmt werden. Das Foto kann dabei durch ein Mikroskop aufgenommen werden.
Schliesslich betrifft die Erfindung auch die Verwendung eines mit dem oben beschriebenen Verfahren hergestellten Schleifmittels zur Bearbeitung einer Oberfläche, insbesondere einer Oberfläche, die mindestens ein Metall enthält oder daraus besteht, insbesondere rostfreien Stahl, Titan und/oder mindestens eine so genannte Superlegierung . Bei den Superlegierungen (englisch: „superalloy" ) kann es sich z.B. um Nickelbasislegierungen, Kobaltlegierungen, Nickel/Eisenlegierungen oder harte Bronze handeln. Derartige Superlegierungen sind beispielsweise unter den Handelsnamen Inconel, Waspaloy oder Rene bekannt. Im Folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele und Zeichnungen erläutert. Dabei zeigen:
Figuren la und lb schematische Schnittansichten eines ersten bekannten Schleifmittels mit nass aufge¬ brachtem Schleifadditiv vor und nach dem Gebrauch; Figuren 2a und 2b schematische Schnittansichten eines ersten erfindungsgemässen Schleifmittels mit tro¬ cken aufgebrachtem Schleifadditiv vor und nach dem Gebrauch;
Figur 3 eine Grössenverteilung von Partikeln eines
Schleifadditivs ;
Figur 4 eine Fotografie einer Draufsicht auf ein
zweites erfindungsgemässes Schleifmittel mit Schleifkörnern der Grösse # 36 und KBF4 als Schleifadditiv, welches trocken in einer Auftragsmenge von 178 g/m2 aufgetragen wurde ;
Figur 5 eine Fotografie einer Draufsicht auf ein
zweites Vergleichsbeispiel eines Schleifmit¬ tels mit Schleifkörnern der Grösse # 36 und KBF4 als Schleifadditiv, welches durch Walzenauftrag flüssig aufgetragen wurde;
Figur 6 eine Fotografie einer Draufsicht auf ein
drittes erfindungsgemässes Schleifmittel mit Schleifkörnern der Grösse # 50 und Schleif¬ additiv, welches trocken aufgetragen wurde;
Figur 7 eine Fotografie einer Draufsicht auf ein
drittes Vergleichsbeispiel eines Schleifmit¬ tels mit Schleifkörnern der Grösse # 50 und Schleifadditiv, welches durch Walzenauftrag flüssig aufgetragen wurde;
Figur 8 eine Fotografie einer Schnittansicht eines vierten Vergleichsbeispiels; Figur 9 eine Fotografie einer Schnittansicht eines vierten erfindungsgemässen Schleifmittels;
Figur 10 Abbott-Kurven mehrerer Schleifmittel.
Das in Figur la schematisch dargestellte herkömmliche beschich¬ tete Schleifmittel enthält eine Unterlage 1, Schleifkörner 3, die mittels eines Grundbinders 2 an die Unterlage 1 gebunden sind, sowie einen Deckbinder 4, der die Schleifkörner 3 bedeckt. Mit Hilfe eines bekannten Walzverfahrens wurde eine flüssige Zu- satzbeschichtung 6 mit Hilfe von Walzen aufgetragen, die eine Vielzahl von Partikeln 5 eines Schleifadditivs enthält. Durch das Walzen wurden die Partikel 5 im Wesentlichen zwischen den einzelnen Schleifkörnern 3 angereichert. Auf diese Weise kommt ein Grossteil der Partikel 5 beim Bearbeiten einer Oberfläche gar nicht in Berührung mit dieser. Nach dem Gebrauch des
Schleifmittels 1 ist, wie in Figur lb ersichtlich, ein Teil der Schleifkörner 3 abgetragen worden. Viele Partikel 5 des Schleifadditivs sind bis zu diesem Zeitpunkt jedoch noch unbenutzt geblieben, was wirtschaftlich äusserst uneffektiv ist.
Im Gegensatz dazu zeigt Figur 2a ein erfindungsgemässes Schleif¬ mittel, bei dem das Schleifadditiv wie unten näher erläutert trocken aufgebracht wurde. Hier sind die Partikel 5 des Schleif- additivs in der Nähe der äusseren Oberfläche des Deckbinders 4 angeordnet. Zudem sind sie homogener über diese Oberfläche ver¬ teilt und nicht in den Bereichen zwischen den Schleifkörnern 3 angereichert. Auf diese Weise kommt ein grösserer Anteil der Partikel 5 des Schleifadditivs mit einer zu bearbeiteten Ober¬ fläche in Kontakt und kann dort seine gewünschte Wirkung entfal¬ ten. Dieser grössere Anteil ist in dem in Figur 2b dargestellten gebrauchten Zustand des Schleifmittels 1 abgetragen.
Zur Herstellung beschichteter Schleifmittel wurde zunächst eine Vielzahl von Schleifmittel-Vorprodukten vorbereitet. Diese ent- hielten eine Unterlage 1 aus Vulkanfiber der Stärke 0,8 mm. Mit¬ tels eines Grundbinders 2 wurden Schleifkörner 3 aus zwei ver¬ schiedenen Korundvarianten der Grössen # 36 und # 50 in einer Menge von 800 g/m2 (Korngrösse # 36) bzw. 570 g/m2 (Korngrösse # 50) an die Unterlage 1 gebunden. Der Grundbinder 2 aus Phenol¬ harz und Kreide wurde in einer Menge von 178 g/m2 (Korngrösse
# 36) bzw. 175 g/m2 (Korngrösse # 50) aufgetragen. Anschliessend wurde ein ungehärteter und daher noch flüssiger Deckbinder 4 aus Phenolharz/Kreide in einer Nassmenge von 650 g/m2 (Korngrösse
# 36) bzw. 450 g/m2 (Korngrösse # 50) aufgetragen.
Auf dieses somit hergestellte Schleifmittel-Vorprodukt wurde in den Beispielen 1 bis 7 gemäss Tabelle 1 und den Beispielen 8 bis 11 gemäss Tabelle 2 Kaliumtetrafluoroborat (KBF4) als Schleifad¬ ditiv aufgetragen.
Das Kaliumtetrafluoroborat-Pulver wurde von der Firma Solvay Fluor GmbH, 30173 Hannover, Deutschland bezogen. Die Grössenver- teilung der Partikel des Pulvers ist durch die Summenverteilung in Figur 3 gegeben.
In den Vergleichsbeispielen 1, 9 und 11 wurde das Schleifadditiv in Form einer flüssigen Zusatzbeschichtung aufgebracht. Diese flüssige Zusatzbeschichtung hatte die folgende Zusammensetzung:
Phenolharz 75% 12 Gew.-%
KBF4 50 Gew.-%
Kryolith 10 Gew.-%
Wasser 17 Gew.-%
Farbstoff, Netzmittel, Ti02, Weichmacher, 11 Gew.-% Verdicker Zur Herstellung der erfindungsgemässen Beispiele 2 bis 8 und 10 wurde pulverförmiges Kaliumtetrafluoroborat (KBF4) in trockener Form auf den noch ungehärteten Deckbinder aufgetragen. Das Kaliumtetrafluoroborat wurde mit Hilfe einer an sich bekannten Auf¬ tragsstation für pulverförmige Medien gleichmässig auf das
Schleifmittel-Vorprodukt aufgebracht. Die Auftragsmengen sind in den Tabellen 1 und 2 wiedergegeben.
Die Kaliumtetrafluoroborat-Partikel hatten in allen Beispielen (sowohl als trockenes Pulver in den erfindungsgemässen Beispielen als auch als dispergierte Partikel in den Vergleichsbeispie¬ len) jeweils eine mittlere Grösse von 25 ym.
Tabelle 1 dokumentiert für die Schleifmittel gemäss Beispielen 1 bis 7 den Gesamtabtrag, der mit diesen Schleifmitteln mit
Schleifkörnern der Korngrösse # 36 erzielt werden konnte. Zur Bestimmung dieses Gesamtabtrags wurde das gehärtete Schleifmit¬ tel zu Schleifscheiben mit einem Durchmesser von 180 mm gestanzt. Die Schleifscheiben wurden an einer Schleifmaschine be¬ festigt, mit einer Schnittgeschwindigkeit von 33,6 m/s betrieben und mit einer Kraft von 50 N senkrecht nacheinander auf eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten, 4 mm dicken Platten aus rostfreiem Stahl (X5CrNil8-10 1.4301) angedrückt. Der Tangenti- alvorschub betrug 1,5 m/min, wobei mit einer Kontaktwalze ge¬ schliffen wurde. Durch Differenzmessung wurde für jede Platte einzeln die Menge des abgetragenen Materials bestimmt. Die Bear¬ beitung wurde so lange durchgeführt, bis die Abtragsmenge pro Platte auf ca. 35 % der Abtragsmenge der ersten Platte gefallen war. In Tabelle 1 sind der hiermit erzielte Gesamtabtrag und der Belagsverlust angegeben, also die Masse der ursprünglichen
Schleifscheibe, die während der Bearbeitung von dieser abgetra¬ gen wurde .
Wie aus Tabelle 1 ersichtlich ist, ist bei erfindungsgemässem, trockenem Auftrag (Beispiel Nr. 3) gegenüber dem üblichen, nas- sen Auftrag (Beispiel Nr. 1) nur in etwa halb soviel Schleifad¬ ditiv nötig, um ungefähr den gleichen Gesamtabtrag zu erreichen.
Tabelle 1
Figure imgf000020_0001
Die Figuren 4 bis 7 enthalten Fotografien von Draufsichten auf die beschichteten Schleifmittel 8 bis 11 gemäss Tabelle 2. Die Figuren 4 und 5 zeigen also Schleifmittel mit einer Korngrösse # 36, wobei Figur 4 eine Schleifscheibe mit erfindungsgemäss trocken aufgetragenem Schleifadditiv zeigt und Figur 5 ein
Schleifmittel mit nass aufgetragenen Schleifadditiv . Die Figuren 6 und 7 zeigen Schleifmittel mit Korngrösse # 50.
Wie aus dem Vergleich der Figuren hervorgeht, sind die Partikel des Schleifadditivs nach dem erfindungsgemässen, trockenen Auftrag (Figuren 4 und 6) an der Oberfläche des Schleifmittels und insbesondere auch oberhalb der einzelnen Schleifkörner vorhanden. Zudem sind die Partikel des Schleifadditivs im Wesentlichen homogen über die Oberfläche verteilt. Bei den Vergleichsbeispie¬ len mit nassem Auftrag (Figuren 5 und 7) hingegen sind die Partikel des Schleifadditivs weiter zwischen die Schleifkörner eingedrungen und daher praktisch nicht mehr sichtbar.
Tabelle 2
Figure imgf000021_0001
In Figur 8 ist eine Fotografie einer Schnittansicht durch ein herkömmliches Schleifmittel dargestellt, bei dem das Schleifad¬ ditiv 5 in einer flüssig aufgebrachten Zusatzbeschichtung 6 eingebettet ist. Wie hier deutlich zu erkennen ist, befindet sich ein grosser Teil des Schleifadditivs in den Bereichen zwischen den Schleifkörnern 3, wo es seine vorgesehene Wirkung jedoch gar nicht entfalten kann.
Figur 9 zeigt eine Fotografie einer Schnittansicht durch ein weiteres erfindungsgemässes Schleifmittel. Die Schleifkörner 3 sind mithilfe eines Grundbinders 2 an einer Unterlage 1 aus Vul¬ kanfiber der Stärke 0,8 mm gebunden. Unterlage 1, Grundbinder 2 und Schleifkörner 3 sind von einer Schicht aus Deckbinder 4 ü- berdeckt. Oberhalb dieser Schicht befindet sich eine weitere Schicht aus trocken aufgetragenem Schleifadditiv 5. Wie auch aus dieser Abbildung hervorgeht, weist die Schicht aus Schleifaddi¬ tiv 5 eine im Wesentlichen homogene Dicke auf. Zudem ist erkennbar, dass das Schleifadditiv 5 praktisch nicht in die Schicht aus Deckbinder 4 eingedrungen ist. Ausserdem werden die Partikel des Schleifadditivs 5 direkt durch den Deckbinder 4 gebunden. Es bedarf also keines weiteren Bindemittels, wie es beim herkömmli¬ chen, nassen Auftrag der Zusatzbeschichtung erforderlich ist.
In Figur 10 sind Abbott-Kurven mehrerer Schleifmittel gezeigt, die gemäss DIN EN ISO 4287 bestimmt wurden. Die erste Kurve (1) wurde an einer Unterlage gemessen, an die eine Schleifkorn- Mischung aus Korund gebunden war. Diese Mischung enthielt Halb- edelkorund der Körnung P120 und keramischen Korund der Körnung #120. Diese Unterlage wies eine Höhendifferenz von 436 ym auf. Unter der Höhendifferenz wird hier und im Folgenden die Differenz der Höhen eines von der Unterlage am weitesten entfernten Punktes der Oberfläche und eines der Unterlage am nächsten lie¬ genden Punktes der Oberfläche verstanden; die Höhendifferenz ist also gleich der Differenz der Ordinatenwerte der Abbott-Kurve bei 0 % und bei 100 %.
Nach Auftragen eines Deckbinders ergab sich die zweite Kurve (2) mit einer Höhendifferenz von 368 ym. Die dritte Kurve (3) wurde für ein erfindungsgemässes Schleifmittel bestimmt, bei dem Kali- umtetrafluoroborat (KBF4) einer mittleren Korngrösse von 25 ym und in einer Menge von etwa 64 g/m2 trocken aufgetragen wurde; die Höhendifferenz beträgt hier 386 ym. Im Vergleich dazu zeigt die vierte Kurve (4) das Ergebnis für ein herkömmliches Schleif¬ mittel, bei dem das Kaliumtetrafluoroborat in einer Dispersion aufgetragen wurde; es ergab sich eine Höhendifferenz von 288 ym. Die Dispersion wurde in einer Menge von 120 g/m2 aufgetragen, was eine Auftragsmenge von 54 g/m2 des Kaliumtetrafluoroborats ergab .
Wie an Figur 10 zu erkennen ist, liegt die dritte Kurve (3) des erfindungsgemässen Schleifmittels bei Materialanteilen von weniger als etwa 15 % oberhalb der vierten Kurve (4) des herkömmli¬ chen Schleifmittels, während sie bei höheren Materialanteilen darunter liegt. Dies ist darauf zurückzuführen, dass sich bei trockenem Auftrag relativ viele der Partikel des Schleiadditivs im Bereich der höchsten Erhebungen (also im Bereich einer
Schneideraumtiefe von 0 ym) befinden. Bei nassem Auftrag gemäss Kurve (3) ist ein grösserer Teil des Schleifadditivs in den Be¬ reich zwischen Schleifkörnern eingesunken, so dass hier der Materialanteil bei grösseren Schneideraumtiefen grösser ist. Zudem ist die Höhendifferenz der Kurve (3) zum erfindungsgemässen Schleifmittel grösser als die Höhendifferenz der Kurve (4) zum herkömmlichen Schleifmittel. Auch dies ist darauf zurückzuführen, dass sich ein grosser Anteil der Partikel des Schleifaddi¬ tivs im Bereich der höchsten Erhebungen befindet.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Schleifmittels, enthaltend die folgenden Schritte:
a) Herstellung oder Bereitstellung eines Schleifmittel- Vorprodukts, umfassend eine Unterlage (1), eine Viel¬ zahl von Schleifkörnern (3) , welche an die Unterlage gebunden sind, sowie mindestens eine Schicht eine Deck¬ binders (4), welcher die Schleifkörner (3) zumindest teilweise bedeckt, wobei der oberste Deckbinder (4) un¬ gehärtet ist;
b) Aufbringung mindestens eines Schleifadditivs auf den obersten, ungehärteten Deckbinder (4);
c) Härtung des obersten Deckbinders (4);
dadurch gekennzeichnet, dass
das Schleifadditiv in Schritt b) in trockener Form aufgebracht, insbesondere aufgestreut wird.
2. Verfahren gemäss einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Schleifadditiv in Schritt b) in Form eines Pulvers, in Form von Flocken, in Form von Fasern, in Form von Agglomeraten und/oder in Form von Kapseln aufgebracht, insbesondere aufgestreut wird.
3. Verfahren gemäss einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens 90 Gew.-%, bevorzugt mindestens 95 Gew.-%, weiter bevorzugt mindestens 99 Gew.-% der Partikel (5) des Schleif¬ additivs, besonders bevorzugt alle Partikel (5) des Schleif¬ additivs eine Grösse im Bereich von 0,1 ym bis 2 mm, bevor¬ zugt von 0,1 ym bis 0,5 mm, besonders bevorzugt von 0,1 ym bis 0,1 mm haben.
4. Verfahren gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die mittlere Grösse der Partikel (5) des Schleifadditivs ge¬ ringer ist als die mittlere Grösse der Schleifkörner (3) .
5. Verfahren gemäss einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Schleifadditiv in einer Auftragsmenge aufgetragen wird, die im Bereich von 10 g/m2 bis 500 g/m2, bevorzugt von 20 g/m2 bis 400 g/m2, besonders bevorzugt von 25 g/m2 bis 250 g/m2 liegt.
6. Beschichtetes Schleifmittel, erhältlich durch ein Verfahren gemäss einem der vorangehenden Ansprüche.
7. Schleifmittel gemäss Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Verhältnis der Schichtdicke des Schleifadditivs oberhalb der Schleifkörner (3) zur Schichtdicke des Schleifadditivs zwischen den Schleifkörnern (3) mindestens 30 %, bevorzugt mindestens 50 %, besonders bevorzugt mindestens 70 % be¬ trägt .
8. Schleifmittel gemäss einem der Ansprüche 6 und 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens 60 Gew.-%, bevorzugt mindestens 80 Gew.-%, beson¬ ders bevorzugt mindestens 90 Gew.-% der Partikel (5) des Schleifadditivs in einer Aussenschicht des Schleifmittels angeordnet sind, deren Dicke höchstens 60 %, bevorzugt höchstens 40 %, besonders bevorzugt höchstens 30 % der ge¬ samten Dicke der Schicht aus oberstem Deckbinder (4) und Schleifadditiven beträgt.
9. Schleifmittel gemäss einem der Ansprüche 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
die durchschnittliche Auftragsmenge der Partikel (5) des Schleifadditivs oberhalb der Schleifkörner (3) von der durchschnittlichen Auftragsmenge der Partikel (5) des
Schleifadditivs zwischen den Schleifkörnern (3) um weniger als 60 %, bevorzugt um weniger als 50 %, besonders bevorzugt um weniger als 40 % abweicht.
Verwendung eines beschichteten Schleifmittels gemäss einem der Ansprüche 6 bis 9 zur Bearbeitung einer Oberfläche, ins¬ besondere einer Oberfläche, die mindestens ein Metall ent¬ hält oder daraus besteht, insbesondere rostfreien Stahl, Ti¬ tan und/oder mindestens eine Superlegierung .
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