DE69811778T2

DE69811778T2 - Schleifprodukte

Info

Publication number: DE69811778T2
Application number: DE69811778T
Authority: DE
Inventors: Ralph Bauer; Gregg M. Bosak; Constantinos Caracostas; Gary J. Kardys; William F. Mccutcheon
Original assignee: Norton Co
Current assignee: Saint Gobain Abrasives Inc
Priority date: 1997-06-05
Filing date: 1998-06-05
Publication date: 2003-12-11
Anticipated expiration: 2018-06-06
Also published as: US5885311A; EP0882552B1; EP0882552A2; DE69811778D1; EP0882552A3; CA2238148C; CA2238148A1

Description

Diese Erfindung betrifft Schleifmittelprodukte und ein Verfahren zur Herstellung solcher Produkte.
EP-A-0 615 816 offenbart ein beschichtetes Schleifmittel mit einer Unterlagenschicht und zumindest einer Schleifmittelschicht, die darauf haftet, wobei die Schleifmittelschicht umfasst:
eine Grundbeschichtung;
Schleifkörner, von denen zumindest 25% ein Längen-zu- Breiten-Verhältnis von 2 : 1 aufweisen, und nichtschleifende Partikel, wobei die Schleifkörner und wenigstens einige der nichtschleifenden Partikel auf der Unterlagenschicht durch die Grundbeschichtung haften; und
eine Außenschicht.
Das Dokument offenbart des Weiteren ein Verfahren für die Herstellung solch eines Schleifmittels, wobei die schleifenden Partikel auf der Grundbeschichtung elektrostatisch abgelagert werden.
In der Herstellung von beschichteten Schleifmitteln besteht die herkömmliche Technik, die eingesetzt wird, darin, ein Substrat mit einer härtbaren Grundbeschichtung zu beschichten und dann Schleifkörner auf der Grundbeschichtung aufzubringen, bevor sie ausgehärtet wird, so dass die Schleifkörner durch die Grundbeschichtung gehalten werden und dadurch auf der Unterlagenschicht verankert werden. Eine Deckbinderschicht wird herkömmlich über die Schleifkörner aufgebracht, um eine sichere Verankerung bereitzustellen, während das beschichtete Schleifmittel tatsächlich im Einsatz ist. Um die Leistung der Schleifkörner zu verbessern, insbesondere beim Schleifen von Metallen wie Stählen, ist es oft Stand der Technik, über der Deckbinderschicht eine nun darüber liegende Deckbinderschicht aufzubringen, die ein Bindemittel und ein Schleifhilfsmittel umfasst. Dieses Hilfsmittel kann ein Schmiermittel oder ein antistatischer Zusatz sein, um das Aufladen der Schleifkörner während des Einsatzes zu verringern. Gebräuchlicher ist es jedoch, dass das Schleifhilfsmittel eine "Schleifhilfe" ist, die sich während des Einsatzes verbraucht und deren Abbauprodukte das Entfernen des Metalls vom Werkstück bewerkstelligen. - Das Schleifhilfsmittel sollte, um am wirkungsvollsten zu sein, im Wesentlichen am Punkt des Schleifvorgangs vorhanden sein, so nahe wie möglich an dem Punkt, an welchem das Schleifkorn mit dem metallenen Werkstück in Kontakt tritt.
Die Schleifkörner sind auf herkömmliche Weise auf der Grundbeschichtung aufgebracht, wobei eine elektrostatische Technik zum Einsatz kommt, in welcher die Körner in Richtung der Grundbeschichtung vorragen. Diese Aufbringungstechnik neigt dazu, die Körner so auszurichten, dass die längste Abmessung lotrecht zur Ebene der Unterlage liegt, wenn das Korn vor Ort verankert wird. Diese Anordnung ist für das fertiggestellte beschichtete Schleifmittel äußerst vorteilhaft, da sie dem Werkstück die kleinste Oberfläche des Korns zuwendet und daher die ausgeübte Kraft pro Korn und daher die Wirksamkeit des abtragenden Vorgangs bei einer vorgegebenen Leistungsabgabe maximiert.
Bei einigen Aspekten jedoch kann dies einen Nachteil darstellen, da, wenn die Körner eine schwache Gestalt (definiert als Auftreten eines Verhältnisses der längsten Abmessung zur breitesten Abmessung, die lotrecht zur längsten Abmessung liegt, oder eines "Längen-zu-Breiten- Verhältnisses" größer als ungefähr 2) aufweisen, die darüber liegende Deckbinderschicht dazu neigt, sich in den Räumen zwischen den Schleifkörnern zu sammeln und daher von den Schleifkornspltzen entfernt zu sein, außer es werden unüblich große Mengen von Deckbinderschicht und/oder darüberliegender Deckbinderschicht eingesetzt.
In einem herkömmlichen Verfahren für die Herstellung beschichteter Schleifmittel, wird eine Unterlage hergestellt und dann eine Schicht Verankerungsharz aufgebracht und darauf wird eine Schicht Schleifpartikel abgelagert. Die Grundbeschichtung wird dann wenigstens teilweise ausgehärtet und eine weitere Bindemittelschicht, bezeichnet als Deckbinderschicht, wird über die Schleifkörner aufgebracht. Bei Bindemitteln, die durch Bestrahlung härtbar sind, wird das Aushärten der Grundbeschichtung typischerweise vor dem Aufbringen der Deckbinderschicht abgeschlossen.
Die Schleifkörner werden entweder durch Schwerkraftaufbringung oder durch einen elektrostatischen Vorgang, in welchem die Körner durch elektrostatische Kräfte auf die zu beschichtende Oberfläche gezwungen werden, aufgebracht. Diese elektrostatische Beschichtungstechnik wird als die UP-Beschichtungstechnik bezeichnet.
Es hat sich herausgestellt, dass bei höchstwertigen, besonders aggressiv schneidenden Schleifkörnern eine geschlossene Schicht (das heißt, eine Schicht mit der maximalen Menge an Schleifkörnern, die auf einer Oberfläche als einzelne Schicht abgelagert werden kann) zum Verbrennen der Oberfläche des Werkstücks führen kann. Maximaler Wirkungsgrad wird erzielt, wenn die Last pro im Eingriff befindlichen Schleifkorn während des Schleifens maximiert wird und die Schleifkörner beabstandet sind, um dem Werkstück eine Gelegenheit zu geben, zwischen den Schleifeingriffen abzukühlen. Eine Lösung für dieses Problem wird durch USP 5,011,512 vorgeschlagen, das den Einbau nichtschleifender Körner mit einer Knoop-Härte von weniger als ungefähr 200 gemeinsam mit den Schleifkörnern lehrt. Die schleifenden und die nichtschleifenden Körner waren von gleicher Größe und die nichtschleifenden Körner scheinen die Schleifkörner mit Abstand zu versehen, was sie wirksamer schneiden lässt. Das "Abstandskonzept" wird oft mit Begriffen von "Prozentsatz an geschlossener Beschichtung" beschrieben. Dieser wird durch Messen der Menge an Schleifpartikeln, die erforderlich ist, um eine einschichtige Bedeckung einer Mengeneinheit Unterlagenmaterial zu erzielen, und Ausdrücken der tatsächlichen Menge an Schleifpartikeln, die pro Flächeneinheit aufgebracht wird, als ein Prozentsatz der Menge, die erforderlich ist, um eine Einzelschicht abzulagern, berechnet. Eine sehr ähnliche Lehre in Bezug auf den Abstand zwischen Schleifkörnern unter Verwendung von teilchenhafter Füllstoffe findet sich in den US- Patentschriften USP 1,830,757; USP 3,476,537; und EP 0 494,435-A1.
Der Wirkungsgrad beim Schneiden wird herkömmlicherweise durch den Einsatz einer darüberliegenden Deckbinderzugabe in der zuletzt aufgebrachten Schicht eines beschichteten Schleifmittels verbessert. Jedoch kommt es dabei zu einem Problem mit Schleifkörnern schwacher Gestalt. Bei Schleifkörnern ist das Verhältnis der längsten Abmessung zur größten Abmessung senkrecht zur längsten Abmessung als das "Längen-zu-Breiten-Verhältnis" bekannt. Alle Körner mit einem Längen-zu-Breiten-Verhältnis größer als 1,5 werden gruppenbildend als solche mit "schwacher" Gestalt bezeichnet. Wenn diese senkrecht zur Oberfläche stehen, an die sie gebunden sind (wie dies im Allgemeinen bevorzugt ist), ist die Schneidfläche weit vom Hauptanteil der darüberliegenden Deckbinderschicht entfernt. Dieses Problem kann durch Zugabe sehr großer Mengen von Deckbinder- und Außenschicht gelöst werden, so dass die Zwischenräume zwischen den Körnern mit der Außenschichtmischung nach Formel aufgefüllt werden.
Jedoch wird dieser Lösungsweg immer teurer, je "schwächer" die Gestalt wird.
Schleifkörner von schwacher Gestalt sind durch Zerbrechen von größeren Partikeln unter Verwendung von Walzenbrechern erzielbar. Während diese in vorherrschendem Maße "schwächer" in Gestalt als schlaggebrochenes Schleifkorn sind, weisen sie jedoch im Allgemeinen nicht mehr als ungefähr 20% der Partikel mit einem Längen-zu-Breiten-Verhältnis von mehr als 2 : 1 auf.
In den vergangenen Jahren wurde eine neue Form von Körnern entwickelt, die eine Stäbchenpartikelform mit einer im Wesentlichen einheitlichen Querschnittsgestalt und einer Längenabmessung senkrecht zu jenem Querschnitt aufweist, die zumindest gleich zu und, wie üblich, viel größer als die größte Abmessung des Querschnitts ist. Solche Körner weisen zum Beispiel die Gestalt von Stäben oder Kegeln oder Pyramiden mit quadratischer Grundfläche auf.
Eine Form solcher Körner ist aus einem Sol-Gel- Aluminiumoxid hergestellt, das in eine Stäbchenpartikelgestalt ausgeformt wurde, bevor es getrocknet und gebrannt wird, um ein bemerkenswert wirkungsvolles Schleifkorn herzustellen. Solche Schleifkörner sind in USP 5,009,676 beschrieben und beschichtete Schleifmittel, die eben diese verwenden, sind in USP 5,103,598 beschrieben. Eine andere Form der Schleifkörner, die besonders gut für den Einsatz in der vorliegenden Erfindung geeignet ist, sind Schleifkörner mit einer sehr schwachen Gestalt, die aber nicht notwendigerweise eine einheitliche Querschnittsgestalt aufweisen. "Schwache", aber nicht einheitliche Formen werden herkömmlicherweise unter Verwendung einer Walzenbrecherzerkleinerungstechnik hergestellt. Diese weisen ein Längen-zu-Breiten-Verhältnis von ein wenig größer als 1, aber sehr wenige Partikel mit einem Längenzu-Breiten-Verhältnis größer als 2 : 1 auf (üblicherweise weniger als 20%). Es hat sich jedoch herausgestellt, dass Explosionszerkleinerung von Materialien, die verdampfbares Material enthalten und die Keramiken ergeben, wenn sie gebrannt werden, viel schwächere Formen ergibt, als unter Verwendung herkömmlicher Walzmahltechniken erzielbar sind. Die Herstellung solcher Schleifkörner wird in der US-Patentanmeldung Seriennummer: 08/417,169, die 4/5/95 eingereicht wurde, beschrieben. In dem Maße, in dem sie die oben beschriebenen Probleme teilen, können diese schwachgeformten Schleifkörner ebenfalls in der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden.
Mit sehr schwach-geformten Schleifkörnern wird ein sehr bedeutsames Moment, (welches sich mit der "Schwachheit" verstärkt), bei Kontakt mit einem Werkstück unter Abschleifbedingungen entwickelt. Dies kann zu vorzeitigem Bruch des Schleifkorns oder sogar zur Verschiebung aus der Unterlage des gesamten Korns führen. Dies könnte durch Hinzufügen einer dickeren Deckbinderschicht vermieden werden, was auch die Frage der Anordnung der Außenschichtzusätze in der Beschichtung lösen würde. Jedoch, wie oben angezeigt, gestaltet sich dies sehr teuer und kann auch zu Aushärteverzögerungen und vielleicht zu Unterschieden im Ausmaß des Aushärtens über die gesamte Dicke der Deckbinderschicht führen.
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen neuartigen Weg zum Überwinden des Problems des Wirkungsgrads der Schleifhilfe durch Zulassen der Anordnung der Schleifhilfemischungen am Punkt der maximalen Nützlichkeit ohne den Einsatz von außerordentlichen Mengen der Deckbinder- oder Außenschichtmischungen bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch das beschichtete Schleifmittel gemäß des unabhängigen Anspruchs 1 und das Verfahren zur Herstellung solcher Schleifmittel gemäß dem unabhängigen Anspruch 12 gelöst.
Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich auf offensichtliche Weise aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
Die Erfindung stellt auch einen Weg bereit, um sicherzustellen, dass sehr schwach gestaltete Schleifkörner sich mit einer gleichmäßigeren Rate abnutzen, indem sichergestellt wird, dass sie ohne den Einsatz von größeren Mengen an Deckbinderschicht, als dies wirtschaftlich wäre, fester verankert sind.
Beschichtete Schleifmittelmaterialien können aus einem Unterlagenmaterial und schwachförmigen Schleifpartikeln hergestellt werden, die mit der Unterlage durch eine Grundbeschichtung verklebt sind, mit einer Mehrzahl von nichtschleifenden Partikeln, die zwischen die Schleifpartikel eingestreut und kleiner als die Schleifpartikel sind, die dazu dienen, das Niveau einer Deckbinderschicht anzuheben, die über die Grundbeschichtung und die Schleifpartikel aufgebracht wird, so dass die Schleifpartikel über einen größeren Teil ihrer Länge ohne die Notwendigkeit für das Aufbringen eines großen Volumens an Deckbinderschicht und so dass ein Schleifhilfsmittel in der obersten Schicht benachbart zu den Spitzen der Schleifpartikel angeordnet ist, die das Schleifen ausführt, wenn das beschichtete Schleifmittel in Verwendung ist.
Die vorliegende Erfindung stellt ein beschichtetes Schleifmittel mit einer Unterlagenschicht und zumindest einer Schleifmittelschicht, die darauf haftet, bereit, wobei die Schleifmittelschicht umfasst:
a) eine Grundbeschichtung;
b) Schleifkörner, von denen zumindest 25% ein Längenzu-Breiten-Verhältnis von 2 : 1 aufweisen, und von 5 bis 50 Gewichts- %, basierend auf dem Schleifkörnergewicht, an nichtschleifenden Partikeln, die eine durchschnittliche größte Abmessung aufweisen, die geringer als 75% der durchschnittlichen größten Abmessung der Schleifkörner ist, wobei die Schleifkörner und wenigstens einige der nichtschleifenden Partikel mit der Unterlagenschicht durch die Grundbeschichtung haften; und
c) eine Außenschicht, die ein Schleifhilfsmittel umfasst.
Für die Zwecke dieser Beschreibung versteht sich der Begriff "durchschnittlich größte Abmessung" oder ein vergleichbarer Begriff so, dass er sich auf die durchschnittlich größte Abmessung eines Partikels von gewichtsdurchschnittlicher Partikelgröße bezieht.
Ebenfalls für die Zwecke dieser Beschreibung verstehen sich "nichtschleifende" Partikel so, dass sie sich auf Partikel beziehen, die entweder hohle Mineralpartikel, wie zum Beispiel Glas-, Mullit- oder Aluminiumoxid- Blasenhohlkörper, volle Glaskugeln oder, wenn nicht mineralisch, volle oder hohle Partikel eines Harz- oder Kunststoffmaterials sind. Solche Partikel weisen selbst im Wesentlichen keinen Schleifwert auf, tragen aber zu einem wirkungsvolleren Eingriff der Schleifpartikel bei, mit denen sie vermischt sind.
Das beschichtete Schleifmittel der Erfindung weist vorzugsweise eine Deckbinderschicht auf, welche die Schleifkörner und die nichtschleifenden Partikel überlagert. Die Schicht, die das Schleifhilfsmittel und das Bindemittel umfasst, überlagert dann die Deckbinderschicht. Alternativ oder zusätzlich dazu kann die Deckbinderschicht selbst ein Schleifhilfsmittel umfassen.
Wenn eine Deckbinderschicht vorhanden ist, heben die nichtschleifenden Partikel das Oberflächenniveau einer Deckbinderschicht über der Schleifschicht so an, dass die Schleifkörner über einen größeren Anteil ihrer Länge ohne die Notwendigkeit verklebt werden, die Menge der eingesetzten Deckbindung erhöhen zu müssen. Dies hat auch zur Folge, dass eine Außenschicht, die über der Deckbinderschicht aufgebracht wird und ein Schleifhilfsmittel enthält, wie dies eine Schleifhilfe oder ein Antistatikregelungszusatz ist, um das "Aufladen" zu verringern, (oder eine Deckbinderschicht, die ein Hilfsmittel umfasst), das Hilfsmittel näher an die Spitzen der Schleifpartikel anlagert, wo es am wirkungsvollsten ist.
Die nichtschleifenden Partikel können auch als Partikel an die Schleifpartikel durch eine relativ schwache Bindung so vorweg verklebt werden, dass die Schleifpartikel in nichtschleifende Partikel gehüllt sind, unter der Voraussetzung, dass diese nicht mit der Fähigkeit des schwachgeformten Schleifkorns in Konflikt kommen, nämlich den normalen Schleifkräften, die während des Einsatzes auftreten, zu widerstehen. Diese neigen dazu das Schleifkorn herauszuziehen, bevor es aufgehört hat zu schneiden, außer das Korn wird stark festgehalten.
In einer anderen Ausführungsform kann eine Mehrzahl von Schleifschichten das beschichtete Schleifmittel aufbauen. Daher kann eine Schicht Grundbeschichtung mit aufgeklebten Schleifkörnern zwischen der Unterlage und der Schicht gemäß der Erfindung zwischengelagert sein. Die Natur der Schleifkörner in der zwischengelagerten Schicht ist nicht von entscheidender Bedeutung. Sie können die schwachen Formen der Körner in der primären Schicht gemäß der Erfindung aufweisen oder sie können von einer stärkeren Form sein und/oder schlechtere Schleifeigenschaften besitzen. Es ist auch nicht wesentlich, obwohl oft bevorzugt, die Zumischung von nichtschleifenden Partikeln gegeben zu haben.
Die Produkte der Erfindung sind insbesondere nützlich, wenn die Schleifkörner Längen-zu-Breiten-Verhältnisse aufweisen, so dass 40%, und bevorzugterweise wenigstens 75% das Verhältnis 2 : 1 übersteigen. Es ist also am vorteilhaftesten, wenn die Partikel in einer Menge aufgebracht werden, die ausreicht, um eine zu 75% geschlossene Beschichtung oder vorzuziehenderweise eine zu 60% oder weniger geschlossene Beschichtung, wie eine ungefähr zu 40% bis 50% geschlossene Beschichtung, zu ergeben.
Die Erfindung umfasst auch ein Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Schleifmittels, welches das Anordnen einer Grundbeschichtung auf ein Unterlagenmaterial und das Aufbringen durch ein elektrostatisches Ablagerungsverfahren einer Schleifmittelschicht, die Schleifmittelpartikel, von denen zumindest 25% ein Längen-zu-Breiten-Verhältnis von 2 : 1 aufweisen, und von 5 bis 40%, basierend auf dem Gewicht der Schleifmittelpartikel, an nichtschleifenden Partikeln, die eine durchschnittliche Partikelgröße aufweisen, die geringer als 75% der durchschnittlichen längsten Abmessung der Schleifmittelpartikel ist, und danach wenigstens teilweises Aushärten der Verankerungsbeschichtung umfasst. Die nichtschleifenden Partikel können zum selben Zeitpunkt wie die Schleifpartikel im selben UP-Beschichtungsvorgang aufgebracht werden. Alternativ können die nichtschleifenden Partikel in einem eigenen UP- Ablagerungsvorgang oder Ablagerungsvorgang mit Schwerkraftzuführung abgelagert werden.
Weitere bevorzugte Merkmale und Vorteile dieser Erfindung werden durch die folgende genaue Beschreibung offensichtlich, wenn diese in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen aufgenommen wird, von denen:
Fig. 1 bis 3 sind schematische Querschnittsansichten eines beschichteten Schleifmittels gemäß der Erfindung, in welcher die nichtschleifenden Partikel mit Schleifkörnern von schwacher Gestalt verbunden sind. In Fig. 1 sind die Partikel vergleichbar mit dem Querschnittsdurchmesser der Schleifkörner. Fig. 2 zeigt eine Doppelschichtstruktur, in welcher jede Beschichtung vergleichbar mit jener ist, die in Fig. 1 gezeigt wird. In Fig. 3 sind die nichtschleifenden Partikel in einer an den Schleifkörnern gebundenen Form hinzugefügt.
Die nichtschleifenden Partikel weisen eine größte Abmessung auf, die nicht größer als 75% und vorzugsweise von 10 bis 50% der größten Abmessung der Schleifkörner ist, so dass die nichtschleifenden Partikel klein genug sind, um die Räume zwischen den Schleifkörnern auszufüllen.
Im Allgemeinen wird es vorgezogen, dass die nichtschleifenden Partikel eine weniger schwache Gestalt als die Schleifpartikel aufweisen und besser im Wesentlichen kugelig sind. Der Zweck besteht darin, das Volumen zum geringsten tatsächlichen Gewicht zu maximieren. Die durchschnittliche maximale Abmessung der nichtschleifenden Partikel ist am besten nicht größer als zweimal der Durchschnittswert des größten Querschnittsdurchmessers senkrecht zur längsten Abmessung der Schleifpartikel und besser von ungefähr 30 bis 100% dieser Abmessung.
Geeignete Materialien für die nichtschleifenden Partikel umfassen Partikel eines Polyolefins wie Polyethylen oder Polypropylen, eines Nylons wie Nylon 66, eines Polyesters wie PET und Polystyren. Die Partikel können gelöstes Pneumatogen umfassen, so dass die Partikel in relativ kleinen Mengen sehr kleiner Größe hinzugefügt und ausgedehnt werden können, vielleicht während des Vorgangs des Aushärtens der Grundbeschichtung oder in einem eigenen Vorgang, um wirkungsvoller die Zwischenräume zwischen den Schleifpartikeln zu füllen.
Andere geeignete Materialien umfassen hohle oder volle Glashohlkörper, Mullithohlkörper oder Kugeln oder Keramikhohlkörper wie Aluminiumoxidhohlkörper.
Die nichtschleifenden Partikel werden vor der Aufbringung der Deckbinderschicht aufgebracht. Es ist jedoch möglich, das Korn gemeinsam mit den nichtschleifenden Partikeln unter Einsatz eines UP-Vorgangs aufzubringen, unter der Voraussetzung, dass die ausgewählte Spannung in der Lage ist, sowohl das Korn wie auch die Partikel abzulagern. Da die nichtschleifenden Partikel üblicherweise viel kleiner und leichter als die Schleifkörner sind, werden sie leichter bewegt und können daher in bevorzugtem Maße die Grundbeschichtung bedecken, wobei sie keinen Platz lassen, den die Schleifkörner besetzen können. Probleme mit der relativen Bereitschaft, mit der die Partikel abgelagert werden, können durch Beschichten der Schleifkörner mit einem schwachen Bindematerial und dem darauffolgenden Aufkleben der nichtschleifenden Partikel auf die Schleifpartikel gelöst werden, bevor sie auf dem Substrat abgelagert werden. Es ist auch möglich, die nichtschleifenden Partikel nach der Ablagerung der Schleifkörner aufzubringen.
Die Menge der nichtschleifenden Partikel, die hinzugefügt wird, kann von ungefähr 5% bis ungefähr 40%, zum Beispiel von 5 bis 30% und besser von 8 bis 20 Gewichts- %, basierend auf dem Gewicht der Schleifkörner, betragen. Natürlich kann dies nur eine grobe Anleitung darstellen, da die relativen Gewichte der Schleifpartikel und der nichtschleifenden Partikel sich innerhalb eines großen Bereichs bewegen können.
Die Schleifkörner umfassen wenigstens 25% und vorzugsweise 40% und insbesondere wenigstens 80% an Körnern mit einem Längen-zu-Breiten-Verhältnis von wenigstens 2 : 1. Diese sind am geeignetsten das Ergebnis eines Formungsvorgangs, der in einer gleichmäßigen Querschnittsgestalt, wie dies rund, sternförmig, rechteckig oder polygonal ist, mündet. Geeignete Verfahren umfassen Extrusion eines Sol-Gel-Aluminiumoxids gefolgt von Schneiden, Trocknen und Brennen; Gießen; Siebdrucken und Ähnliches.
Es ist auch möglich, die schwach geformten Körner zu verwenden, die durch das Explosionszerkleinerungsverfahren hergestellt werden, das in der PCT-Patentanmeldung, Nummer PCT/US 96/04137 beschrieben wurde.
Die bevorzugten Schleifkörner umfassen Aluminiumoxid und insbesondere ein Sol-Gel-Aluminiumoxid. Jedoch können auch andere Materialien wie Siliziumkarbid, Schmelz- Sinter-Aluminiumoxid/Zirkondioxid, kubisches Bornitrid und Diamant verwendet werden. Es ist möglich, Mischungen von Schleifkörnern höchster Qualität mit billigeren weniger wirksamen Schleifkörnern einzusetzen. Es ist auch möglich vorzusehen, dass das beschichtete Schleifmittel eine Doppelbeschichtung von Schleifschichten erhält, vorausgesetzt, dass die äußerste Schicht eine solche gemäß der Erfindung ist.
Das Schleifhilfsmittel ist typischerweise eine Schleifhilfe, aber es kann auch ein anderer Zusatz sein, der dazu vorgesehen ist, die Metallabtragrate zu erhöhen, die Ansammlung von Oberflächenschleifabfall zu verringern, das statische Aufladen auf der Oberfläche des beschichteten Schleifmittels zu verringern und/oder es dem Schleifmittel zu gestatten, freier mit weniger Temperaturerhöhung zu schneiden. Solche Zusätze umfassen Schleifhilfen, Anti-Statikzusätze, Anti-Blockierzusätze, Schmiermittel und Ähnliches. Beispiele solcher Hilfsmittel umfassen Fluorkaliumborat, Kryolith, Eisensulfid, flüssige oder feste Halogenkohlenwasserstoffe, Graphit, Russ-Schwarz und Metallstearate.
Die Natur des Unterlagenmaterials ist nicht wesentlich und gewebte, gewirkte oder nähgebundene Gewebe sind gut geeignet für die Anwendung der Erfindung. Zusätzlich können auch Polymerfilme, Fasermatten und die übliche Bandbreite der behandelten Papiere verwendet werden. Die Unterlagen können auf herkömmliche Weise durch Aufbringen eines oder mehrerer Füllstoffe, Rücken- und Vorderseitengrundierungsmischungen, hergestellt werden.
Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, die als Fig. 1 bis 3 der beigefügten Zeichnungen in Erscheinung treten, die einzig dem Zweck der Veranschaulichung dienen und die Absicht in sich tragen, keine unnötigen Einschränkungen für den Umfang der Erfindung darzustellen.
Mit Bezug auf Fig. 1 bis 3 der Zeichnungen wird ein Unterlagenmaterial 1 mit einer Grundbeschichtung 2 bereitgestellt, auf die stäbchenförmige Schleifkörner 3 und nichtschleifende Partikel 4 aufgebracht sind.
In Fig. 1 und 2 nehmen die nichtschleifenden Partikel 4 den Raum zwischen benachbarten Schleifkörnern 3 ein. In Fig. 3 werden die nichtschleifenden Partikel 4 tatsächlich an die Schleifkörner 3 durch zum Beispiel ein Klebemittel oder ein anderes vorübergehend wirkendes Bindemittel geklebt. Eine Deckbinderschicht 6 wird über die Schleifkörner 3 und die nichtschleifenden Partikel 4 aufgebracht. Einige der nichtschleifenden Partikel 4 können in dieser Deckbinderschicht feinstverteilt werden, wie in den Zeichnungen gezeigt. In Fig. 2 ist eine zweite Schicht an Schleifkörnern und nichtschleifenden Partikeln über der Deckbinderschicht aufgebracht, gefolgt von einer weiteren Deckbinderschicht. Die letzte Schicht, die aufgebracht wird, ist eine Außenschicht 5, die über der Deckbinderschicht liegt. Wie man zu schätzen wissen wird, entspricht das Volumen, das durch die nichtschleifenden Partikel ausgefüllt wird, der Menge der Deckbinderschicht, die daher nicht benötigt wird, um sicherzustellen, dass die Außenschicht an oder nahe an den Spitzen der Schleifkörner angeordnet ist. Zusätzlich wird man zu schätzen wissen, dass, da die Schleifkörner entlang eines größeren Anteils des Schleifkornkörpers verankert sind, als dies der Fall wäre, wenn dieselbe Menge an Deckbinder ohne die nichtschleifenden Partikel verwendet werden würde, das ausgeübte Moment, wenn ein schwach geformtes Schleifkorn in ein Werkstück eingreift, stark verringert ist, da der Abstand vom Punkt der Krafteinwirkung zum Kornverankerungspunkt viel kürzer ist. Als ein Ergebnis gilt, dass die Gefahr eines bedeutsamen Verlusts durch Bruch stark verringert ist.

Claims

1. Beschichtetes Schleifmittel mit einer Unterlagenschicht (1) und wenigstens einer Schleifmittelschicht, die darauf haftet, wobei die Schleifmittelschicht umfasst:

(a) eine Grundbeschichtung (2);

(b) Schleifkörner (3), von denen wenigstens 25% ein Längen-zu-Breiten-Verhältnis von 2 : 1 aufweisen, und von 5 bis 50 Gewichts-%, basierend auf dem Schleifkörnergewicht, an nichtschleifenden Partikeln (4), die eine durchschnittliche größte Abmessung aufweisen, die geringer als 75% der durchschnittlichen größten Abmessung der Schleifkörner ist, wobei die Schleifkörner (3) und wenigstens einige der nichtschleifenden Partikel (4) auf der Unterlagenschicht durch die Grundbeschichtung haften; und

(c) eine Außenschicht, die ein Schleifhilfsmittel umfasst.

2. Beschichtetes Schleifmittel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifmittelschicht durch eine Deckbinderschicht (6) überlagert ist, die ihrerseits durch die Außenschicht (5) überlagert ist, wobei die Außenschicht (5) des Weiteren ein Bindemittel umfasst.

3. Beschichtetes Schleifmittel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenschicht eine Deckbinderschicht (6) ist.

4. Beschichtetes Schleifmittel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifmittelschicht durch eine Deckbinderschicht (6) überlagert ist, die ihrerseits durch die Außenschicht (5) überlagert ist, wobei die Deckbinderschicht (6) ein Bindemittel umfasst.

5. Beschichtetes Schleifmittel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, in welchem die Schleifmittelpartikel in Mengen vorhanden sind, die ausreichen, um eine geschlossene Beschichtung von 75 % oder weniger bereitzustellen.

6. Beschichtetes Schleifmittel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, in welchem wenigstens 40% der Schleifmittelpartikel (3) ein Längen-zu-Breiten- Verhältnis größer als 2 : 1 aufweisen.

7. Beschichtetes Schleifmittel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, in welchem die nichtschleifenden Partikel (4) im Wesentlichen von kugeliger Gestalt sind.

8. Beschichtetes Schleifmittel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, in welchem die nichtschleifenden Partikel (4) aus einer Gruppe ausgewählt sind, die Glas- und Aluminiumoxid-Blasenhohlkörper und Glas-, Mullit- und Polymer-Kugeln umfasst.

9. Beschichtetes Schleifmittel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, in welchem die Schleifmittelpartikel (3) aus Sol-Gel-Aluminiumoxid ausgebildet sind.

10. Beschichtetes Schleifmittel gemäß Anspruch 9, in welchem das Sol-Gel-Aluminiumoxid ein geimpftes Sol- Gel-Aluminiumoxid ist.

11. Beschichtetes Schleifmittel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, in welchem die Schleifmittelpartikel (3) stäbchenförmige Schleifmittelpartikel sind, die einen im Wesentlichen einheitlichen Querschnitt entlang einer Längsausdehnung aufweisen.

12. Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Schleifmittels, welches umfasst:

(a) Anordnen einer Grundbeschichtung (2) auf ein Unterlagenmaterial (1);

(b) elektrostatisches Aufbringen von Schleifmittelpartikeln (3), von denen wenigstens 25% ein Längen-zu-Breiten-Verhältnis von 2 : 1 aufweisen, auf der Grundbeschichtung vor dem Aushärten derselben und gleichzeitiges oder darauf folgendes Aufbringen von 5 bis 50 Gewichts-%, basierend auf dem Gewicht der Schleifmittelpartikel, an nichtschleifenden Partikeln (4), die eine längste Abmessung aufweisen, die geringer als 75% der durchschnittlichen längsten Abmessung der Schleifmittelpartikel ist, und danach wenigstens teilweises Aushärten der Verankerungsbeschichtung (2); und

(c) Aufbringen einer Außenschicht über der Schicht aus Schleifmittel- und nichtschleifenden Partikeln, wobei die Außenschicht ein Schleifhilfsmittel umfasst.

13. Verfahren gemäß Anspruch 12, in welchem die Außenschicht, die ein Schleifhilfsmittel umfasst, eine Deckbinderschicht (6) ist.

14. Verfahren gemäß Anspruch 13, in welchem eine Deckbinderschicht des Weiteren ein Bindemittel umfasst.

15. Verfahren gemäß Anspruch 12, umfassend des Weiteren die Schritte:

(2) Aufbringen einer Deckbinderschicht (6) über der Schicht aus Schleifmittelpartikeln (3) und nichtschleifenden Partikeln (4) vor dem Schritt c).

16. Verfahren gemäß Anspruch 15, in welchem die Außenschicht des Weiteren ein Bindemittel umfasst.