WO2015079021A1 - Schleifmittelträger, schleifartikel umfassend den schleifmittelträger sowie deren herstellungsverfahren - Google Patents

Schleifmittelträger, schleifartikel umfassend den schleifmittelträger sowie deren herstellungsverfahren Download PDF

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WO2015079021A1
WO2015079021A1 PCT/EP2014/075937 EP2014075937W WO2015079021A1 WO 2015079021 A1 WO2015079021 A1 WO 2015079021A1 EP 2014075937 W EP2014075937 W EP 2014075937W WO 2015079021 A1 WO2015079021 A1 WO 2015079021A1
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WO
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carrier
impregnated
abrasive
carrier material
surface roughness
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PCT/EP2014/075937
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Inventor
Jürgen NIENTIEDT
Christine Doege
Peter Karl
Original Assignee
Neenah Gessner Gmbh
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Publication date
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    • 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
    • B24D11/00—Constructional features of flexible abrasive materials; Special features in the manufacture of such materials
    • B24D11/02—Backings, e.g. foils, webs, mesh fabrics
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D18/00—Manufacture of grinding tools or other grinding devices, e.g. wheels, not otherwise provided for
    • B24D18/0027—Manufacture of grinding tools or other grinding devices, e.g. wheels, not otherwise provided for by impregnation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D3/00—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
    • B24D3/34—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents characterised by additives enhancing special physical properties, e.g. wear resistance, electric conductivity, self-cleaning properties
    • B24D3/348—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 utilised as impregnating agent for porous abrasive bodies

Definitions

  • Abrasive carrier, abrasive article comprising the
  • the invention relates to a support for abrasives, to an abrasive article comprising such a support, as well as to its production method and the use of the abrasive article.
  • abrasive carriers are required that are tough and strong so as not to break during grinding and to transfer the grinding force to a workpiece well. Furthermore, there is also a high flexibility of the
  • Abrasive carrier desirable so that it can adapt to the contours of a workpiece without permanently deforming.
  • Abrasive on a support describes the application WO 97/005990 AI. This is used in the production of a
  • Abrasive tape improves the adhesion by a "primer”, which among other things also a mechanical roughening, for example by grinding, the surface of the support is understood, but the mechanical roughening has the
  • Binder for the abrasive can penetrate into the carrier. The binder can then lead to embrittlement of the carrier and thus its flexibility negative
  • An object of the present invention is therefore to provide an improved carrier for abrasive, the
  • Such an abrasive carrier should preferably have high flexibility, tear strength,
  • Abrasive includes specifying a method of manufacturing such an abrasive article carrier and the corresponding abrasive article and use of the abrasive article.
  • a carrier for abrasives is given. In the context of the application, this can also be referred to as an "abrasive carrier” or even briefly as a “carrier”.
  • an abrasive article carrier comprises an impregnated synthetic fiber-based base material
  • the impregnated carrier material has at least one side with a surface roughness R z of 100 pm to 500 m and with an R max of 250 ⁇ m to 600 m, and the carrier has an air permeability of at most 20 l / m 2 s.
  • Tensile strength and also allows a good adhesion of binders or abrasives, so that the carrier can be used for the production of a long-lasting, durable and very easy to handle abrasive article.
  • the high flexibility and strength of the carrier can be attributed in the estimation of the inventors to the fact that the carrier comprises a carrier material based on synthetic fibers and is very dense.
  • the carrier comprises a carrier material based on synthetic fibers and is very dense.
  • the carrier has a low air permeability of at most 20 l / m 2 s, in particular at most 10 l / m 2 s and preferably at most 5 l / m 2 s on.
  • This high density of the carrier can be obtained by the fact that the carrier material has been compacted.
  • the carrier according to the invention thus preferably comprises a compacted carrier material.
  • impregnated carrier material has little or no pores into which a binder for fixing abrasives, for example a base coat, can penetrate.
  • binders are often hard and brittle and can lead to embrittlement in conventional carriers. This can be largely avoided in the carrier according to the invention, so that it has a high durability and high flexibility.
  • the carrier allows a good adhesion of binders, for example a base coat, as described in more detail below, and accordingly of abrasives.
  • Rmax refers to the largest of the five individual weeds.
  • R z may preferably be greater than 150 ⁇ and R max from 250 ⁇ to 450 ⁇ . at
  • the surface roughness can be obtained by at least one side of the impregnated carrier material, in contrast to numerous conventional carrier materials, specifically provided with it, for example by means of structuring. It should be noted that the carrier and thus also the impregnated carrier material or only the carrier material preferably flat - plan or curved - is formed. The carrier, the impregnated carrier material or the carrier material thus have two sides. These correspond to the largest pair of opposing ones
  • Surface roughness refers to the impregnated carrier material.
  • Optional layers arranged thereon, for example a barrier bar, can reduce the roughness of the
  • At least one side has a surface roughness R z of 100 ⁇ to 500 ⁇ with an Rmax of 250 ⁇ to 600 ⁇ . Both sides may also have such a surface roughness. However, the other side can also be smooth. It may also have lower or higher surface roughness.
  • the impregnated carrier material of the carrier according to the invention is based on synthetic fibers. So it includes one
  • Support material based on synthetic fibers which has been impregnated with at least one impregnating agent should mean that the carrier material to at least 80 wt., In particular
  • the synthetic fibers are preferably organic polymers which are easier and cheaper to process than inorganic polymers, for example glass fibers, and result in a more flexible carrier.
  • Synthetic fibers synthetic endless fibers or they consist of it.
  • continuous fiber is known per se to a person skilled in the art, and they generally have a length of at least 50 mm, in particular at least 80 mm,
  • the fiber diameter is preferably 0.5 ⁇ m to 60 ⁇ m
  • thinner fibers may be used a diameter of 0.5 m to 10 ⁇ , in particular 0.5 ⁇ to 3 , or thicker fibers with a diameter of 10 ⁇ to 60 ⁇ ,
  • the carrier material is at least 95 wt.%, In particular at least 99 wt.%, Or completely non-woven.
  • the carrier material is preferably not woven, ie "unwoven" and thus differs from a fabric carrier Support material are preferably laid so that it corresponds to a fiber fabric, for example a nonwoven fabric.
  • the carrier according to the invention is preferably not a tissue carrier. According to a development of this embodiment, the carrier material is a nonwoven. It can in particular a
  • nonwoven fabric can be described continuous fibers. These are easier and less expensive to produce than fabric carrier.
  • a nonwoven fabric can be, for example, by a meltblown or a
  • the carrier material is uniformly impregnated by an impregnating agent. This can be done for example by a dip impregnation.
  • the carrier material is on at least one side with an impregnating agent
  • impregnated it may be impregnated, for example, by one or both sides. If it is impregnated on both sides, the carrier material can be soaked uniformly by the impregnating agent.
  • the impregnated carrier material can on one or both sides, optionally independently of each other, a
  • thermal calendering produced with at least one structured roller.
  • a structured roller for example, a stamping and / or gravure roller can be used.
  • the inventors found out that through treatment By means of calendering, it is possible for the carrier material to be used to enable several advantageous properties in one working step, which makes the production of the carrier very economical. Indicates one side of the impregnated
  • the surface roughness R z from 100 pm to 500 ⁇ and with a R max of 250 ⁇ to 600 ⁇ , and the other side has a surface roughness outside this range, the latter may also have been produced in the same calendering step.
  • the surface roughness described above can be achieved by the at least one structured roll
  • impregnated carrier material can be produced. This remains even after impregnation and leads to a better adhesion of a base coat or a
  • Structuring methods which involve mechanical roughening, for example sanding, of a carrier do not "injure" the surface or fibers of the carrier material according to this embodiment, thereby improving the durability of the carrier and substantially preventing the penetration of binders into the carrier material , which leads to the advantages described above, as well as with advantage on the use of chemicals for
  • Fiber roughening be dispensed with.
  • Density can be controlled by pressure and temperature as described below during calendering.
  • the proportion of the solidification surface in the carrier material is 5% to 35%, in particular 10% to 30%. It can be 15% to 28%, especially 20% to 27%.
  • a polymer material selected from the group consisting of polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polybutylene naphthalate, polyamide, polyphenylene sulfide,
  • the fibers may also consist of the polymer material.
  • the synthetic (continuous) fibers for example meltblown as well as spunbonded fibers, can consist of only one polymer, so-called monocomponent fibers, and / or of several
  • Polymers so-called multi-component fibers exist.
  • the polymers of the multicomponent fibers correspond to one of the above-mentioned combinations. Combinations can also be obtained by different monocomponent fibers.
  • Fiber cross-section is pronounced of a cake that has been divided into several pieces, the cake pieces in particular consist alternately of the different polymers), a so-called “Iceland-in-the-sea” arrangement (the
  • Fiber cross-section is reminiscent of multiple islands of a polymer surrounded by a sea of another polymer) and / or a "core-shell" arrangement (the core consists of a fiber of a first polymer encased by a cladding of a second polymer)
  • the core consists of a fiber of a first polymer encased by a cladding of a second polymer
  • the core if they comprise or consist of multicomponent fibers, they are subjected to a high-pressure water jet treatment after the web formation, in which the individual fiber components are separated into a plurality of thin individual fibers.
  • the surface of meltblown or the spunbonded nonwoven can be treated by surface treatment methods, such as for example, corona treatment or plasma treatment, in their properties, such as wettability to water or reduced electrostatic charge can be changed.
  • surface treatment methods such as for example, corona treatment or plasma treatment, in their properties, such as wettability to water or reduced electrostatic charge can be changed.
  • the weight-average molecular weight of the resin may be more preferably at least 500,000 g / mol, and more preferably at least 1,000,000 g / mol. It may also consist of one or more such resins.
  • the inventors have surprisingly found that the resins used as impregnating agent with such a weight-average
  • Impregnating agent consisting of a resin with a weight-average
  • the amount of impregnating agent may be between 5% by weight and 70% by weight, preferably between 15% by weight and 60% by weight, of the dry
  • Impregnating agent based on the weight of not
  • the impregnating agent is selected from the group consisting of acrylic esters,
  • Acrylic ester-styrene copolymers ethylene-vinyl acetate copolymers, styrene-butadiene rubber, phenolic resins,
  • Epoxy resins natural rubber, polyvinyl alcohol, starch,
  • a barrier layer is produced, in particular directly, on at least one side of the impregnated carrier material.
  • Barline may partially or completely cover the page.
  • the barrier bar or barrier layer seals the
  • Abrasive carrier additionally from and prevents so that a later used for the preparation of an abrasive article basecoat can penetrate into the impregnated carrier material and can lead to embrittlement of the carrier.
  • Air permeability of a carrier with a barrier layer may be at most 10 l / m 2 s, in particular at most 5 l / m 2 s.
  • the barrier line act as a bonding agent between the impregnated substrate and a basecoat.
  • the barrier bar may comprise or consist of a material selected from a group comprising
  • Acrylic acid esters polyvinyl acetate, acrylonitrile-butadiene rubber, acrylic acid ester-styrene copolymers, ethylene-vinyl acetate copolymers, styrene-butadiene rubber,
  • the dry barrier coating may be produced in an amount of 5 to 40 g / m 2 , preferably 5 to 30 g / m 2 .
  • Surface roughness of the carrier on the side facing away from the impregnated carrier material side of the barrier layer layer may differ from that of the impregnated carrier material.
  • the carrier on the from the impregnated carrier material side facing the barrier layer a surface roughness R z of 20 to 300 ⁇ and with a R max of 50 m to 400 ⁇ on.
  • R z is preferably 20 m to 250 ⁇ m and Raax of 50 ⁇ m to 300 ⁇ m. Even with this surface roughness and due to the adhesion-promoting properties of the barrier line is a good
  • fillers for example
  • Kaolin titanium dioxide, talc, calcium carbonate, silica, bentonites or combinations thereof.
  • a preferred carrier may have a basis weight of more than 105 g / m 2 , in particular in the range of 110 to 1870 g / m 2 and preferably from 115 to 1760 g / m 2 . It may, for example, have a thickness of 0.100 to 2.500 mm, in particular 0.110 to 2.400 mm.
  • the elastic modulus in the longitudinal and transverse directions of the carrier may be from 100 to 10000 MPa.
  • the carrier may have a tensile stiffness index in
  • a preferred carrier for example, a through
  • % By weight, preferably between 15% by weight and 60% by weight, based on the weight of the non-impregnated nonwoven fabric, is impregnated.
  • calendering can also at least one side of the
  • Such a carrier without barrier coating has, for example, a basis weight of 105 to 1870 g / m 2 , preferably from 115 to 1760 g / m 2 ; a thickness of 0.100 to 2.500 mm, preferably of 0.110 to 2.400 mm; a
  • N / 15mm preferably from 10 to 1200 N / 15mm; an elongation at break dry in the longitudinal direction of 10% to 60%, preferably from 12% to 55%; dry elongation at break in the transverse direction of 15% to 65%, preferably from 18 to 60%; a flexural rigidity in the longitudinal direction of 0.2 to 15.0 Nmm, preferably 0.3 to 14.5 Nmm; a bending stiffness in the transverse direction of 0.1 to 14.0 Nmm, preferably 0.2 to 13.5 Nmm; one
  • MNm / kg preferably from 0.4 to 9.5 MNm / kg;
  • Such a carrier without a barrier coating can be any suitable carrier without a barrier coating.
  • Tension stiffness index in the transverse direction of 0.3 to 9.5 MNm / kg, a modulus of elasticity in the longitudinal direction of 150 to 9500 MPa, a modulus of elasticity in the transverse direction of 150 to 9500 MPa, on at least one side, a surface roughness R z of 150 to 500 ⁇ and with have a R max of 250 to 450 ⁇ .
  • Such a carrier with barrier coating has
  • a basis weight of 110 to 1900 g / m 2 preferably from 155 to 1570 g / m 2 ; a thickness of 0.100 to 2.500 mm, preferably from 0.110 to 2.500 mm; a
  • N / 15mm preferably from 10 to 1500 N / 15mm; an elongation at break dry in the longitudinal direction of 10% to 70%, preferably from 12% to 60%; a dry ultimate elongation in the transverse direction of 10% to 75%, preferably 15% to 70%; a bending stiffness in the longitudinal direction of 0.2 to 15.0 Nmm, preferably from 0.3 to
  • Such a carrier with barrier coating can be any suitable carrier with barrier coating.
  • an abrasive article comprises a carrier according to at least one embodiment of the invention.
  • the backing is coated on one side of the impregnated support material having a surface roughness R z of 100 ⁇ m to 500 ⁇ m and an R max of 250 ⁇ m to 600 ⁇ m
  • the abrasive is not limited according to the invention. In principle, all materials can be used, which can be applied to the carrier and the
  • the abrasive may be selected from a group including sand, diamond, corundum
  • the abrasive is preferably as
  • the carrier is usually with a base coat Mistake. Then the abrasive material is applied and subsequently a topcoat is produced.
  • the Schlei article can thus arranged on the support a base coat, abrasive, as described above, and include a topcoat.
  • Barrier layer if provided, is usually arranged between impregnated carrier material and the basecoat.
  • the base coat may be selected, for example, from epoxy resin, phenolic resin, alkyd resin, urea resin, or combinations thereof.
  • a topcoat is usually a hard,
  • thermosetting resin which is the abrasive
  • the topcoat can for
  • a barrier coating layer is produced on the impregnated carrier material and the carrier is, in particular directly, on the side facing away from the impregnated carrier material
  • Barrier layer sanded. As mentioned above, the barrier coat layer seals the backing to a base coat and improves its adhesion or adhesion
  • the abrasive article of the invention is suitable for both wet and dry grinding. He can as
  • Abrasive sheet be designed. As a further aspect of the invention, therefore, the use of an abrasive article is specified.
  • An abrasive article according to at least one embodiment of the invention can be used as a sanding belt, grinding wheel or abrasive sheet or for their production. According to the application, grinding wheels include flap discs.
  • a carrier for abrasive according to at least one inventive
  • Embodiment are manufactured.
  • the method includes the steps
  • a carrier comprising an impregnated support material based on synthetic fibers, ⁇ at least one side with a surface roughness R z of 100 to to 500, and having an R max of 250 to 600 m, and an air permeability of at most 20 l / m 2 s is obtained.
  • the method is preferred in this order of
  • the carrier material corresponds to a carrier material according to at least one of the embodiments described above. So it can, for example, a nonwoven made of synthetic
  • the fleece can be, for example, a so-called meltblown web or a spunbonded web.
  • the support material is produced in step (A) by a meltblown process or by a spunbonding process.
  • a so-called meltblown process can be used.
  • Suitable polymers are selected, for example, from a group comprising polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polybutylene naphthalate, polyamide, polyphenylene sulfide, polyolefin, polycarbonate, and combinations thereof. It can typically fiber diameter between 0.5 and 10 ⁇ , preferably between 0.5 and 3 ⁇ obtained.
  • the polymers can also contain additives, such as
  • Hydrophilizing agent hydrophobizing agent
  • Crystallization accelerators, colors and combinations thereof are mixed.
  • a so-called spunbonding process can be used. Such is described, for example, in applications US 4,340,563 A, US 3,802,817 A, US 3,855,046 A and US 3,692,618 A, the disclosure contents of which are hereby incorporated by reference.
  • Fiber diameters between 6 and 60 ⁇ m, preferably between 10 and 25 ⁇ m, can typically be obtained.
  • the polymers may contain additives, such as
  • Crystallization accelerators colors or combinations thereof, are mixed.
  • Both after the meltblown and after the Spunbonded (endless) fibers can consist of only one polymer (monocomponent fibers) or of several polymers (multicomponent fibers), as already described above.
  • Nonwoven webs of multicomponent fibers can preferably be fed after web formation to a high-pressure water jet treatment in which the individual fiber components are separated into a plurality of thin individual fibers.
  • the surface of the support material or the nonwoven fabric may be changed by a surface treatment method, such as corona treatment or plasma treatment, in their properties, such as wettability by water or reduced electrostatic charge.
  • a surface treatment method such as corona treatment or plasma treatment
  • the carrier material or the fleece is as dense. For this, this can be condensed, what
  • calendering in step (B) is designed as a thermal calendering.
  • Thermal calenders required for this purpose are known per se to the person skilled in the art.
  • the properties of the support material can be adjusted in step (B), for example via the line pressure (nip pressure) and the roller temperature. This can be so
  • a predetermined, described above, advantageously low air permeability is achieved. It may, for example, with a nip pressure of 30 to 300 N / mm, preferably from 50 to 300 N / mm, and a temperature between 80 ° C and 280 ° C, preferably between 100 ° C and 260 ° C, im
  • Calendered step (B) The inventors found that the use of exclusively smooth calender rolls adversely affects the carrier. In addition to one
  • smooth calender rolls also produce a smooth, in particular unstructured
  • the inventors surprisingly found that the use of structured rolls, for example embossing or gravure rolls, the adhesion of a
  • Binder resin is significantly improved on the support according to the invention. It come here to textured rollers
  • Insert designed to produce structures on at least one side of the substrate, for example, a continuous synthetic fiber nonwoven web.
  • Support material is then in particular with a
  • the structured rollers used in step (B) can be used for all common patterns, in particular embossing or engraving patterns, such as, for example, lines, ovals, rhombuses (diamonds),
  • Patterns are then generated in the substrate.
  • the carrier material As mentioned above, the carrier material
  • step (B) preferably compressed in step (B).
  • Solidification surface may be 5% to 35%, preferably 10% to 30%, more preferably 15% to 28% and particularly preferably 20% to 27%.
  • the calendered backing material produced and calendered after steps (A) and (B), preferably a nonwoven web of synthetic (continuous) fibers, has a basis weight of from 100 to 1100 g / m 2 ; a thickness of 0.100 mm to 2.500 mm; an air permeability of at most 500 l / m 2 s, preferably at most 200 l / m 2 s, and particularly preferably at most 100 l / ms; a modulus of elasticity in the longitudinal direction of 150 to 13000 Pa and in the transverse direction of 100 to 11000 MPa; a tensile stiffness index along 0.4 to 16.0 MNm / kg; a Switzerlandsteifmaschinesindex transverse from 0.2 to 16 MNm / kg and a surface roughness R R 2 from 100 to 500 ⁇ and with a R max of 300 to 800 microns.
  • Air permeability can change if that
  • Carrier material in step (C) is impregnated.
  • step (C) the carrier material is impregnated in step (C).
  • the impregnated carrier material of the carrier according to the invention is obtained.
  • step (C) are, for example, size press,
  • the carrier material in particular a nonwoven made of continuous fibers, can, for example, by
  • Dipping impregnation should be completely impregnated with the impregnating agent. This is in particular a
  • An impregnating agent can be applied to one or both sides, for example by means of roller, spray or foam application.
  • roller, spray or foam application Here are the same or different
  • Impregnating agent can be used.
  • Abrasive carrier according to the invention so far reduced that later applied coatings can not or only very slightly penetrate into the impregnated carrier material.
  • the Tear strength, flexibility and nip strength are modified and adjusted.
  • Impregnating agent in step (C) in the form of a
  • Polymer dispersion a polymer solution or mixtures thereof introduced or applied.
  • Suitable polymer dispersions are, for example, aqueous dispersions of polymers selected from the group consisting of acrylic acid esters, polyvinyl acetate, acrylonitrile-butadiene rubber,
  • Acrylic ester-styrene copolymers ethylene-vinyl acetate copolymers, styrene-butadiene rubber, phenolic resin,
  • Epoxy resin natural rubber and combinations thereof.
  • Suitable polymer solutions may for example consist of a
  • Epoxy resins in methanol and combinations thereof Preferably, those used as impregnating agents
  • Resins have a weight-average molecular weight of at least 50,000 g / mol, in particular at least 100,000 g / mol, preferably at least 250,000 g / mol, more preferably at least 500,000 g / mol and more preferably at least 100,000 g / mol.
  • This enables the pores of the support material to be closed efficiently, so that the above-described advantageous air permeability and surface roughness of the impregnated support material are obtained.
  • a barrier layer layer in particular a further step (D)
  • the barrier bar is on the side of
  • Barrier lines are, for example, roller blades, knife knives, Application by means of air brush or roller application.
  • the barrier coating may be prepared, for example, by applying an aqueous dispersion based on a material selected from a group consisting of acrylic esters,
  • Acrylic ester-styrene copolymers ethylene-vinyl acetate copolymers, styrene-butadiene rubber, phenolic resin,
  • Epoxy resin, natural rubber and combinations thereof If a dispersion is applied to the barrier coating, it is advisable to dry it, for example by heating in an oven.
  • the amount applied after drying may be 5 to 40 g / m 2 , preferably 5 to 30 g / m 2 .
  • additives are paints, crosslinkers, water repellents,
  • kaolin for example, titanium dioxide, talc, calcium carbonate, silica, bentonites or a combination thereof can be used.
  • the carrier in a further step (E) is calendered. Accordingly, two or more calendering shreds may be provided in the method.
  • the step (E) can be carried out both with carriers with and without carriers barrier layer.
  • the surface smoothness this refers to possible roughening, such as scratches, but not or only insignificantly on the desired, calendered structures, and the
  • the abrasive carrier is preferably passed through the nip of a pair of rolls consisting of a steel and a steel roll a rubber roller, with a nip pressure of 30 to 300 N / mm, preferably 50 to 300 N / mm.
  • the abrasive carrier is preferably supplied to the calender used so that the side, which is to be sanded later with an abrasive, comes into contact with the steel roller.
  • the calendering temperature is in particular between 20 ° C and 80 ° C, preferably between 50 ° C and 70 ° C.
  • the method comprises the steps according to at least one embodiment of the above-described method for
  • the support is in a further step (F) on one side of the impregnated support material having a surface roughness R z from 100 ⁇ to 500 ⁇ and with a R max of 250 ⁇ to 600 ⁇ , with a Sanded abrasive.
  • R z surface roughness
  • R max surface max
  • Abrasive may, but does not have to be directly generated on the impregnated substrate. If one
  • step (F) is suitably carried out after the steps ⁇ A ⁇ to (C) and the optional steps (D) and / or (E).
  • the step (F) comprises applying a base coat on the side of the
  • "Sanding" with an abrasive may include applying a base coat to the abrasive backing of the invention, then sprinkling the abrasive, drying the basecoat, applying a topcoat to the abrasive, and drying the topcoat or consisting thereof.
  • the base coat may be selected, for example, from epoxy resin, phenolic resin, alkyd resin, urea resin, or combinations thereof. The resins are preferably in a suitable
  • Solvent dispersed or dissolved and applied to the carrier.
  • the abrasive is then sprinkled onto the still wet base coat, with the individual particles or
  • Granules for example, by electrostatic devices on the abrasive carrier according to the invention optimally
  • the coated with the wet base coat and the abrasive adhering thereon abrasive carrier is dried, for example in a drying oven. After drying, the
  • topcoat is usually a hard, thermosetting resin, which anchors the abrasive additionally used.
  • the topcoat can for
  • step (F) on one side of the impregnated carrier material with surface roughness R z of 100 ⁇ to 500 ⁇ and with an R max of 250 pm to 600 pm in step ⁇ D) first creates a barrier layer and then in step (F) with the Sanded abrasive. This is advisable because the barrier line largely prevents the penetration of a base coat into the carrier.
  • an advantageous carrier and thus also an advantageous abrasive article can be produced. It is therefore also a carrier specified according to at least one embodiment of the inventive method can be produced. Furthermore, an abrasive article is disclosed which comprises such a carrier.
  • the abrasive article can be produced by a process for the production of abrasive articles according to at least one embodiment of the invention.
  • the support may thus be preparable by a process comprising the above-described steps (A), (B) and (C) and optionally (D) and / or ⁇ E) according to the respective embodiments.
  • the calendering in step (B) is configured here as a thermal calendering.
  • it may have a nip pressure of from 30 to 300 N / mm, preferably from 50 to 300 N / mm, and a temperature between 80 ° C and 280 ° C / preferably between 100 ° C and 260 ° C in step (B).
  • textured rolls can handle all common patterns
  • embossing or engraving patterns such as
  • the proportion of Ver estrs firing here 5% to 35%, preferably 10% to 30%, more preferably 15% to 28% and particularly preferably 20% to 27%, amount.
  • the carrier material used was a spunbonded nonwoven made of polyester fibers (continuous fibers) with an average fiber diameter of 18 ⁇ m. The diameter was determined by scanning microscopy.
  • the support material had a basis weight of 235 g / m 2 , a thickness of 0.550 ⁇ , an air permeability of 230 l / ms and a surface roughness R z of 178 ⁇ at a smoother side and 369 ⁇ in the
  • the surface roughness was determined by thermally calendering the substrate with a
  • a carrier material can be obtained, for example, under the name T 478/235 from Johns Manville, Bobingen (production number 7536).
  • This spunbonded fabric was impregnated with a styrene-butadiene dispersion by dip impregnation and dried. The proportion of the dried impregnating agent was 49% based on the non-impregnated nonwoven.
  • the molecular weight of the impregnating resin was> 1000000 g / mol.
  • a barrier coating by means of
  • the coating consisted of a mixture of styrene-butadiene dispersion and
  • the abrasive carrier of the invention thus prepared had a basis weight of 363 g / m 2 , a thickness of 0.526 mm, an air permeability of 0 l / m 2 s, a dry ultimate tensile strength of 301 N / 15 mm, a dry ultimate tensile strength of 238 N / 15mm, a breaking elongation dry in the longitudinal direction of 37,0%, a breaking elongation dry in
  • Test methods The basis weight is determined according to DIN EN ISO 536.
  • the air permeability is in accordance with DIN EN ISO 9237: 1995
  • the thickness of a carrier or the carrier material is after
  • Feed rate of the probe 0.5 mm / s
  • Used probe MFW - 25 with 5 ⁇ tip radius.
  • the determined at a measurement R z - ert is the
  • the R max value is a single value and refers to the largest of the five single-order depths.
  • the bending stiffness was determined according to DIN 53123 Part 1.
  • the tensile stiffness was determined according to DIN ISO 1924-3 with 150 mm / min strain rate.
  • the modulus of elasticity was determined in accordance with DIN ISO 1924-3 at a rate of elongation of 150 mm / min.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Träger für Schleifmittel, einen Schleifartikel, der einen solchen Träger umfasst, sowie deren Herstellungsverfahren und die Verwendung des Schleifartikels. Der Träger für Schleifmittel umfasst nach zumindest einer Ausführungsform ein imprägniertes Trägermaterial auf Basis von synthetischen Fasern. Das imprägnierte Trägermaterial weist mindestens eine Seite mit einer Oberflächenrauheit Rz von 100 μm bis 500 μm und mit einem Rmax von 250 μm bis 600 μm auf. Der Träger besitzt eine Luftdurchlässigkeit von höchstens 20 l/m2s.

Description

Beschreibung
Schleifmittelträger, Schleifartikel umfassend den
Schleifmittelträger sowie deren Herstellungsverfahren
Die Erfindung betrifft einen Träger für Schleifmittel, einen Schleifartikel , der einen solchen Träger umfasst, sowie deren Herstellungsverfahren und die Verwendung des Schleifartikels . Um den vielseitigen technischen Anforderungen heutzutage gerecht zu werden, werden Schleifmittelträger benötigt, die zäh und fest sind, um beim Schleifen nicht zu reißen und um die Schleifkraft auf ein Werkstück gut übertragen zu können. Des Weiteren sind aber auch eine hohe Flexibilität des
Schleifmittelträgers wünschenswert, damit sich dieser den Konturen eines Werkstücks anzupassen kann, ohne sich dabei dauerhaft zu verformen.
Seit vielen Jahren werden zur Herstellung von bogen- , band- und scheibenförmigen Schleifartikeln Gewebeträger verwendet, die oftmals ein Gewebe aus Naturfasern, zum Beispiel
Baumwolle, und Kunstfasern enthalten. Zwar weisen
Gewebeträger im Vergleich zu den auf diesem Gebiet zunächst weit verbreiteten Schleifpapieren eine bessere
Reißfestigkeit, Formstabilität, Spaltfestigkeit, und
Flexibilität auf, doch ist die Herstellung dieser
Gewebeträger sehr aufwendig und damit oftmals mit sehr hohen Herstellkosten verbunden. Somit sind Gewebeträger aus
ökonomischen Geschichtspunkten nachteilig. In der Anmeldung WO 2005/110681 AI ist beispielhaft ein solcher Gewebeträger beschrieben .
In der Vergangenheit wurde versucht, die Gewebeträger durch Vliese aus synthetischen Fasern und/oder Glasfasern zu ersetzen. In der Anmeldung DE 10 2010 036554 AI ist zum
Beispiel ein Spinnvlies beschrieben, das mit einem thermisch härtbaren Harz imprägniert ist. Im ausgehärteten Zustand ist der Schleifmittelträger allerdings zu steif, um als Ersatz für Gewebeträger, zum Beispiel für Schleifbänder, dienen zu können . Ein weiterer wichtiger Punkt bei der Herstellung und dem Einsatz von Schleifartikeln ist die Haftung des
Schleifmittels auf dem Schleifmittelträger. Hohe mechanische und thermische Belastungen beim Schleifen, denen insbesondere Schleifbänder ausgesetzt sind, können zum Ablösen des
Schleifmittels vom Träger führen. Besonders heikel ist diesbezüglich das Schleifen von Kanten und punktförmigen Erhebungen auf dem Werkstück .
Eine Möglichkeit zur Verbesserung der Haftung des
Schleifmittels auf einem Träger beschreibt die Anmeldung WO 97/005990 AI. Hier wird bei der Herstellung eines
Schleifbandes die Haftung durch einen „Primer" verbessert, worunter unter anderem auch ein mechanisches Aufrauen, zum Beispiel durch Anschleifen, der Oberfläche des Trägers verstanden wird. Das mechanische Aufrauen hat aber den
Nachteil, dass die Oberfläche des Trägers geöffnet bzw.
verletzt wird, so dass ein anschließend aufgebrachtes
Bindemittel für das Schleifmittel in den Träger eindringen kann. Das Bindemittel kann dann zu einer Versprödung des Trägers führen und somit dessen Flexibilität negativ
beeinflussen. Zudem stellt das mechanische Aufrauen einen zusätzlichen Arbeitsschritt dar.
In der europäischen Anmeldung EP 0 024 511 AI wird die
Verbesserung der Bindemittelhaftung für das Schleifmittel durch zwei miteinander kombinierte Effekte erreicht. Zum einen wird durch die Zugabe von geeigneten Chemikalien zum Beschichtungsmittel die Oberfläche der Fasern des
Schleifmittelträgers angeraut. Durch die Verwendung von Harzen, die beim Trocknen eine raue Oberfläche ergeben, wird der Kontakt zum Bindemittel des Schleifmittels dann noch zusätzlich verbessert. Der Nachteil dieser Methode besteht aber darin, dass die zur Faseraufrauung eingesetzten
Chemikalien, für Polyesterfasern wird zum Beispiel
Natronlauge vorgeschlagen, viele gängige Beschichtungs- und Bindemittelharze chemisch abbauen. Hierdurch wird wiederum die Haltbarkeit des Schleifartikels verringert. Außerdem ist man auf den Einsatz von Kunststoffen für die Imprägnierung beschränkt, die beim Trocknen eine raue Oberfläche bilden, welche in der Regel jedoch teuer sind. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen verbesserten Träger für Schleifmittel anzugeben, der
insbesondere die Nachteile herkömmlicher Schleifmittelträger überwindet. Ein solcher Träger für Schleifmittel sollte bevorzugt eine hohe Flexibilität, Reißfestigkeit,
Formstabilität, Spaltfestigkeit, Elastizität, Zugfestigkeit und Schleifmittelhaftung aufweisen und kostengünstig in der Herstellung sein. Weitere Aufgaben der Erfindung sind es, einen Schleifartikel, der einen solchen Träger für
Schleifmittel umfasst, Herstellungsverfahren für einen solchen Träger für Schleifmittel und den entsprechenden Schlei artikel sowie eine Verwendung des Schleifartikels anzugeben.
Zumindest eine dieser Aufgaben wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen an.
Es wird ein Träger für Schleifmittel angegeben. Dieser kann im Rahmen der Anmeldung auch als „Schleifmittelträger" oder auch nur kurz als „Träger" bezeichnet werden.
Nach zumindest einer Ausführungsform umfasst ein Träger für Schleifmittel ein imprägniertes Trägermaterial auf Basis von synthetischen Fasern, wobei
das imprägnierte Trägermaterial mindestens eine Seite mit einer Oberflächenrauheit Rz von 100 pm bis 500 m und mit einem Rmax von 250 μπι bis 600 m aufweist und der Träger eine Luftdurchlässigkeit von höchstens 20 l/m2s besitzt .
Der Träger weist vorteilhafterweise zugleich eine hohe
Flexibilität und Elastizität, eine hohe Festigkeit
(Reißfestigkeit, Formstabilität, Spaltfestigkeit und
Zugfestigkeit) auf und ermöglicht zudem ein gute Anhaftung von Bindemitteln bzw. Schleifmitteln, sodass der Träger zur Herstellung von einem lange haltbaren, widerstandsfähigen und sehr gut zu handhabenden Schleifartikel verwendet werden kann.
Insbesondere die hohe Flexibilität und Festigkeit des Trägers können nach Einschätzung der Erfinder darauf zurückgeführt werden, dass der Träger ein Trägermaterial auf Basis von synthetischen Fasern umfasst und sehr dicht ist. Ein Maß für die Dichtigkeit ist, wie oben angegeben, die Luftdurchlässigkeit, die nach DIN EN ISO 9237:1995, wie in den
Prüfmethoden beschrieben, bestimmt wird. Der Träger weist eine geringe Luftdurchlässigkeit von höchstens 20 l/m2s, insbesondere höchstens 10 l/m2s und bevorzugt höchstens 5 l/m2s, auf. Diese hohe Dichtigkeit des Trägers kann dadurch erhalten werden, dass das Trägermaterial verdichtet worden ist. Der erfindungsgemäße Träger umfasst also bevorzugt ein verdichtetes Trägermaterial .
Ein weiterer Vorteil der hohen Dichtigkeit, die sich in einer geringen Luftdurchlässigkeit äußert, ist, dass das
imprägnierte Trägermaterial kaum oder keine Poren aufweist, in die ein Bindemittel zur Fixierung von Schleifmitteln, zum Beispiel ein Grundlack, eindringen kann. Diese Bindemittel sind oftmals hart und spröde und können bei herkömmlichen Trägern zu einer Versprödung führen. Dies kann bei dem erfindungsgemäßen Träger weitgehend vermieden werden, so dass dieser ein hohe Haltbarkeit sowie eine hohe Flexibilität aufweist . Der Träger ermöglicht eine gute Anhaftung von Bindemitteln, zum Beispiel einem Grundlack, wie er unter näher beschrieben ist, und dementsprechend auch von Schleifmitteln. Die
Erfinder fanden überraschend heraus, dass eine gute Anhaftung insbesondere durch die besondere Oberflächenrauheit des imprägnierten Trägermaterials Rz von 100 μτη bis 500 μττι und mit Rmax von 250 μτη bis 600 pm ermöglicht wird. Die
Oberflächenrauheit wird nach DIN EN ISO 4288:1997 bestimmt, wie es unten bei den Prüfmethoden detailliert beschreiben ist. R2 ist hierbei das arithmetische Mittel aus den
Einzelrautiefen aller 5 Einzelmessstrecken; Rmax bezieht sich auf die größte der fünf Einzelrautiefen . Rz kann vorzugsweise größer 150 μτη und Rmax von 250 μιη bis 450 μιη sein. Bei
geringerer Oberflächenrauheit ist die oben genannte Anhaftung schlechter als beim erfindungsgemäßen Träger. Ist die
Oberflächenrauheit des imprägnierten Trägermaterials auf der Schleifmittel tragenden Seite zu groß, so wird ein
Schleifartikel mir einer zu unebenen Schleiffläche erhalten. Dies kann zu einem ungleichmäßigen Schleifbild führen.
Die Oberflächenrauheit kann dadurch erhalten werden, dass mindestens eine Seite des imprägnierten Trägermaterials, im Gegensatz zu zahlreichen herkömmlichen Trägermaterialien, gezielt mit dieser, zum Beispiel mittels Strukturierens, versehen wird. Hierbei ist anzumerken, dass der Träger und somit auch das imprägnierte Trägermaterial bzw. nur das Trägermaterial bevorzugt flächig - plan oder auch gekrümmt - ausgebildet ist. Der Träger, das imprägnierte Trägermaterial bzw. das Trägermaterial weisen somit zwei Seiten auf. Diese entsprechen dabei dem größten Paar von gegenüberliegenden
Seiten. Sie können auch als „Hauptseiten" aufgefasst werden. Ferner sei angemerkt, dass die vorstehend angegebene
Oberflächenrauheit sich auf das imprägnierte Trägermaterial bezieht. Optionale Schichten, die hierauf angeordnet sind, zum Beispiel ein Sperrstrich, können die Rauheit der
Trägeroberfläche wiederum ändern. Beim imprägnierten Trägermaterial weist mindestens eine Seite eine Oberflächenrauheit Rz von 100 μτη bis 500 μτη mit einem Rmax von 250 μττι bis 600 μτη auf. Es können auch beide Seiten eine solche Oberflächenrauheit aufweisen. Die andere Seite kann jedoch auch glatt ausgebildet sein. Sie kann auch eine geringere oder eine höhere Oberflächenrauheit aufweisen.
Das imprägnierte Trägermaterial des erfindungsgemäßen Trägers basiert auf synthetischen Fasern. Es umfasst also ein
Trägermaterial basierend auf synthetischen Fasern, das mit mindestens einem Imprägniermittel imprägniert worden ist. „Auf Basis von synthetischen Fasern" soll bedeuten, dass das Trägermaterial zu mindestens 80 Gew. , insbesondere
mindestens 90 Gew.% und vorzugsweise mindestens 95 Gew.%, synthetische Fasern umfasst oder vollständig aus diesen besteht. Es umfasst insbesondere weniger als 10 Gew.% und vorzugsweise gar keine Naturfasern. Die synthetischen Fasern sind vorzugsweise organische Polymere, die leichter und günstiger zu verarbeiten sind als anorganische Polymere, zum Beispiel Glasfasern, und zu einem flexibleren Träger führen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfassen die
synthetischen Fasern synthetische Endlosfasern oder sie bestehen hieraus. Der Begriff „Endlosfaser" ist dem Fachmann an sich bekannt. Sie weisen in der Regel eine Länge von mindestens 50 mm, insbesondere mindestens 80 mm, auf. Der Faserdurchmesser ist bevorzugt 0,5 μπι bis 60 μτη . Je nach Anwendung können dünnere Fasern mit einem Durchmesser von 0,5 m bis 10 μτη , insbesondere 0,5 μτη bis 3
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, oder dickere Fasern mit einem Durchmesser von 10 μτη bis 60 μτη ,
insbesondere 10 μπι bis 25 μτη , verwendet werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Trägermaterial zu mindestens 95 Gew.%, insbesondere mindestens 99 Gew.%, oder vollständig nicht gewoben. Das Trägermaterial ist vorzugsweise nicht gewoben, also „unwoven" und unterscheidet sich somit von einem Gewebeträger. Die Fasern des Trägermaterials sind vorzugsweise gelegt, so dass dieses einem Fasergelege, zum Beispiel einem Vlies, entspricht. Der erfindungsgemäße Träger ist vorzugsweise kein Gewebeträger. Gemäß einer Weiterbildung dieser Ausführungsform ist das Trägermaterial ein Vlies. Es kann insbesondere ein
verdichtetes Vlies umfassend oder bestehend aus oben
beschriebenen Endlosfasern sein. Diese sind leichter und kostengünstiger herstellbar als Gewebeträger. Ein solches Vlies kann beispielsweise durch ein Meltblown- oder ein
Spinnvliesverfahren erhältlich sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Trägermaterial gleichmäßig von einem Imprägniermittel durchtränkt. Dies kann beispielsweise durch eine Tauchimprägnierung erfolgen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Trägermaterial auf wenigstens einer Seite mit einem Imprägniermittel
imprägniert. Es kann beispielsweise von einer oder auch von beiden Seitenimprägniert sein. Wenn es auf beiden Seiten imprägniert ist, so kann das Trägermaterial gleichmäßig von dem Imprägniermittel durchtränkt werden.
Das imprägnierte Trägermaterial kann auf einer oder auf beiden Seiten, ggf. unabhängig von einander, eine
Oberflächenrauheit Rz von 100 μτια bis 500 μπι mit einem Rmax von 250 μτια bis 600 μτη aufweisen. Diese kann durch Strukturieren erzeugt worden sein, so dass die entsprechende Seite
strukturiert ist. Gemäß einer weiteren Ausführungsform wurde die
Oberflächenrauheit Rz von 100 μπι bis 500 μπι und mit einem Rmax von 250 μιη bis 600 μτη der mindestens einen Seite des
imprägnierten Trägermaterials durch Kalandrieren,
insbesondere Thermokalandrieren, mit mindestens einer strukturierten Walze erzeugt. Als strukturierte Walze kann beispielsweise eine Präge- und/oder Gravurwalze verwendet werden. Die Erfinder fanden heraus, dass durch die Behandlung des Trägermaterials mittels kalandrieren gleich mehrere vorteilhafte Eigenschaften in einem Arbeitsschritt ermöglicht werden können, wodurch die Herstellung des Trägers sehr ökonomisch wird. Weist eine Seite des imprägnierten
Trägermaterials die Oberflächenrauheit Rz von 100 pm bis 500 μτη und mit einem Rmax von 250 μτη bis 600 μπι auf, und die andere Seite hat eine Oberflächenrauheit außerhalb dieses Bereichs, so kann letztere auch im gleichen Kalandrierschritt erzeugt worden sein.
Im Vergleich zu der Verwendung von ausschließlich glatten Kalanderwalzen können durch die mindestens eine strukturierte Walze die oben beschriebene Oberflächenrauheit im
imprägnierten Trägermaterial erzeugt werden. Diese bleibt auch nach dem Imprägnieren erhalten und führt zu einer besseren Anhaftung eines Grundlacks bzw. eines
Schleifmittels. Im Gegensatz zu herkömmlichen
Strukturierungsverfahren, die ein mechanisches Aufrauen, zum Beispiel ein Anschleifen, eines Trägers beinhalten, werden die Oberfläche bzw. die Fasern des Trägermaterials nach dieser Ausführungsform nicht „verletzt". Hierdurch wird die Haltbarkeit des Trägers verbessert und ein Eindringen von Bindemitteln in das Trägermaterial weitgehend verhindert, was zu den oben beschriebenen Vorteilen führt. Ebenso kann mit Vorteil auch auf den Einsatz von Chemikalien zur
Faseraufrauung verzichtet werden.
Des Weiteren erfolgt durch das Kalandrieren auch eine
Verdichtung des Trägermaterials. Der gewünschte
Verdichtungsgrad kann durch Druck und Temperatur, wie unten beschrieben, beim Kalandrieren gesteuert werden. Vorzugsweise liegt der Anteil der Verfestigungsfläche im Trägermaterial bei 5% bis 35%, insbesondere 10% bis 30%. Er kann bei 15% bis 28%, insbesondere 20% bis 27%, liegen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfassen die
synthetischen Fasern bzw. Endlosfasern ein Polymermaterial, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Polyethylen- terephthalat , Polybutylenterephthalat , Polyethylennaphthalat , Polybutylennaphthalat , Polyamid, Polyphenylensulfid,
Polyolefin, Polycarbonat und Kombinationen hiervon umfasst. Die Fasern können auch aus dem Polymermaterial bestehen. Die synthetischen (Endlos- ) Fasern, beispielsweise Meltblown- als auch Spinnvliesf sern, können dabei aus nur einem Polymer, sogenannte Monokomponentenfasern, und/oder aus mehreren
Polymeren, sogenannte Multikomponentenfasern, bestehen. Die Polymere der Multikomponentenfasern entsprechen einer der oben genannten Kombinationen. Kombinationen können auch durch unterschiedliche Monokomponentenfasern erhalten werden.
Bei Multikomponentenfasern können unterschiedliche
Anordnungen der Polymere in den einzelnen Fasern vorliegen, wie zum Beispiel eine „Seite-an-Seite "-Anordnung (der
Faserquerschnitt erinnert an eine in der Mitte
durchgeschnittene Torte, bei der jede Hälfte aus einem anderen Polymer besteht) , eine „ Segmentanordnung" (der
Faserquerschnitt erinnert an einen Kuchen, der in mehrere Stücke geteilt wurde, wobei die Kuchenstücke insbesondere abwechselnd aus den unterschiedlichen Polymeren bestehen) , eine sogenannte „Island- in-the-sea"-Anordnung (der
Faserquerschnitt erinnert an mehrere Inseln eines Polymers umgeben von einem Meer aus einem anderen Polymer) und/oder einer „Kern-Mantel "-Anordnung (der Kern besteht aus einer Faser eines ersten Polymers, der durch einen Mantel eines zweiten Polymers umhüllt ist) . Bevorzugt wurden Vliese, wenn sie Mehrkomponentenfasern umfassen oder daraus bestehen, nach der Vliesbildung noch einer Hochdruck-Wasserstrahlbehandlung unterzogen, bei der die einzelnen Faserkomponenten in mehrere dünne Einzelfasern aufgetrennt werden.
Je nach Anforderung kann die Oberfläche von Meltblown- bzw. der Spinnvliese durch Oberflächenbehandlungsverfahren, wie zum Beispiel Coronabehandlung oder Plasmabehandlung, in ihren Eigenschaften, wie zum Beispiel Benetzbarkeit durch Wasser oder reduzierte elektrostatische Aufladung, verändert werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das
Imprägniermittel ein Harz mit einem gewichtsmittleren
Molekulargewicht von mindestens 50000 g/mol, insbesondere mindestens 100000 g/mol und vorzugsweise mindestens 250000 g/mol. Das gewichtsmittlere Molekulargewicht des Harzes kann weiter bevorzugt mindestens 500000 g/mol und besonders bevorzugt mindestens 1000000 g/mol betragen. Es kann auch aus einem oder mehrerer solcher Harze bestehen. Die Erfinder haben überraschend gefunden, dass die als Imprägniermittel verwendeten Harze mit einem solchen gewichtsmittleren
Molekulargewicht die Poren des Trägermaterials bzw. des
Vlieses besonders gut verschließen und somit zur Dichtheit des imprägnierten Trägermaterials beitragen. Imprägniermittel, die aus einem Harz mit einem gewichtsmittleren
Molekulargewicht unter 50000 g/mol bestehen, können zwar Fasern umhüllen und diese miteinander verbinden, sind aber nicht in der Lage, Hohlräume zwischen den Fasern ausreichend gut zu überbrücken und zu verschließen, sodass Bindemittel eindringen können, was unerwünscht ist. Die Imprägniermittelmenge kann zwischen 5 Gew.% und 70 Gew.%, bevorzugt zwischen 15 Gew.% und 60 Gew.%, des trockenen
Imprägniermittels bezogen auf das Gewicht des nicht
imprägnierten Trägermaterials betragen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Imprägniermittel aus einer Gruppe ausgewählt, die Acrylsäureester ,
Polyvinylacetat , Acrylnitril-Butadien-Kautschuk,
Acrylsäureester-Styrol-Copolymere, Ethylen-Vinylacetat- Copolymere, Styrol-Butadien-Kautschuk, Phenolharze,
Epoxidharze, Naturkautschuk, Polyvinylalkohol , Stärke,
Melamin-Formaldehyd-Harz , Harnstoff-Formaldehyd-Harze und Kombinationen hiervon umfasst. Vorzugsweise haben diese oben genanntes gewichtsmittleres Molekulargewicht und liegen zu entsprechenden Anteilen im imprägnierten Trägermaterial vor.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist, insbesondere unmittelbar, auf mindestens einer Seite des imprägnierten Trägermaterials eine Sperrstrichschicht erzeugt. Dieser
Sperrstrich kann die Seite teilweise oder ganz bedecken. Der Sperrstrich bzw. die Sperrstrichschicht dichtet den
Schleifmittelträger zusätzlich ab und verhindert so, dass ein zur Herstellung eines Schleifartikels später aufgebrachter Grundlack in das imprägnierte Trägermaterial eindringen und zu einer Versprödung des Trägers führen kann. Die
Luftdurchlässigkeit eines Trägers mit Sperrschicht kann höchstens 10 l/m2s, insbesondere höchstens 5 l/m2s, betragen. Zudem kann der Sperrstrich als Haftvermittler zwischen dem imprägnierten Trägermaterial und einem Grundlack wirken.
Der Sperrstrich kann ein Material umfassen oder daraus bestehen, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die
Acrylsäureester, Polyvinylacetat , Acrylnitril-Butadien- Kautschuk, Acrylsäureester-Styrol-Copolymere, Ethylen- Vinylacetat-Copolymere , Styrol-Butadien-Kautschuk,
Phenolharz, Epoxidharz, Naturkautschuk und Kombinationen hiervon umfasst. Der trockene Sperrstrich kann in einer Menge von 5 bis 40 g/m2, bevorzugt 5 bis 30 g/m2, erzeugt sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die
Sperrstrichschicht auf einer Seite des imprägnierten
Trägermaterials mit Oberflächenrauheit Rz von 100 bis 500 μιη und mit einem Rmax von 250 μτη bis 600 um angeordnet. Wie oben beschrieben, wird im Rahmen der Anmeldung ein Sperrstrich nicht zum imprägnierten Trägermaterial gezählt . Die
Oberflächenrauheit des Trägers auf der von dem imprägnierten Trägermaterial abgewandten Seite der Sperrstrichschicht kann von der des imprägnierten Trägermaterials abweichen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Träger auf der von dem imprägnierten Trägermaterial abgewandten Seite der Sperrstrichschicht eine Oberflächenrauheit Rz von 20 um bis 300 μαι und mit einem Rmax von 50 m bis 400 μτη auf. Rz ist bevorzugt 20 m bis 250 pm und Rraax von 50 μm bis 300 um. Auch bei dieser Oberflächenrauheit und aufgrund der haftvermittelnden Eigenschaften des Sperrstrichs wird eine gute
Anhaftung eines Grundlacks bzw. eines Schleifmittels
ermöglicht . Des Weiteren können dem Imprägniermittel und/oder dem
Sperrstrich noch verschiedene Additive und/oder Füllstoffe zugesetzt worden sein. Beispiele für solche Additive sind Farben, Vernetzer, Hydrophobierungsmittel,
Oleophobierungsmittel , Hydrophilierungsmittel oder
Kombinationen hiervon. Als Füllstoffe können zum Beispiel
Kaolin, Titandioxid, Talkum, Calciumcarbonat, Siliciumdioxid, Bentonite oder Kombinationen hiervon eingesetzt werden.
Ein bevorzugter Träger kann eine Flächenmasse von mehr als 105 g/m2, insbesondere im Bereich von 110 bis 1870 g/m2 und bevorzugt von 115 bis 1760 g/m2, aufweisen. Er kann beispielsweise eine Dicke von 0,100 bis 2,500 mm, insbesondere 0,110 bis 2,400 mm aufweisen. Das Elastizitätsmodul in Längsund Querrichtung des Trägers kann von 100 bis 10000 MPa betragen. Der Träger kann einen Zugsteifigkeitsindex in
Längsrichtung von 0,3 bis 10 MNm/kg und in Querrichtung von 0,2 bis 10 MNm/kg besitzen.
Ein bevorzugter Träger weist beispielsweise ein durch
Thermokalandrieren verdichtetes Vlies aus synthetischen
Endlos fasern auf, das mit einem der oben genannten
Imprägniermittel in einer Menge zwischen 5 Gew.% und 70
Gew.%, bevorzugt zwischen 15 Gew.% und 60 Gew.%, bezogen auf das Gewicht des nicht imprägnierten Vlieses, imprägniert ist. Beim Kalandrieren kann auch mindestens eine Seite des
imprägnierten Vlieses strukturiert worden sein. Hierauf kann eine Sperrstrichschicht aus obigen Materialien erzeugt sein. Ein solcher Träger ohne Sperrstrichbeschichtung hat beispielsweise eine Flächenmasse von 105 bis 1870 g/m2, bevorzugt von 115 bis 1760 g/m2 ; eine Dicke von 0,100 bis 2,500 mm, bevorzugt von 0,110 bis 2,400 mm; eine
Luftdurchlässigkeit von höchstens 20 l/m2s, bevorzugt von höchstens 10 l/m2s,- eine Bruchkraft trocken in Längsrichtung von 10 bis 1500 N/I5mm, bevorzugt von 15 bis 1300 N/I5mm; eine Bruchkraft trocken in Querrichtung von 5 bis 1300
N/15mm, bevorzugt von 10 bis 1200 N/15mm; eine Bruchdehnung trocken in Längsrichtung von 10% bis 60%, bevorzugt von 12% bis 55%; eine Bruchdehnung trocken in Querrichtung von 15% bis 65 %, bevorzugt von 18 bis 60 %; eine Biegesteifigkeit in Längsrichtung von 0,2 bis 15,0 Nmm, bevorzugt von 0,3 bis 14,5 Nmm; eine Biegesteifigkeit in Querrichtung von 0,1 bis 14,0 Nmm, bevorzugt von 0,2 bis 13,5 Nmm; einen
Zugsteifigkeitsindex in Längsrichtung von 0,3 bis 10,0
MNm/kg, bevorzugt von 0,4 bis 9,5 MNm/kg; einen
Zugsteifigkeitsindex in Querrichtung von 0,2 bis 10,0 MNm/kg, bevorzugt von 0,3 bis 9,5 MNm/kg; ein Elastizitätsmodul in Längsrichtung von 100 bis 10000 MPa, bevorzugt von 150 bis 9500 MPa; ein Elastizitätsmodul in Querrichtung von 100 bis 10000 MPa, bevorzugt von 150 bis 9500 MPa; auf wenigstens einer Seite eine Oberflächenrauheit z von 100 bis 500 pm und mit einem max von 250 bis 600 um, bevorzugt Rz von 150 bis 500 μιη und Rmax von 250 bis 450 μπι.
Ein solcher Träger ohne Sperrstrichbeschichtung kann
insbesondere eine Flächenmasse von 115 bis 1760 g/m2, eine Dicke von 0,110 bis 2,400 mm, eine Luftdurchlässigkeit von höchstens 10 l/m2s, eine Bruchkraft trocken in Längsrichtung von 15 bis 1300 N/15mm, eine Bruchkraft trocken in Querrichtung von 10 bis 1200 N/15mm, eine Bruchdehnung trocken in Längsrichtung von 12% bis 55%, eine Bruchdehnung trocken in Querrichtung von 18 bis 60 %, eine Biegesteifigkeit in
Längsrichtung von 0,3 bis 14,5 Nmm, eine Biegesteifigkeit in Querrichtung von 0,2 bis 13,5 Nmm, einen Zugsteifigkeitsindex in Längsrichtung von 0,4 bis 9,5 MNm/kg, einen
Zugsteifigkeitsindex in Querrichtung von 0,3 bis 9,5 MNm/kg, ein Elastizitätsmodul in Längsrichtung von 150 bis 9500 MPa, ein Elastizitätsmodul in Querrichtung von 150 bis 9500 MPa, auf wenigstens einer Seite eine Oberflächenrauheit Rz von 150 bis 500 μιη und mit einem Rmax von 250 bis 450 μτη aufweisen.
Ein solcher Träger mit Sperrstrichbeschichtung hat
beispielsweise eine Flächenmasse von 110 bis 1900 g/m2, bevorzugt von 155 bis 1570 g/m2; eine Dicke von 0,100 bis 2,500 mm, bevorzugt von 0,110 bis 2,500 mm; eine
Luftdurchlässigkeit von höchstens 10 1/m2, bevorzugt von höchstens 5 l/m2; eine Bruchkraft trocken in Längsrichtung von 10 bis 1600 N/15mm, bevorzugt von 15 bis 1500 N/15mm; eine Bruchkraft trocken in Querrichtung von 5 bis 1400
N/15mm, bevorzugt von 10 bis 1500 N/15mm; eine Bruchdehnung trocken in Längsrichtung von 10% bis 70%, bevorzugt von 12% bis 60%; eine Bruchdehnung trocken in Querrichtung von 10% bis 75%, bevorzugt von 15% bis 70%; eine Biegesteifigkeit in Längsrichtung von 0,2 bis 15,0 Nmm, bevorzugt von 0,3 bis
14,5 Nmm; eine Biegesteifigkeit in Querrichtung von 0,1 bis 14,0 Nmm, bevorzugt von 0,2 bis 13,5 Nmm; einen Zugsteifigkeitsindex in Längsrichtung von 0,3 bis 10,0 MNm/kg,
bevorzugt von 0,4 bis 9,5 MNm/kg; einen Zugsteifigkeitsindex in Querrichtung von 0,2 bis 10,0 MNm/kg, bevorzugt von 0,3 bis 9,5 MNm/kg; ein Elastizitätsmodul in Längsrichtung von 100 bis 10000 MPa, bevorzugt von 150 bis 9500 MPa; ein
Elastizitätsmodul in Querrichtung von 100 bis 10000 MPa, bevorzugt von 150 bis 10000 MPa; auf der sperrstrich- beschichteten Seite eine Oberflächenrauheit Rz von 20 bis 300 μτη und mit einem Rmax von 50 bis 400 μιη, bevorzugt Rz von 20 bis 250 μπι und Rmax von 50 bis 300 μπι.
Ein solcher Träger mit Sperrstrichbeschichtung kann
insbesondere eine Flächenmasse von 155 bis 1570 g/m2, eine Dicke von 0,110 bis 2,500 mm, eine Luftdurchlässigkeit bevorzugt von höchstens 5 l/m2, eine Bruchkraft trocken in Längsrichtung von 15 bis 1500 N/15mm, eine Bruchkraft trocken in Querrichtung von 10 bis 1500 N/15mm, eine Bruchdehnung trocken in Längsrichtung von 12% bis 60%, eine Bruchdehnung trocken in Querrichtung von 15% bis 70%, eine
Biegesteifigkeit in Längsrichtung von 0,3 bis 14,5 Nrara, eine Biegesteifigkeit in Querrichtung von 0,2 bis 13,5 Nmm, einen Zugsteifigkeitsindex in Längsrichtung von 0,4 bis 9,5 MNm/kg, einen Zugsteifigkeitsindex in Querrichtung von 0,3 bis 9,5 MNm/kg, ein Elastizitätsmodul in Längsrichtung von 150 bis 9500 MPa, ein Elastizitätsmodul in Querrichtung von 150 bis 10000 MPa, auf der sperrstrichbeschichteten Seite eine
Oberflächenrauheit Rz von 20 bis 250 μπι und mit einem Rmax von 50 bis 300 um aufweisen. Als weiterer Aspekt der Erfindung wird ein Schleifartikel angegeben. Der Schleifartikel umfasst einen Träger nach zumindest einer erfindungsgemäßen Ausführungsform .
Nach zumindest einer Ausführungsform des Schleifartikels ist der Träger auf einer Seite des imprägnierten Trägermaterials, die eine Oberflächenrauheit Rz von 100 μτη bis 500 um und mit einem Rmax von 250 μτη bis 600 μτη aufweist, mit einem
Schleifmittel besandet. Der Terminus „besandet" ist dem
Fachmann geläufig, er bedeutet, dass auf dem imprägnierten Trägermaterial Schleifmittel angeordnet und fixiert sind.
Das Schleifmittel ist erfindungsgemäß nicht begrenzt. Es können grundsätzlich alle Materialien verwendet werden, die auf dem Träger aufgebracht werden können und die beim
Schleifen einen Materialabtrag von einem Werkstück
verursachen. Das Schleifmittel kann zum Beispiel aus einer Gruppe ausgewählt sein, die Sand, Diamant, Korund
(Aluminiumoxid) , Siliciumcarbid, Bornitrid und Kombinationen hiervon umfasst. Das Schleifmittel liegt bevorzugt als
Partikel, Körner, Splitter oder ähnliches vor.
Zum Besanden wird der Träger in der Regel mit einem Grundlack versehen. Dann wird das Schleifmaterial aufgetragen und im Anschluss ein Decklack erzeugt. Der Schlei artikel kann also auf dem Träger angeordnet einen Grundlack, Schleifmittel, wie oben beschrieben, und einen Decklack umfassen. Eine
Sperrschicht, falls vorgesehen, ist in aller Regel zwischen imprägniertem Trägermaterial und dem Grundlack angeordnet .
Der Grundlack kann zum Beispiel aus Epoxidharz, Phenolharz, Alkydharz, Ureaharz oder Kombinationen hiervon ausgewählt sein. Als Decklack wird in der Regel ein hartes,
duroplastisch härtendes Harz, das das Schleifmittel
zusätzlich verankert, eingesetzt. Der Decklack kann zum
Beispiel aus Epoxidharz, Phenolharz, Alkydharz, Ureaharz oder Kombinationen hiervon ausgewählt sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Schleifartikels ist auf dem imprägnierten Trägermaterial eine Sperrstrichschicht erzeugt und der Träger ist, insbesondere unmittelbar, auf der vom imprägnierten Trägermaterial abgewandten Seite der
Sperrstrichschicht besandet. Wie oben erwähnt, dichtet die Sperrstrichschicht den Träger gegenüber einem Grundlack ab und verbessert dessen Haftung bzw. die Haftung des
Schleifmittels . Der erfindungsgemäße Schleifartikel eignet sich sowohl zum Nass- als auch zum Trockenschleifen. Er kann als
beispielsweise als Schleifband, Schleifscheibe oder
Schleifblatt ausgestaltet sein. Als weiterer Aspekt der Erfindung wird daher die Verwendung eines Schleifartikels angegeben. Ein Schleifartikel nach zumindest einer erfindungsgemäßen Ausführungsform kann als Schleifband, Schleifscheibe oder Schleifblatt beziehungsweise zu deren Herstellung verwendet werden. Schleifscheiben schließen anmeldungsgemäß Fächerschleifscheiben mit ein.
Als weiterer Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren angegeben. Durch das Verfahren kann ein Träger für Schleifmittel nach zumindest einer erfindungsgemäßen
Ausführungsform hergestellt werden. Nach zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren die Schritte
(A) Erzeugen eines Trägermaterials, das auf synthetischen Fasern basiert;
(B) Kalandrieren des Trägermaterials mit mindestens einer strukturierten Walze, sodass das Trägermaterial auf
mindestens einer Seite strukturiert wird;
(C) Imprägnieren des Trägermaterials mit einem
Imprägniermittel ;
sodass ein Träger, der ein imprägniertes Trägermaterial auf Basis von synthetischen Fasern, das mindestens eine Seite mit einer Oberflächenrauheit Rz von 100 um bis 500 μτη und mit einem Rmax von 250 um bis 600 m aufweist, umfasst und eine Luftdurchlässigkeit von höchstens 20 l/m2s besitzt, erhalten wird.
Das Verfahren wird bevorzugt in dieser Reihenfolge der
Schritte (A) bis (C) durchgeführt.
Das Trägermaterial entspricht einem Trägermaterial nach zumindest einer der oben beschriebenen Ausführungs ormen. Es kann also beispielsweise ein Vlies aus synthetischen
Endlosfasern sein. Das Vlies kann dabei beispielsweise ein sogenanntes Meltblownvlies oder ein Spinnvlies sein. Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird das Trägermaterial im Schritt (A) nach einem Meltblownverfahren oder nach einem Spinnvliesverfahren hergestellt.
Zur Herstellung eines Vlieses für einen erfindungsgemäßen Träger kann ein sogenannter Meltblownprozess verwendet werden. Ein solcher ist zum Beispiel in der Publikation von A. van ente, „Superfine Themoplastic Fibers", Industrial Engineering Chemistry, Vol. 48, S. 1342 - 1346 beschrieben, dessen Offenbarungsgehalt insofern hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird. Geeignete Polymere sind zum Beispiel aus einer Gruppe ausgewählt, die Polyethylenterephthalat , Polybutylen- terephthalat , Polyethylennaphthalat , Polybutylennaphthalat , Polyamid, Polyphenylensulfid, Polyolefin, Polycarbonat und Kombinationen hiervon umfasst. Es können typischerweise Faserdurchmesser zwischen 0,5 und 10 μττι, bevorzugt zwischen 0,5 und 3 μπι, erhalten werden. Den Polymeren können je nach Anforderungen noch Additive, wie zum Beispiel
Hydrophilierungsmittel, Hydrophobie ungsmittel,
Kristallisationsbeschleuniger, Farben und Kombinationen hiervon, zugemischt werden.
Zur Herstellung eines Vlieses für einen erfindungsgemäßen Träger kann ein sogenanntes Spinnvliesverfahren verwendet werden. Ein solches ist zum Beispiel in den Anmeldungen US 4,340,563 A, US 3,802,817 A, US 3,855,046 A und US 3,692,618 A beschrieben, deren Offenbarungsgehalte insofern hiermit durch Rückbezug aufgenommen werden.
Für ein Spinnvliesverfahren geeignete Polymere sind
beispielsweise aus einer Gruppe ausgewählt, die
Polyethylenterephthalat , Polybutylenterephthalat ,
Polyethylennaphthalat, Polybutylennaphthalat, Polyamid, Polyphenylensulfid, Polyolefin, Polycarbonat und
Kombinationen hiervon umfasst. Es können typischerweise Faserdurchmesser zwischen 6 und 60 um, bevorzugt zwischen 10 und 25 um, erhalten werden. Den Polymeren können je nach An orderungen noch Additive, wie zum Beispiel
Hydrophilierungsmittel , Hydrophobierungsmittel,
Kristallisationsbeschleuniger, Farben oder Kombinationen hiervon, zugemischt werden.
Sowohl die nach dem Meltblown- als auch die nach dem Spinnvliesverfahren hergestellten (Endlos- ) Fasern können dabei aus nur einem Polymer (Monokomponentenfasern) oder aus mehreren Polymeren (Multikomponentenfasern) bestehen, wie sie oben bereits beschrieben wurden.
Vliese aus Mehrkomponentenfasern können vorzugsweise nach der Vliesbildung noch einer Hochdruck-Wasserstrahlbehandlung zugeführt werden, bei der die einzelnen Faserkomponenten in mehrere dünne Einzelfasern aufgetrennt werden.
Je nach Anforderungen kann die Oberfläche des Trägermaterials bzw. des Vlieses durch ein Oberflächenbehandlungsverfahren, wie zum Beispiel Coronabehandlung oder Plasmabehandlung, in ihren Eigenschaften, wie zum Beispiel Benetzbarkeit durch Wasser oder reduzierte elektrostatische Aufladung, verändert werden .
Wie oben bereits erwähnt ist es für die Flexibilität und Festigkeit des erfindungsgemäßen Schleifmittelträgers
vorteilhaft, dass das Trägermaterial bzw. das Vlies möglichst dicht ist. Hierfür kann dieses verdichtet werden, was
insbesondere durch das Kalandrieren im Schritt {B) erfolgen kann . Gemäß einer weiteren Au führungsform ist das Kalandrieren im Schritt (B) als Thermokalandrieren ausgestaltet. Hierfür benötigte Thermokalander sind dem Fachmann an sich bekannt.
Die Eigenschaften des Trägermaterials können im Schritt (B) beispielsweise über den Liniendruck (Spaltdruck) und die Walzentemperatur eingestellt werden. Hierbei kann so
verdichtet werden, dass eine vorgegebene, oben beschriebene, vorteilhaft geringe Luftdurchlässigkeit erreicht wird. Es kann beispielsweise mit einem Spaltdruck von 30 bis 300 N/mm, bevorzugt von 50 bis 300 N/mm, und einer Temperatur zwischen 80°C und 280°C, bevorzugt zwischen 100°C und 260°C, im
Schritt (B) kalandriert werden. Die Erfinder fanden heraus, dass die Verwendung von ausschließlich glatten Kalanderwalzen als nachteilig sich nachteilig auf den Träger auswirkt. Neben einer
wünschenswerten Verdichtung erzeugen glatte Kalanderwalzen auch eine glatte, insbesondere nicht strukturierte,
Oberfläche des Trägermaterials, auf der dann ein
Bindemittelharz, ein Grundlack, für das Schleifmittel
schlecht haftet.
Wie oben beschrieben, fanden die Erfinder überraschend heraus, dass durch den Einsatz von strukturierten Walzen, zum Beispiel Präge- oder Gravurwalzen, die Haftung eines
Bindemittelharzes auf dem erfindungsgemäßen Trägers deutlich verbessert wird. Es kommen dabei strukturierte Walzen zum
Einsatz, die so gestaltet sind, dass sie auf wenigstens einer Seite des Trägermaterials, zum Beispiel einem Vlies aus synthetischen Endlosfasern, Strukturen erzeugen. Das
Trägermaterial wird dann insbesondere mit einer
Oberflächenrauheit Rz von 100 bis 500 μτη und mit einem Rmax von 300 bis 800 μτη auf mindestens einer Seite erzeugt.
Die im Schritt (B) verwendeten strukturierten Walzen können alle gängigen Muster, insbesondere Präge- oder Gravurmuster, wie zum Beispiel Striche, Ovale, Rhomben (Rauten) ,
Kegelstümpfe und/oder Ellipsen aufweisen. Entsprechende
Muster werden dann im Trägermaterial erzeugt.
Wie oben bereits erwähnt, wird das Trägermaterial
vorzugsweise im Schritt (B) verdichtet. Der Anteil der
Verfestigungsfläche kann 5% bis 35%, bevorzugt 10% bis 30%, weiter bevorzugt 15% bis 28% und besonders bevorzugt 20% bis 27%, betragen. Im Schritt (B) kann das Trägermaterial für den
erfindungsgemäßen Schleifmittelträger entweder nur auf einer Seite oder auf beiden Seiten strukturiert werden. Das nach den Schritten {A) und (B) erzeugte und kalandrierte Trägermaterial, vorzugsweise ein Vlies aus synthetischen (Endlos- ) Fasern, hat beispielsweise eine Flächenmasse von 100 bis 1100 g/m2; eine Dicke von 0,100 mm bis 2,500 mm; eine Luftdurchlässigkeit von höchstens 500 l/m2s, bevorzugt höchstens 200 l/m2s und besonders bevorzugt höchstens 100 l/ms; ein Elastizitätsmodul in Längsrichtung von 150 bis 13000 Pa und in Querrichtung von 100 bis 11000 MPa; einen Zugsteifigkeitsindex längs von 0,4 bis 16,0 MNm/kg; einen Zugsteifigkeitsindex quer von 0,2 bis 16 MNm/kg und eine Obe flächenrauheit R2 von 100 bis 500 μιη und mit einem Rmax von 300 bis 800 um. Diese Parameter, insbesondere die
Luftdurchlässigkeit, können sich ändern, wenn das
Trägermaterial im Schritt (C) imprägniert wird.
Im Anschluss an den Schritt (B) wird das Trägermaterial im Schritt (C) imprägniert. Hierdurch wird das imprägnierte Trägermaterial des erfindungsgemäßen Trägers erhalten. Zum Imprägnieren im Schritt (C) sind zum Beispiel Leimpresse,
Tauchimprägnierung, Schaumimprägnierung, Walzenimprägnierung oder Aufsprühen, insbesondere Tauchimprägnierung, geeignete Imprägnierverfahren. Das Trägermaterial, insbesondere ein Vlies aus Endlosfasern, kann zum Beispiel durch
Tauchimprägnieren vollständig mit dem Imprägniermittel durchtränkt werden. Hierdurch wird insbesondere eine
gleichmäßige Verteilung des Imprägniermittels erzielt. Ein Imprägniermittel kann, zum Beispiel mittels Walzen-, Sprühoder Schaumauftrag, auf eine oder beide Seiten aufgebracht werden. Hierbei können gleiche oder unterschiedliche
Imprägniermittel verwendet werden.
Durch die Imprägnierung wird die Porosität des
erfindungsgemäßen Schleifmittelträgers so weit verringert, dass später aufgebrachte Beschichtungen nicht oder nur sehr gering in das imprägnierte Trägermaterial eindringen können. Zudem kann durch Auswahl einer geeigneten Imprägnierung die Reißfestigkeit, Flexibilität und Spaltfestigkeit modifiziert und eingestellt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird das
Imprägniermittel im Schritt (C) in Form einer
Polymerdispersion, einer Polymerlösung oder Mischungen daraus eingebracht bzw. aufgetragen. Als Polymerdispersionen kommen beispielsweise wässrige Dispersionen von Polymeren in Frage, die aus einer Gruppe ausgewählt sind, die Acrylsäureester, Polyvinylacetat , Acrylnitril-Butadien-Kautschuk,
Acrylsäureester-Styrol-Copolymere, Ethylen-Vinylacetat- Copolymere, Styrol-Butadien-Kautschuk , Phenolharz,
Epoxidharz, Naturkautschuk und Kombinationen hiervon umfasst. Geeignete Polymerlösungen können zum Beispiel aus einer
Gruppe ausgewählt sein, die Polyvinylalkohol in Wasser,
Stärke in Wasser, Melamin-Formaldehyd-Harz in Wasser,
Harnstoff-Formaldehyd-Harz , Phenolharze in Methanol,
Epoxidharze in Methanol und Kombinationen hiervon umfasst. Vorzugsweise weisen die als Imprägniermittel verwendeten
Harze ein gewichtsmittleres Molekulargewicht von mindestens 50000 g/mol, insbesondere mindesten 100000 g/mol, bevorzugt mindestens 250000 g/mol, weiter bevorzugt mindestens 500000 g/mol und besonders bevorzugt mindestens 100000 g/mol, auf. Dies ermöglicht ein effizientes Verschließen der Poren des Trägermaterials, sodass die oben beschriebene vorteilhafte Luftdurchlässigkeit und Oberflächenrauheit des imprägnierten Trägermaterials erhalten wird. Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird in einem weiteren Schritt (D) eine Sperrstrichschicht, insbesondere
unmittelbar, auf dem imprägnierten Trägermaterial erzeugt. Bevorzugt wird der Sperrstrich auf der Seite des
imprägnierten Trägermaterials mit einer Oberflächenrauheit Rz von 100 bis 500 μπι und mit einem Rmax von 250 μιη bis 600 μπι aufgetragen. Geeignete Verfahren zum Auftragen des
Sperrstrichs sind beispielsweise Rollrakeln, Messerrakeln, Aufbringen mittels Luftbürste oder Walzenauftrag.
Der Sperrstrich kann beispielsweise durch Aufbringen einer wässrigen Dispersion auf der Basis eines Materials, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Acrylsäureester,
Polyvinylacetat , Acrylnitril -Butadien-Kautschuk,
Acrylsäureester-Styrol-Copolymere, Ethylen-Vinylacetat- Copolymere, Styrol-Butadien-Kautschuk, Phenolharz,
Epoxidharz, Naturkautschuk und Kombinationen hiervon umfasst. Wird für den Sperrstrich eine Dispersion aufgetragen, so bietet es sich an, diese, zum Beispiel durch Erwärmen in einem Ofen, zu trocknen. Die Auftragsmenge nach dem Trocknen kann 5 bis 40 g/m2, bevorzugt 5 bis 30 g/m2, betragen. Sowohl beim Einbringen des Imprägniermittels {siehe Schritt (C) ) als auch bei dem optionalen Erzeugen eines Sperrstrichs (siehe Schritt (D) ) können noch verschiedene Additive
und/oder Füllstoffe zugegeben werden. Beispiele für Additive sind Farben, Vernetzer, Hydrophobierungsmittel,
Oleophobierungsmittel , Hydrophilierungsmittel oder
Kombinationen hiervon. Als Füllstoffe kann beispielsweise Kaolin, Titandioxid, Talkum, Calciumcarbonat, Siliciumdioxid, Bentonite oder eine Kombination hiervon eingesetzt werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird in einem weiteren Schritt (E) der Träger kalandriert. Es können demnach im Verfahren zwei oder mehr Kalandrierschrxtte vorgesehen sein.
Der Schritt (E) kann sowohl bei Trägern mit als auch bei Trägern ohne Sperrstrichschicht erfolgen. Die Erfinder fanden heraus, dass durch den Schritt (E) die Oberflächenglätte, dies bezieht sich auf mögliche Aufrauhungen, wie zum Beispiel Kratzer, nicht jedoch oder nur unwesentlich auf die gewollte, mittels Kalandrieren erzeugten Strukturen, und die
Flexibilität des Trägers gesteigert wird. Bevorzugt wird der Schleifmittelträger beim Kalandrieren im Schritt (E) durch den Spalt eines Walzenpaares, bestehend aus einer Stahl- und einer Gummiwalze, mit einem Spaltdruck von 30 bis 300 N/mm, bevorzugt von 50 bis 300 N/mm, gelassen. Der Schleifmittelträger wird dabei vorzugsweise so dem verwendeten Kalander zugeführt, dass die Seite, die später mit einem Schleifmittel besandet werden soll, mit der Stahlwalze in Berührung kommt. Die Kalandertemperatur liegt insbesondere zwischen 20 °C und 80°C, bevorzugt zwischen 50°C und 70°C.
Des Weiteren wird als ein Aspekt der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Schleifartikels angegeben. Dieses
Verfahren umfasst dabei die Schritte nach zumindest einer Ausführungsform des oben beschriebenen Verfahrens zur
Herstellung eines erfindungsgemäßen Trägers. Nach zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird der Träger in einem weiteren Schritt (F) auf einer Seite des imprägnierten Trägermaterials, die eine Ober lächenrauheit Rz von 100 μιη bis 500 μπι und mit einem Rmax von 250 μπι bis 600 μιη aufweist, mit einem Schleifmittel besandet. Hierdurch wird der erfindungsgemäße Schleifartxkel erhalten. Das
Schleifmittel kann, muss aber nicht unmittelbar auf dem imprägnierten Trägermaterial erzeugt werden. Falls ein
Sperrstrich vorhanden ist, erfolgt das Besanden mit dem
Schleifmittel in der Regel, insbesondere unmittelbar, auf dem Sperrstrich. Der Schritt (F) wird zweckmäßigerweise nach den Schritten {A) bis (C) und den optionalen Schritten (D) und/oder (E) durchgeführt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst der Schritt (F) ein Auftragen eines Grundlacks auf der Seite des
imprägnierten Trägermaterials mit der Oberflächenrauheit R2 von 100 μπι bis 500 μπι und mit einem Rmax von 250 μπι bis 600 μτη ein Aufbringen des Schleifmittels auf dem Grundlack sowie das Erzeugen eines Decklacks. Schritt (F) , also das
„Besanden" mit einem Schleifmittel kann ein Aufbringen eines Grundlacks auf den erfindungsgemäßen Schleifmittelträger, das anschließende Aufstreuen bzw. Aufbringen des Schleifmittels, das Trocknen des Grundlacks, das Aufbringen eines Decklacks auf das Schleifmittel und eine Trocknung des Decklacks umfassen oder daraus bestehen. Der Grundlack kann zum Beispiel aus Epoxidharz;, Phenolharz, Alkydharz, Ureaharz oder Kombinationen hiervon ausgewählt sein. Die Harze werden vorzugsweise in einem geeigneten
Lösungsmittel dispergiert oder gelöst und auf den Träger aufgetragen. Das Schleifmittel wird dann auf den noch nassen Grundlack aufgestreut, wobei die einzelnen Partikel bzw.
Körner beispielsweise durch elektrostatische Vorrichtungen auf dem erfindungsgemäßen Schleifmittelträger optimal
ausgerichtet werden können. Anschließend wird der mit dem nassen Grundlack und dem darauf haftenden Schleifmittel beschichtete Schleifmittelträger getrocknet, zum Beispiel in einem Trockenofen. Nach der Trocknung erfolgt die
Beschichtung des Schleifmittels beziehungsweise des Trägers mit einem Decklack. Als Decklack wird in der Regel ein hartes, duroplastisch härtendes Harz, das das Schleifmittel zusätzlich verankert, eingesetzt. Der Decklack kann zum
Beispiel aus Epoxidharz, Phenolharz, Alkydharz, Ureaharz oder Kombinationen hiervon ausgewählt sein. Abgeschlossen wird diese beispielhafte Besandung durch das Aushärten des
Decklacks .
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird auf einer Seite des imprägnierten Trägermaterials mit Oberflächenrauheit Rz von 100 μτη bis 500 μπι und mit einem Rmax von 250 pm bis 600 pm im Schritt {D) zunächst eine Sperrstrichschicht erzeugt und dann im Schritt (F) mit dem Schleifmittel besandet. Dies bietet sich an, da der Sperrstrich das Eindringen eines Grundlacks in den Träger weitgehend unterbindet.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann ein vorteilhafter Träger und somit auch ein vorteilhafter Schleifartikel hergestellt werden. Es wird daher auch ein Träger angegeben, der nach zumindest einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens herstellbar ist. Des Weiteren wird ein Schleifartikel angegeben, der einen solchen Träger umfasst. Der Schleifartikel kann dabei durch ein Verfahren zur Herstellung von Schleifartikeln nach zumindest einer erfindungsgemäßen Ausführungsform herstellbar sein.
Der Träger kann demnach durch ein Verfahren, das die oben beschriebenen Schritte (A) , (B) und (C) und optional (D) und/oder {E) nach den jeweiligen Ausführungsformen umfasst, herstellbar sein.
Vorzugsweise ist das Kalandrieren im Schritt (B) hierbei als Thermokalandrieren ausgestaltet. Es kann beispielsweise mit einem Spaltdruck von 30 bis 300 N/mm, bevorzugt von 50 bis 300 N/mm, und einer Temperatur zwischen 80°C und 280°C/ bevorzugt zwischen 100°C und 260°C, im Schritt (B)
kalandriert werden. Die im Schritt (B) verwendeten
strukturierten Walzen können alle gängigen Muster,
insbesondere Präge- oder Gravurmuster, wie zum Beispiel
Striche, Ovale, Rhomben (Rauten) , Kegelstümpfe und/oder
Ellipsen aufweisen. Der Anteil der Ver estigungsfläche kann hierbei 5% bis 35%, bevorzugt 10% bis 30%, weiter bevorzugt 15% bis 28% und besonders bevorzugt 20% bis 27%, betragen. Ausführungsbeispiel :
Als Trägermaterial wurde ein Spinnvlies aus Polyesterfasern (Endlosfasern) mit einem mittleren Faserdurchmesser von 18 μιη verwendet . Der Durchmesser wurde durch rastermikroskopische Aufnahmen bestimmt. Das Trägermaterial wies eine Flächenmasse von 235 g/m2, eine Dicke von 0,550 μιη, eine Luftdurchlässigkeit von 230 l/m s und eine Oberflächenrauigkeit Rz von 178 μτη bei einer glatteren Seite und von 369 μπι bei der
gegenüberliegenden Seite auf. Die Oberflächenrauheit wurde durch Thermokalandrieren des Trägermaterials mit einer
Strichgravurwalze erzielt. Ein solches Trägermaterial kann beispielsweise unter der Bezeichnung T 478/235 von der Firma Johns Manville, Bobingen (Anfertigungsnummer 7536) bezogen werden. Dieses Spinnvlies wurde mit einer Styrol-Butadien-Dispersion mittels Tauchbadimprägnierung imprägniert und getrocknet. Der Anteil des getrockneten Imprägniermittels betrug 49% bezogen auf das nichtimprägnierte Vlies. Das gewichtsmittlere
Molekulargewicht des Imprägnierharzes war > 1000000 g/mol . Auf die glattere Seite des imprägnierten Vlieses wurde anschließend eine Sperrstrichbeschichtung mittels
Luftbürstenauftrags aufgebracht. Die Beschichtung bestand aus einer Mischung von Styrol-Butadien-Dispersion und
Acrylsäureester-Styrol-Copolymer und betrug 18 g/m2 nach Trocknung. Schließlich wurde das imprägnierte und
beschichtete Spinnvlies zwischen einer Stahlwalze und einer Gummiwalze bei 50°C und 200 N/mm Liniendruck kalandriert, wobei die mit dem Sperrstrich beschichtete Seite zur
Stahlwalze zeigte.
Der so hergestellte erfindungsgemäße Schleifmittelträger wies eine Flächenmasse von 363 g/m2, eine Dicke von 0,526 mm, eine Luftdurchlässigkeit von 0 l/m2s, eine Bruchkraft trocken in Längsrichtung von 301 N/15mm, eine Bruchkraft trocken in Querrichtung von 238 N/15mm, eine Bruchdehnung trocken in Längsrichtung von 37,0%, eine Bruchdehnung trocken in
Querrichtung von 43,7%, eine Biegesteifigkeit in Längsrichtung von 7,95 Nmm, eine Biegesteifigkeit in Querrichtung von 5,1 Nmm, einen Zugsteifigkeitsindex in Längsrichtung von 1,45 MNm/kg, einen Zugsteif igkeitsindex in Querrichtung von 1,03 MNm/kg, Elastizitätsmodul in Längsrichtung von 983 MPa, ein Elastizitätsmodul in Querrichtung von 697 MPa und auf der sperrstrichbeschichteten Seite eine Oberflächenrauheit Rz von 84,1 μηα und mit Rmax von 97,2 μπι auf.
Prüfmethoden : Die Flächenmasse wird nach DIN EN ISO 536 bestimmt.
Die Luftdurchlässigkeit wird nach DIN EN ISO 9237:1995 bei
200 Pa Druckdifferenz bestimmt.
Die Dicke eines Trägers oder des Trägermaterials wird nach
DIN EN ISO 534 mit 20 N Auflagedruck und einer Messfläche von
200 mm2 bestimmt. Die Bruchkraft trocken längs und quer wird nach DIN EN ISO 1924-2 mit einer Streifenbreite von 15 mm, einer
Einspannlänge von 100 mm und einer Abzugsgeschwindigkeit von 150 mm/min bestimmt. Die Bruchdehnung trocken längs und quer wird nach DIN EN ISO 1924-2 mit einer Streifenbreite von 15 mm, einer
Einspannlänge von 100 mm und einer Abzugsgeschwindigkeit von 150 mm/min bestimmt. Die Oberflächenrauheit wird nach DIN EN ISO 4288:1997 bestimmt. Gemessen wurde mit einem Perthometer der Firma Mahr, Göttingen, mit folgenden Einstellungen:
Taststrecke Lt = 56 mm
Cutoff Lc = 8 mm
Anzahl der Einzelmessungen (Einzelmessstrecken) N = 5
Vorschubgeschwindigkeit des Tasters: 0,5 mm/s
Profilfilter Ls = 25 μπι
Vertikalmessbereich 250 pm
Verwendeter Taster: MFW - 25 mit 5 μτη Spitzenradius.
Der bei einer Messung ermittelte Rz- ert ist das
arithmetische Mittel aus den Einzelrautiefen aller 5
Einzelmessstrecken, wobei sich eine Einzelrautiefe wiederum nach DIN EN ISO 4287 {DIN EN ISO 4287:1998 + AC:2008 +
AI: 2009) aus allen Messwerten einer Einzelmessstrecke berechnet. Der Rmax-Wert ist ein Einzelwert und bezieht sich auf die größte der fünf Einzelrautiefen . Die Biegesteifigkeit wurde nach DIN 53123 Teil 1 bestimmt.
Die Zugsteifigkeit wurde nach DIN ISO 1924-3 mit 150 mm/min Dehngeschwindigkeit bestimmt.
Das Elastizitätsmodul wurde nach DIN ISO 1924-3 mit 150 mm/min Dehngeschwindigkeit bestimmt.
Die oben genannten Normen werden in der deutschen Fassung verwendet, deren Offenbarungsgehalte insofern hiermit durch Rückbezug aufgenommen werden.

Claims

Patentansprüche
1. Träger für Schleifmittel umfassend ein imprägniertes Trägermaterial auf Basis von synthetischen Fasern
dadurch gekennzeichnet, dass
das imprägnierte Trägermaterial mindestens eine Seite mit einer Oberflächenrauheit Rz von 100 μτπ bis 500 μττι und mit einem Rmax von 250 μπι bis 600 μιη aufweist und
der Träger eine Luftdurchlässigkeit von höchstens 20 l/m2s besitzt.
2. Träger nach Anspruch 1, wobei die synthetischen Fasern synthetische Endlosfasern umfassen oder daraus bestehen.
3. Träger nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Trägermaterial ein Vlies ist.
4. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Trägermaterial gleichmäßig mit einem Imprägniermittel durchtränkt ist.
5. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Trägermaterial auf wenigstens einer Seite mit einem
Imprägniermittel imprägniert ist .
6. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Oberflächenrauheit Rz von 100 μτη bis 500 μιη und mit einem Rma von 250 μτη bis 600 μτη der mindestens einen Seite des
imprägnierten Trägermaterials durch Kalandrieren mit
mindestens einer strukturierten Walze erzeugt worden ist.
7. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die synthetischen Fasern ein Polymermaterial umfassen, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat , Polyethylennaphthalat ,
Polybutylennaphthalat , Polyamid, Polyphenylensulfid,
Polyolefin, Polycarbonat und Kombinationen hiervon umfasst.
8. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das
Imprägniermittel ein Harz mit einem gewichtsmittleren
Molekulargewicht von mindestens 50000 g/mol umfasst.
9. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei auf mindestens einer Seite des imprägnierten Trägermaterials eine Sperrstrichschicht erzeugt ist.
10. Träger nach Anspruch 9, wobei die Sperrstrichschicht auf einer Seite des imprägnierten Trägermaterials mit
Oberflächenrauheit Rz von 100 bis 500 μτη und mit einem Rmax von 250 μτ bis 600 μιη angeordnet ist.
11. Träger nach Anspruch 9 oder 10, wobei der Träger auf der von dem imprägnierten Trägermaterial abgewandten Seite der
Sperrstrichschicht eine Oberflächenrauheit Rz von 20 μπι bis 300 μτη und mit einem Rmax von 50 μπι bis 400 μΐΏ aufweist.
12. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Träger ein Elastizitätsmodul in Längs- und Querrichtung von 100 bis 10000 MPa aufweist.
13. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Träger einen Zugsteifigkeitsindex in Längsrichtung von 0,3 bis 10 MNm/kg und in Querrichtung von 0,2 bis 10 MNm/kg besitzt .
14. Schleifartikel umfassend einen Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der Träger auf einer Seite des imprägnierten Trägermaterials, die eine Oberflächenrauheit Rz von 100 μπι bis 500 μτη und mit einem Rmax von 250 μτη bis 600 μπ aufweist, mit einem Schleifmittel besandet ist.
15. Schleifartikel nach Anspruch 14, wobei auf dem
imprägnierten Trägermaterial eine Sperrstrichschicht erzeugt ist und der Träger auf der vom imprägnierten Trägermaterial abgewandten Seite der Sperrstrichschicht besandet ist.
16. Verfahren zur Herstellung eines Trägers für Schleifmittel, umfassend die Schritte:
(A) Erzeugen eines Trägermaterials, das auf synthetischen Fasern basiert;
(B) Kalandrieren des Trägermaterials mit mindestens einer strukturierten Walze, sodass das Trägermaterial auf
mindestens einer Seite strukturiert wird;
(C) Imprägnieren des Trägermaterials mit einem
Imprägniermittel;
sodass ein Träger, der ein imprägniertes Trägermaterial auf Basis von synthetischen Fasern, das mindestens eine Seite mit einer Oberflächenrauheit Rz von 100 μπι bis 500 μιη und mit einem Rmax von 250 μιτι bis 600 μπι aufweist, umfasst und eine Luftdurchlässigkeit von höchstens 20 l/m2s besitzt, erhalten wird .
17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei in einem weiteren Schritt (D) mindestens eine Sperrstrichschicht auf dem imprägnierten Trägermaterial erzeugt wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 oder 17, wobei in einem weiteren Schritt (Ξ) der Träger kalandriert wird.
19. Verfahren zur Herstellung eines Schleifartikels nach einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei in einem weiteren
Schritt (F) der Träger auf einer Seite des imprägnierten Trägermaterials, die eine Oberflächenrauheit Rz von 100 pm bis 500 μπι und mit einem Rmax von 250 μιτη bis 600 um aufweist, mit einem Schleifmittel besandet wird.
20. Verwendung eines Schleifartikels nach Anspruch 14 oder 15 als Schleifband, Schleifscheibe oder Schleifblatt
beziehungsweise zu deren Herstellung.
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