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HINTERGRUND
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Beschichtete
Schleifgegenstände
weisen allgemein Schleifpartikel auf, die an einem Träger befestigt sind.
Beschichtete Schleifgegenstände
umfassen in der Regel einen Träger
mit zwei gegenüberliegenden Hauptoberflächen und
einer an einer der Hauptoberflächen
befestigten Schleifschicht. Die Schleifschicht ist in der Regel
aus Schleifpartikeln und einem Bindemittel zusammengesetzt, wobei
das Bindemittel dazu dient, die Schleifpartikel an dem Träger zu befestigen.
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Ein üblicher
Typ von beschichtetem Schleifgegenstand weist eine Schleifschicht
auf, die eine Herstellungsschicht, eine Schlichteschicht und Schleifpartikel
umfasst. Bei der Herstellung eines derartigen Schleifgegenstands
wird eine Herstellungsschicht, umfassend einen ersten Bindemittelvorläufer, auf
eine Hauptoberfläche
des Trägers
aufgebracht. Dann werden Schleifpartikel mindestens teilweise in
die Herstellungsschicht eingebettet (beispielsweise durch elektrostatisches
Beschichten), und der erste Bindemittelvorläufer wird gehärtet (das
heißt
vernetzt), um die Partikel an der Herstellungsschicht zu befestigen.
Dann wird eine Schlichteschicht, die einen zweiten Bindemittelvorläufer umfasst, über der
Herstellungsschicht und den Schleifpartikeln aufgebracht, und anschließend werden
die Bindemittelvorläufer
gehärtet.
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Ein
weiterer üblicher
Typ von beschichtetem Schleifgegenstand umfasst eine Schleifschicht,
die an einer Hauptoberfläche
eines Trägers
befestigt ist, wobei die Schleifschicht bereitgestellt wird, indem
eine Aufschlämmung,
die aus Bindemittelvorläufer
und Schleifpartikeln zusammengesetzt ist, auf eine Hauptoberfläche eines
Trägers
aufgebracht wird und danach der Bindemittelvorläufer gehärtet wird.
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Die
beschichteten Schleifgegenstände
können
in einem anderen Aspekt ferner eine Superschlichteschicht umfassen,
die die Schleifschicht bedeckt. Die Superschlichteschicht enthält typischerweise
Schleifhilfsmittel und/oder Anti-Zusetzmaterialien.
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Träger, die
in beschichteten Schleifgegenständen
verwendet werden, können
gegebenenfalls mit einer oder mehreren angewendeten Beschichtungen
behandelt werden. Zu Beispielen für typische Trägerbehandlungen
gehören
eine Rückschlichteschicht
(d. h. eine Beschichtung auf der Hauptoberfläche des Trägers, die der Schleifschicht
gegenüberliegt),
eine Vorschlichteschicht oder eine Verbindungsschicht (d. h. eine
Beschichtung auf dem Träger,
die zwischen der Schleifschicht und dem Träger angeordnet ist) und/oder
ein Sättigungsmittel,
das den Träger
sättigt.
Eine Unterschlichte ist einem Sättigungsmittel ähnlich,
außer
dass sie auf einen zuvor behandelten Träger angewendet wird.
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In
Abhängigkeit
von der speziellen Wahl der Schleifschicht und des Trägers (behandelt
oder unbehandelt) kann sich die Schleifschicht während des Schleifens teilweise
von dem Träger
lösen,
was zur Freisetzung von Schleifpartikeln führt. Dieses Phänomen ist
in der Schleiftechnik als ”Ausbrechen” bekannt.
Ausbrechen ist in den meisten Fällen
unerwünscht,
weil es zu einem Leistungsverlust führt.
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Die
zwischen dem Träger
und der Schleifschicht angeordnete Verbindungsschicht ist in einem
Ansatz verwendet worden, um das Problem des Ausbrechens in einigen
beschichteten Schleifgegenständen
anzusprechen, siehe beispielsweise
US-A-4,939,008 .
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Trotz
dieser Vorteile bleibt jedoch ein steter Bedarf an neuen Materialien
und Verfahren, die das Problem des Ausbrechens in beschichteten
Schleifgegenständen
reduzieren können.
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KURZFASSUNG
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In
einem Aspekt liefert die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur
Herstellung eines Gegenstands, mit Folgendem:
Anordnen einer
ersten polymerisierbaren Zusammensetzung auf mindestens einem Abschnitt
eines Trägers, wobei
die erste polymerisierbare Zusammensetzung eine isotrope Zusammensetzung
umfasst, die mindestens ein polyfunktionales Aziridin umfasst;
Anordnen
einer zweiten polymerisierbaren Zusammensetzung, umfassend mindestens
ein saures, radikalisch polymerisierbares Monomer und mindestens
ein Oligomer mit mindestens zwei seitenständigen, radikalisch polymerisierbaren
Gruppen auf mindestens einem Abschnitt der ersten polymerisierbaren
Zusammensetzung, wobei die Homopolymerisierung des Oligomers zu
einem Polymer mit einer Glasübergangstemperatur
von weniger als 50°C
führt;
mindestens
partiellem Polymerisieren der ersten und zweiten polymerisierbaren
Zusammensetzungen, um eine Kompositverbindungsschicht zu bilden;
Anordnen
eines polymerisierbaren Herstellungsharzvorläufers auf der Kompositverbindungsschicht;
Einbetten
von Schleifpartikeln in den Herstellungsharzvorläufer;
mindestens partiellem
Polymerisieren des Herstellungsharzvorläufers;
Anordnen eines
polymerisierbaren Schlichteharzvorläufers auf dem mindestens partiell
polymerisierten Herstellungsharzvorläufer, und
mindestens partiellem
Polymerisieren des Schlichteharzvorläufers.
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In
einem anderen Aspekt liefert die vorliegende Erfindung ein Verfahren
zur Herstellung eines beschichteten Schleifgegenstands, mit Folgendem:
Anordnen
einer ersten polymerisierbaren Zusammensetzung auf mindestens einem
Abschnitt eines Trägers, wobei
die erste polymerisierbare Zusammensetzung eine isotrope Zusammensetzung
umfasst, die mindestens ein polyfunktionales Aziridin und mindestens
ein saures, radikalisch polymerisierbares Monomer umfasst;
Anordnen
einer zweiten polymerisierbaren Zusammensetzung, umfassend mindestens
ein Oligomer mit mindestens zwei seitenständigen, radikalisch polymerisierbaren
Gruppen auf mindestens einem Abschnitt der ersten polymerisierbaren
Zusammensetzung, wobei die Homopolymerisation des Oligomers zu einem
Polymer mit einer Glasübergangstemperatur
von weniger als 50°C
führt;
mindestens
partiellem Polymerisieren der ersten und zweiten polymerisierbaren
Zusammensetzungen, um eine Kompositverbindungsschicht zu bilden;
Bereitstellen
eines Werkzeugs mit einer Oberfläche
mit mehreren genau geformten Hohlräumen darin und Drücken einer
Aufschlämmung
in mindestens einen Abschnitt der Hohlräume, wobei die Aufschlämmung mindestens
einen Bindemittelvorläufer
und Schleifpartikel umfasst;
Kontaktieren der Aufschlämmung mit
der Kompositverbindungsschicht und mindestens partiellem Polymerisieren
der Aufschlämmung.
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In
einem anderen Aspekt liefert die vorliegende Erfindung einen beschichteten
Schleifgegenstand, umfassend:
einen Träger mit einer Hauptoberfläche;
eine
inhomogene Kompositverbindungsschicht, die an mindestens einem Abschnitt
der Hauptoberfläche
befestigt ist, und eine Schleifschicht, die an mindestens einem
Abschnitt der Kompositverbindungsschicht befestigt ist,
wobei
die Kompositverbindungsschicht hergestellt ist durch:
Anordnen
einer Schicht aus einer ersten polymerisierbaren Zusammensetzung
auf mindestens einem Abschnitt der Hauptoberfläche, wobei die erste polymerisierbare
Zusammensetzung eine isotrope Zusammensetzung umfasst, die mindestens
ein polyfunktionales Aziridin umfasst, und
Anordnen einer zweiten
polymerisierbaren Zusammensetzung, umfassend mindestens ein saures,
radikalisch polymerisierbares Monomer und mindestens ein Oligomer
mit mindestens zwei seitenständigen,
radikalisch polymerisierbaren Gruppen auf mindestens einem Abschnitt
der ersten polymerisierbaren Zusammensetzung, wobei die Homopolymerisierung
des Oligomers zu einem Polymer mit einer Glasübergangstemperatur von weniger
als 50°C
führt,
und
mindestens partielles Polymerisieren der ersten und zweiten
polymerisierbaren Zusammensetzungen.
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Erfindungsgemäße beschichtete
Gegenstände
sind in der Regel zum Schleifen eines Werkstücks brauchbar und können während der
Schleifprozesse geringe Grade des Kontrollierens des Ausbrechens
zeigen.
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Der
Begriff ”(Meth)acryl” umfasst
hier sowohl ”Acryl” als auch ”Methacryl”.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Querschnittansicht eines beispielhaften beschichteten Schleifgegenstands;
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2 ist
eine Querschnittansicht eines weiteren beispielhaften beschichteten
Schleifgegenstands, und
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3 ist
eine Querschnittansicht eines weiteren beispielhaften beschichteten
Schleifgegenstands.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Erfindungsgemäße beschichtete
Schleifgegenstände
umfassen einen Träger
mit einer Hauptoberfläche,
einer Kompositverbindungsschicht, die an mindestens einem Abschnitt
der Hauptoberfläche
befestigt ist, und einer Schleifschicht, die an mindestens einem
Abschnitt der Kompositverbindungsschicht befestigt ist.
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Geeignete
Träger
umfassen jene, die in der Technik zur Herstellung von beschichteten
Schleifgegenständen
bekannt sind. Der Träger
hat in der Regel zwei gegenüberliegende
Hauptoberflächen.
Die Dicke des Trägers
liegt allgemein im Bereich von 0,02 bis 5 Millimeter, wünschenswerterweise
0,05 bis 2,5 Millimeter und besonders erwünscht 0,1 bis 0,4 Millimeter,
obwohl auch Dicken außerhalb
dieser Bereiche nützlich
sein können.
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Der
Träger
kann flexibel oder starr sein und kann aus zahlreichen verschiedenen
Materialien gefertigt sein, einschließlich derjenigen, die konventionell
als Träger
zur Herstellung beschichteter Schleifmittel verwendet werden. Zu
Beispielen gehören
Papier, Textilmaterial, Film, Polymerschaum, vulkanisierte Faser,
Web- und Vliesmaterialien sowie Kombinationen von zwei oder mehr
derartigen Materialien. Der Träger
kann auch ein Laminat von zwei Materialien sein (beispielsweise
Papier/Film, Textil/Papier, Film/Textil).
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Zu
beispielhaften flexiblen Trägern
gehören
Polymerfilm (einschließlich
grundierten Filmen), wie Polyolefinfilm (beispielsweise Polypropylen
einschließlich
biaxial orientiertem Polypropylen, Polyesterfilm, Polyamidfilm,
Celluloseesterfilm), Metallfolie, Maschenware, Gaze, Schaum (beispielsweise
Naturschwammmaterial oder Polyurethanschaum), Textil (beispielsweise
Textil, das aus Fasern oder Garnen hergestellt ist, die Polyester,
Nylon, Seide, Baumwolle und/oder Rayon umfassen), Papier, vulkanisiertes
Papier, vulkanisierte Faser, Vliesmaterialien und Kombinationen
davon. Textilträger
können
gewebt oder nähgebunden
sein.
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Der
Träger
kann ein mit Fasern verstärkter
Thermoplast sein, wie beispielsweise in
US-A-5,417,726 (Stout et
al.) beschrieben ist, oder ein endloser, nicht gespleißter Riemen,
wie beispielsweise in
US-A-5,573,619 (Benedict
et al.) beschrieben ist. Der Träger
kann in ähnlicher
Weise ein Polymersubstrat mit herausragenden Haken sein, wie beispielsweise
in
US-A-5,505,747 (Chesley
et al.) beschrieben ist. Der Träger
kann in ähnlicher
Weise ein Schlaufengewebe sein, wie dasjenige, das beispielsweise
in
US-A-5,565,011 (Follett
et al.) beschrieben ist.
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Beispielhafte
starre Träger
umfassen Metallplatten und Keramikplatten. Ein weiteres Beispiel
für einen geeigneten
starren Träger
ist beispielsweise in
US-A-5,417,726 (Stout
et al.) beschrieben.
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Der
Träger
kann ein behandelter Träger
sein, auf den eine oder mehrere Behandlungen angewendet worden sind,
wie beispielsweise eine Vorschlichte, eine Rückschlichte, eine Unterschlichte
und/oder ein Sättigungsmittel.
Weitere Details in Bezug auf Trägerbehandlungen
können
beispielsweise
US-A-5,108,463 (Buchanan
et al.),
US-A-5,137,542 (Buchanan
et al.),
US-A-5,328,716 (Buchanan)
und
US-A-5,560,753 (Buchanan
et al.) entnommen werden.
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Die
Kompositverbindungsschicht wird in der Regel hergestellt, indem
ein Kompositverbindungsschichtvorläufer mindestens partiell polymerisiert
wird. Der Kompositverbindungsschichtvorläufer wird in der Regel nach
einem Zweistufenverfahren hergestellt.
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In
einer ersten Stufe wird eine erste polymerisierbare Zusammensetzung
auf mindestens einen Abschnitt eines Trägers angewendet. Die erste
polymerisierbare Zusammensetzung ist isotrop und umfasst mindestens
ein polyfunktionales Aziridin. Die erste polymerisierbare Zusammensetzung
kann ferner oberflächenaktives
Mittel (beispielsweise kationisches, anionisches und/oder nicht-ionisches
oberflächenaktives
Mittel) umfassen, um das Benetzen des Trägers zu unterstützen. Die
erste polymerisierbare Zusammensetzung enthält in der Regel Wasser und/oder
organisches Lösungsmittel
(beispielsweise Methylethylketon, Ethylenglykolmethylether (Glyme),
Propanol), um die Viskosität
und/oder den Feststoffgehalt der ersten polymerisierbaren Zusammensetzung
auf ein Niveau zu verringern, das für das gewählte Anwendungsverfahren geeignet
ist (beispielsweise Rakelbeschichten, Walzbeschichten, Gravurbeschichten
oder Sprühbeschichten),
obwohl dies nicht zwingend erforderlich ist. Das Wasser oder andere
Lösungsmittel
wird dann in der Regel vor der zweiten Stufe mindestens teilweise
entfernt, obwohl dies nicht zwingend erforderlich ist. Gegebenenfalls
kann ein Zeitraum von mindestens 10, 20 oder 30 Sekunden oder sogar
länger
verstreichen, bevor mit der zweiten Stufe begonnen wird.
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Der
Träger
wird dann in der Regel derart mit der ersten polymerisierbaren Zusammensetzung
beschichtet, dass ein Zusatztrockengewicht im Bereich von 0,1 Gramm/Meter2 (gsm) bis zu 10 gsm erreicht wird, obwohl
auch höhere
und niedrigere Trockenzusatzgewichte verwendet werden können.
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Auf
mindestens einen Abschnitt der beschichteten (und gegebenenfalls
getrockneten) ersten polymerisierbaren Zusammensetzung wird in einer
zweiten Stufe eine zweite polymerisierbare Zusammensetzung angewendet.
Die zweite polymerisierbare Zusammensetzung umfasst mindestens ein
saures, radikalisch polymerisierbares Monomer und mindestens ein
Oligomer mit mindestens zwei seitenständigen, radikalisch polymerisierbaren
Gruppen, wobei die Homopolymerisierung des Oligomers zu einem Polymer
mit einer Glasübergangstemperatur
von weniger als 50°C
führt.
Die zweite polymerisierbare Zusammensetzung kann Wasser und/oder
anderes Lösungsmittel
und/oder mindestens ein reaktives Verdünnungsmittel enthalten, um
die Viskosität
und/oder den Feststoffgehalt der ersten polymerisierbaren Zusammensetzung
auf ein Niveau zu verringern, das für das gewählte Anwendungsverfahren geeignet
ist (beispielsweise Rakelbeschichten, Walzbeschichten, Gravurbeschichten
oder Sprühbeschichten),
obwohl dies nicht zwingend erforderlich ist. Die zweite polymerisierbare
Zusammensetzung kann ferner gegebenenfalls ein Härtungsmittel umfassen, das
radikalische Polymerisation induzieren kann. Das Wasser oder andere
Lösungsmittel,
falls vorhanden, wird dann vor der zweiten Stufe in der Regel mindestens
teilweise entfernt (beispielsweise durch Verdampfen), obwohl dies nicht
zwingend erforderlich ist. Der Kompositverbindungsschichtvorläufer wird
dann nach einer optionalen Zeitspanne von mindestens 30 Sekunden mindestens
partiell polymerisiert.
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Die
mindestens teilweise getrocknete, beschichtete, erste, polymerisierbare
Zusammensetzung wird in der Regel derart mit der zweiten polymerisierbaren
Zusammensetzung beschichtet, dass ein gewünschtes Zusatztrockengewicht
im Bereich von 0,1 Gramm/Meter2 (gsm) bis
zu 400 gsm, typischerweise 110 gsm erreicht wird, obwohl auch höhere und
niedrigere Trockenzusatzgewichte verwendet werden können.
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Es
kann während
des Zweistufenverfahrens eine gewisse Vermischung des polyfunktionalen
Aziridins, sauren, radikalisch polymerisierbaren Monomers und Oligomers
mit mindestens zwei seitenständigen,
radikalisch polymerisierbaren Gruppen stattfinden, die zu einer
zweischichtigen Kompositverbindungsschicht oder einer einschichtigen
Kompositverbindungsschicht mit einem Konzentrationsgradienten (beispielsweise
von polyfunktionalem Aziridin) über
ihre Dicke führt,
das Verfahren wird in der Regel jedoch nicht so durchgeführt, dass
sich das polyfunktionale Aziridin, saure, radikalisch polymerisierbare
Monomer und Oligomer mit mindestens zwei seitenständigen,
radikalisch polymerisierbaren Gruppen mischen, um einen isotropen
Verbindungsschichtvorläufer
zu bilden. Der Begriff ”Kompositverbindungsschicht” soll somit
die Aufmerksamkeit auf die zweistufige Natur der Herstellung der
Kompositverbindungsschicht lenken, statt anzudeuten, dass die Kompositverbindungsschicht
zwei diskrete Schichten enthält.
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Das
Gewicht der Kompositverbindungsschicht liegt in der Regel im Bereich
von 0,1 gsm bis zu 400 gsm, typischerweise 110 gsm, obwohl auch
höhere
und niedrigere Gewichte verwendet werden können.
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Der
Begriff ”polyfunktionales
Aziridin” bezieht
sich hier auf eine Spezies mit mehreren Aziridinylgruppen.
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Zu
geeigneten polyfunktionalen Aziridinen gehören beispielsweise jene, die
in
US-A-3,225,013 (Fram);
US-A-4,769,617 (Canty)
und
US-A-5,534,391 (Wang)
offenbart sind. Zu speziellen Beispielen gehören Trimethylolpropantris[3-aziridinylpropionat];
Trimethylolpropantris[3-(2-methylaziridinyl)propionat]; Trimethylolpropantris[2-aziridinylbutyrat];
Tris(1-aziridinyl)phosphinoxid; Tris(2-methyl-1-aziridinyl)phosphinoxid;
Pentaerythritoltris[3-(1-aziridinyl)propionat] und Pentaerythritoltetrakis[3-(1-aziridinyl)propionat].
Es können
auch Kombinationen von mehr als einem polyfunktionalen Aziridin
verwendet werden.
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Im
Handel erhältliche,
polyfunktionale Aziridine umfassen jene, die unter den Handelsbezeichnungen ”XAMA-2” (vermutlich
Trimethylolpropantris[3-(2-methylaziridinyl)propanoat]) und ”XAMA-7” (vermutlich
Pentaerythritoltris(β-(N-aziridinyl)propionat))
von EIT, Inc. Corporation, Lake Wylie, South Carolina, USA; ”HYDROFLEX
XR2990” (vermutlich
Trimethylolpropantris[3-(2-methylaziridinyl)propanoat])
von H. B. Fuller Co., Vadnais Heights, Minnesota, USA, und ”NEOCRYL
CX-100” (vermutlich
Trimethylolpropantris[3-(2-methylaziridinyl)propanoat]) von Zeneca
Resins, Wilmington, Massachusetts, USA, erhältlich sind.
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Die
Menge an polyfunktionalem Aziridin, die in den Kompositverbindungsschichtvorläufer eingebaut wird,
liegt allgemein im Bereich von mindestens 0,1, 0,5, 1 oder 2 Gew.-%
bis zu und einschließlich
4, 6, 8 oder sogar 10 Gew.-% oder mehr, bezogen auf das Gesamtgewicht
des polyfunktionalen Aziridins, sauren, radikalisch polymerisierbaren
Monomers und Oligomers mit mindestens zwei seitenständigen,
radikalisch polymerisierbaren Gruppen.
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Das
saure, radikalisch polymerisierbare Monomer hat sowohl eine saure
Gruppe als auch eine Gruppe (beispielsweise eine (Meth)acrylgruppe),
die radikalisch polymerisierbar ist. Die saure Gruppe kann beispielsweise
auf Kohlenstoff, Schwefel oder Phosphor basieren und die freie Säure sein
oder in teilweise oder vollständig
neutralisiertem Zustand vorliegen. Das saure, radikalisch polymerisierbare
Monomer kann mehr als eine saure Gruppe und/oder radikalisch polymerisierbare
Gruppe aufweisen.
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Brauchbare
saure, radikalisch polymerisierbare Monomere auf Kohlenstoffbasis
umfassen beispielsweise (Meth)acrylsäure, Maleinsäure, Monoalkylester
von Maleinsäure,
Fumarsäure,
Monoalkylester von Fumarsäure,
Itaconsäure,
Isocrotonsäure,
Crotonsäure,
Citraconsäure
und β-Carboxyethylacrylat.
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Brauchbare
saure, radikalisch polymerisierbare Monomere auf Schwefelbasis umfassen
beispielsweise 2-Sulfoethylmethacrylat, Styrolsulfonsäure und
2-Acrylamido-2-methylpropansulfonsäure.
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Brauchbare
saure, radikalisch polymerisierbare Monomere auf Phosphorbasis umfassen
beispielsweise Vinylphosphonsäure.
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Saure,
radikalisch polymerisierbare Monomere sind im Handel erhältlich,
beispielsweise unter den Handelsbezeichnungen ”PHOTOMER 4173” von Cognis
Corp., Cincinnati, Ohio, USA, und ”CN 118”, ”CD 9050, ”CD 9051” und ”CD 9052”, alle von Sartomer Co., Exton
Pennsylvania, USA.
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Die
Menge an saurem, radikalisch polymerisierbaren Monomer, die in den
Kompositverbindungsschichtvorläufer
eingebaut wird, liegt allgemein im Bereich von mindestens 1 oder
2 Gew.-% bis zu und einschließlich
5, 10, 20, 30 oder sogar 45 Gew.-% oder mehr, bezogen auf das Gesamtgewicht
des polyfunktionalen Aziridins, sauren, radikalisch polymerisierbaren
Monomers und Oligomers mit mindestens zwei seitenständigen, radikalisch
polymerisierbaren Gruppen.
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Das
Oligomer mit mindestens zwei seitenständigen, radikalisch polymerisierbaren
Gruppen ist so gewählt,
dass die radikalische Homopolymerisation des Oligomers (beispielsweise
durch Photo- oder thermische Initiierung) zu einem Polymer mit einer
Glasübergangstemperatur
von 50°C
oder darunter führt.
Der Begriff ”Oligomer” bezieht
sich hier auf ein Molekül,
das aus einer kleinen Anzahl verknüpfter Monomereinheiten zusammengesetzt
ist. Oligomere haben allgemein weniger als 100 und insbesondere
weniger als 30 Monomereinheiten.
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Brauchbare
Oligomere mit mindestens zwei seitenständigen, radikalisch polymerisierbaren
Gruppen umfassen beispielsweise aliphatische und aromatische Urethan(meth)acrylatoligomere,
Polybutadien(meth)acrylatoligomer, Acryl(meth)acrylatoligomere,
Polyether(meth)acrylatoligomere, aliphatische und aromatische Polyester(meth)acrylatoligomere,
Epoxy(meth)acrylatoligomere und Kombinationen davon.
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Verfahren
zur Herstellung derartiger Oligomere sind in der Technik gut bekannt,
und im Handel sind viele brauchbare, radikalisch polymerisierbare
Oligomere erhältlich.
Zu Beispielen gehören
aliphatische und aromatische Urethan(meth)acrylatoligomere, wie
jene, die von UCB Chemicals Corp., Smyrna, Georgia, unter den Handelsbezeichnungen ”EBECRYL
270”, ”EBECRYL
8804”, ”EBECRYL
8807”, ”EBECRYL
4827”, ”EBECRYL
6700”, ”EBECRYL
5129” oder ”EBECRYL
8402” erhältlich sind,
und jene, die von Sartomer Co., Exton, Pennsylvania, USA, unter
den Handelsbezeichnungen ”CN
1963”, ”CN 934, ”CN 953B70”, ”CN 984”, ”CN 962”, ”CN 964”, ”CN 965”, ”CN 972”, ”CN 978” erhältlich sind;
Polyester(meth)acrylatoligomers wie jene, die von UCB Chemicals
Corp. unter den Handelsbezeichnungen ”EBECRYL 80”, ”EBECRYL 81”, ”EBECRYL 657”, ”EBECRYL
810”, ”EBECRYL
450”, ”EBECRYL
870” oder ”EBECRYL
2870” erhältlich sind,
und jenes, das von Sartomer Co. unter der Handelsbezeichnung ”CN 292” erhältlich ist;
Polyether(meth)acrylatoligomere wie jene, die von Sartomer Co. unter
den Handelsbezeichnungen ”CN
501”, ”CN 502”, ”CN 550”, ”CN 551” erhältlich sind;
Acryloligomere wie jene, die von Sartomer Co. unter den Handelsbezeichnungen ”CN 816”, ”CN 817”, ”CN 818” erhältlich sind;
Epoxy(meth)acrylatoligomere wie jene, die von Sartomer Co. unter
der Handelsbezeichnung ”CN
119” und ”CN 121” erhältlich sind;
und Polybutadien(meth)acrylatoligomere wie jene, die von Sartomer
Co. unter der Handelsbezeichnung ”CN 301” erhältlich sind.
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Die
Menge an Oligomer, die in den Kompositverbindungsschichtvorläufer eingebaut
wird, liegt allgemein im Bereich von mindestens 30, 35, 40 oder
45 Gew.-% bis zu und einschließlich
50, 60, 70, 80, 90 oder sogar 95 Gew.-% oder mehr, bezogen auf das
Gesamtgewicht des polyfunktionalen Aziridins, sauren, radikalisch
polymerisierbaren Monomers und Oligomers mit mindestens zwei seitenständigen,
radikalisch polymerisierbaren Gruppen. Der Kompositverbindungsschichtvorläufer kann
gegebenenfalls ferner ein oder mehrere Härtungsmittel umfassen, die
den Kompositverbindungsschichtvorläufer mindestens partiell polymerisieren können. Zu
brauchbaren Härtungsmitteln
gehören
Radikalinitiatoren, wie beispielsweise Photoinitiatoren und/oder
thermische Initiatoren für
radikalische Polymerisation. Es können Gemische von Photo- und/oder thermischen
Initiatoren verwendet werden.
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Brauchbare
Photoinitiatoren umfassen jene, die bekanntermaßen zum Photohärten radikalisch
polyfunktionaler Acrylate brauchbar sind. Beispielhafte Photoinitiatoren
umfassen Benzoin und seine Derivate, wie α-Methylbenzoin, α-Phenylbenzoin, α-Allylbenzoin, α-Benzylbenzoin,
Benzoinether, wie Benzildimethylketal (wie beispielsweise unter
dem Handelsnamen ”IRGACURE
651” von
Ciba Specialty Chemicals, Tarrytown, New York, USA, erhältlich),
Benzoinmethylether, Benzoinethylether, Benzoin-n-butylether; Acetophenon
und seine Derivate, wie 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenyl-1-propanon (wie
beispielsweise unter dem Handelsnamen ”DAROCUR 1173” von Ciba
Specialty Chemicals erhältlich)
und 1-Hydroxycyclohexylphenylketon
(wie beispielsweise unter dem Handelsnamen ”IRGACURE 184” von Ciba
Specialty Chemicals erhältlich);
2-Methyl-1-[4-(methylthio)-phenyl]-2-(4-morpholinyl)-1-propanon
(wie beispielsweise unter dem Handelsnamen ”IRGACURE 907” von Ciba
Specialty Chemicals erhältlich);
2-Benzyl-2-(dimethylamino)-1-[4-(4-morpholinyl)phenyl]-1-butanon
(wie beispielsweise unter dem Handelsnamen ”IRGACURE 369” von Ciba
Specialty Chemicals erhältlich).
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Andere
brauchbare Photoinitiatoren umfassen beispielsweise Pivaloinethylether,
Anisoinethylether, Anthrachinone (beispielsweise Anthrachinon, 2-Ethylanthrachinon,
1-Chloranthrachinon, 1,4-Dimethylanthrachinon, 1-Methoxyanthrachinon
oder Benzanthrachinon), Halogenmethyltriazine, Benzophenon und seine
Derivate, Iodoniumsalze und Sulfoniumsalze, Titankomplexe, wie Bis(η5-2,4-cyclopentadien-1-yl)-bis[2,6-difluor-3-(1H-pyrrol-1-yl)phenyl]titan
(wie beispielsweise unter dem Handelsnamen ”CGI 784DC” von Ciba Specialty Chemicals
erhältlich);
Halogenmethylnitrobenzole (beispielsweise 4-Brommethylnitrobenzol),
Mono- und Bisacylphosphine (wie beispielsweise von Ciba Specialty
Chemicals unter den Handelsnamen ”IRGACURE 1700”, ”IRGACURE
1800”, ”IRGACURE
1850, und ”DAROCUR
4265” erhältlich).
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Dem
Kompositverbindungsschichtvorläufer
können
in Kombination mit dem optionalen Photoinitiator ein oder mehrere
Spektralsensibilisierungsmittel (beispielsweise Farbstoffe) zugegeben
werden, um beispielsweise die Empfindlichkeit des Photoinitiators
gegenüber
einer speziellen Quelle von aktinischer Strahlung zu erhöhen.
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Zu
Beispielen für
geeignete thermische radikalische Polymerisationsinitiatoren gehören Peroxide
wie Benzoylperoxid, Dibenzoylperoxid, Dilaurylperoxid, Cyclohexanperoxid,
Methylethylketonperoxid, Hydroperoxide, wie tert.-Butylhydroperoxid
und Cumolhydroperoxid, Dicyclohexylperoxydicarbonat, 2,2'-Azobis-(isobutyronitril)
und t-Butylperbenzoat. Beispiele für im Handel erhältliche,
thermische, radikalische Polymerisationsinitiatoren umfassen Initiatoren,
die von E. I. DuPont de Nemours und Co., Wilmington, Delaware, unter
der Handelsbezeichnung ”VAZO” (beispielsweise ”VAZO 64” und ”VAZO 52”) und von
Elf Atochem North America, Philadelphia, Pennsylvania, USA, unter
der Handelsbezeichnung ”LUCIDOL
70” erhältlich sind.
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Das
Härtungsmittel
wird, falls vorhanden, in der Regel in einer wirksamen Menge verwendet,
um die Polymerisation zu erleichtern, beispielsweise in einer Menge
im Bereich von 0,01 Gew.-% bis zu 10 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge
an Verbindungsschichtvorläufer,
obwohl Mengen außerhalb
dieser Bereiche auch nützlich
sein können.
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Der
erfindungsgemäße Kompositverbindungsschichtvorläufer kann
zusätzlich
zu anderen Komponenten optionale Additive enthalten, um beispielsweise
Leistung und/oder Aussehen zu modifizieren. Zu beispielhaften Additiven
gehören
Füllstoffe,
Lösungsmittel,
Weichmacher, Benetzungsmittel, oberflächenaktive Mittel, Pigmente,
Kopplungsmittel, Duftstoffe, Fasern, Schmiermittel, thixotrope Materialien,
Antistatikmittel, Suspendiermittel, Pigmente und Farbstoffe.
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Dem
Kompositverbindungsschichtvorläufer
können
auch reaktive Verdünnungsmittel
zugefügt
werden, um beispielsweise die Viskosität und/oder physikalischen Eigenschaften
der gehärteten
Zusammensetzung einzustellen. Beispiele für geeignete reaktive Verdünnungsmittel
umfassen die Verdünnungsmittel
mono- und polyfunktionale
(Meth)acrylatmonomere (beispielsweise Ethylenglykoldi(meth)acrylat,
Hexandioldi(meth)-acrylat,
Triethylenglykoldi(meth)acrylat, Trimethylolpropantri(meth)acrylat,
Tripropylenglykoldi(meth)acrylat), Vinylether (beispielsweise Butylvinylether),
Vinylester (beispielsweise Vinylacetat) und Styrolmonomere (beispielsweise
Styrol).
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Die
Anwendung des Verbindungsschichtvorläufers auf den Träger kann
nach vielen verschiedenen Weisen erfolgen, wie beispielsweise durch
Techniken wie Bürsten,
Sprühen,
Walzbeschichten, Vorhangbeschichten, Gravurbeschichten und Rakelbeschichten.
Organisches Lösungsmittel
kann zu der isotropen polymerisierbaren Zusammensetzung gegeben
werden, um die spezielle verwendete Beschichtungstechnik zu erleichtern.
Der beschichtete Träger
kann dann eine Zeit lang bei einer ausreichenden Temperatur verarbeitet werden,
um die Beschichtung zu trocknen (falls organisches Lösungsmittel
vorhanden ist) und mindestens partiell zu polymerisieren, wodurch
sie an dem Träger
befestigt wird.
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Nach
einer optionalen Periode von mindestens 30 Sekunden ist der Verbindungsschichtvorläufer in der
Regel mindestens partiell polymerisiert, beispielsweise nach einer
beliebigen der vielen gut bekannten Techniken, wie beispielsweise
durch Einwirkung von Elektronenstrahlstrahlung, aktinischer Strahlung
(das heißt
ultravioletter und/oder sichtbarer elektromagnetischer Strahlung)
und Wärmeenergie.
Wenn aktinische Strahlung verwendet wird, ist in dem Verbindungsschichtvorläufer in
der Regel mindestens ein Photoinitiator vorhanden. Wenn Wärmeenergie
verwendet wird, ist in dem Verbindungsschichtvorläufer in
der Regel mindestens ein thermischer Initiator vorhanden.
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Die
Polymerisation kann in Luft oder einer inerten Atmosphäre durchgeführt werden,
wie beispielsweise Stickstoff oder Argon.
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Die
Schleifschicht umfasst in einer beispielhaften Ausführungsform
eine Herstellungsschicht, umfassend ein erstes Bindeharz, in der
Herstellungsschicht eingebettete Schleifpartikel und eine Schlichteschicht, umfassend
ein zweites Bindeharz, die an der Herstellungsschicht befestigt
ist, und Schleifpartikel.
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In 1 weist
ein beispielhaft beschichteter erfindungsgemäßer Schleifgegenstand 100 Träger 110, die
erfindungsgemäße Kompositverbindungsschicht 120,
die an der Hauptoberfläche 115 von
Träger 110 befestigt
ist, und Schleifschicht 130 auf, die an Kompositverbindungsschicht 120 befestigt
ist. Die Kompositverbindungsschicht 120 umfasst die ersten
und zweiten, gegebenenfalls ineinander diffundierten Schichten 122 beziehungsweise 123.
Die erste Schicht 122 umfasst polyfunktionales Aziridin,
und die zweite Schicht 124 umfasst ein saures, radikalisch
polymerisierbares Monomer und mindestens ein Oligomer mit mindestens
zwei seitenständigen,
radikalisch polymerisierbaren Gruppen auf mindestens einem Abschnitt
der ersten polymerisierbaren Zusammensetzung, wobei die Homopolymerisierung
des Oligomers zu einem Polymer mit einer Glasübergangstemperatur von weniger
als 50°C
führt.
Die Schleifschicht 130 umfasst Schleifpartikel 160,
die durch Herstellungsschicht 140 und Schlichteschicht 150 an
Kompositverbindungsschicht 120 befestigt sind.
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Die
Herstellungs- und Schlichteschichten können beliebiges Bindemittelharz
umfassen, das zur Verwendung in Schleifanwendungen geeignet ist.
Die Herstellungsschicht wird in der Regel hergestellt, indem mindestens
ein Abschnitt des (behandelten oder unbehandelten) Trägers mit
einem Herstellungsschichtvorläufer
beschichtet wird. Dann werden Schleifpartikel mindestens partiell
(beispielsweise durch elektrostatisches Beschichten) in den Herstellungsschichtvorläufer, umfassend
einen ersten Bindemittelvorläufer,
eingebettet, und der Herstellungsschichtvorläufer wird mindestens partiell
polymerisiert. Die Schlichteschicht wird als nächstes hergestellt, indem mindestens
ein Teil der Herstellungsschicht und der Schleifpartikel mit einem Schlichteschichtvorläufer, umfassend
einen zweiten Bindemittelvorläufer
(der der gleiche wie der erste Bindemittelvorläufer oder davon verschieden
sein kann) beschichtet wird, und der Schlichteschichtvorläufer mindestens
partiell gehärtet
wird. Der Herstellungsschichtvorläufer kann vor dem Beschichten
mit Schleifpartikeln partiell polymerisiert werden und an einem
späteren
Punkt in dem Fertigungsverfahren weiter polymerisiert werden.
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In
einer Ausführungsform
kann auf mindestens einen Abschnitt der Schlichteschicht eine Superschlichte
angewendet werden. Brauchbare erste und zweite Bindemittelvorläufer sind
in der Schleifmitteltechnik wohl bekannt und umfassen beispielsweise
radikalisch polymerisierbares Monomer und/oder Oligomer, Epoxyharze,
phenolische Harze, Melamin-Formaldehyd-Harze, Aminoplastharze, Cyanatharze
oder Kombinationen davon.
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Brauchbare
Schleifpartikel sind in der Schleifmitteltechnik wohl bekannt und
umfassen beispielsweise Korund, wärmebehandeltes Aluminiumoxid,
weißen
Korund, schwarzes Siliziumcarbid, grünes Siliziumcarbid, Titandiborid,
Borcarbid, Wolframcarbid, Titancarbid, Diamant, kubisches Bornitrit,
Granat, Korund-Zirkonoxid, Sol-Gel-Schleifpartikel, Siliziumdioxid,
Eisenoxid, Chromoxid, Ceroxid, Zirkonoxid, Titandioxid, Silikate,
Metallcarbonate (wie Calciumcarbonat (beispielsweise Kreide, Calcit,
Mergel, Travertin, Marmor und Kalkstein), Calciummagnesiumcarbonat,
Natriumcarbonat, Magnesiumcarbonat), Siliziumdioxid (beispielsweise
Quarz, Glasperlen, Glasbläschen
und Glasfasern), Silikate (beispielsweise Talkum, Tone, (Montmorillonit),
Feldspat, Glimmer, Calciumsilikat, Calciummetasilikat, Natriumaluminosilikat,
Natriumsilikat), Metallsulfate (beispielsweise Calciumsulfat, Bariumsulfat,
Natriumsulfat, Aluminiumnatriumsulfat, Aluminiumsulfat), Gips, Aluminiumtrihydrat,
Graphit, Metalloxide (beispielsweise Zinnoxid, Calciumoxid, Aluminiumoxid,
Titandioxid) und Metallsulfite (beispielsweise Calciumsulfit), Metallpartikel
(beispielsweise Zinn, Blei, Kupfer), Kunststoffschleifpartikel,
die aus einem thermoplastischen Material gebildet sind (beispielsweise
Polycarbonat, Polyetherimid, Polyester, Polyethylen, Polysulfon,
Polystyrol, Acrylonitril-Butadien-Styrol-Blockcopolymer,
Polypropylen, Acetalpolymeren, Polyvinylchlorid, Polyurethanen,
Nylon), Kunststoffschleifpartikel, die aus vernetzten Polymeren gebildet
sind (beispielsweise Phenolharzen, Aminoplastharzen, Urethanharzen,
Epoxyharzen, Melamin-Formaldehyd,
Acrylatharzen, acrylierten Isocyanuratharzen, Harnstoff-Formaldehyd-Harzen,
Isocyanurat-Harzen, acrylierten Urethanharzen, acrylierten Epoxyharzen)
und Kombinationen davon.
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Gemäß einer
anderen beispielhaften Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen beschichteten Schleifgegenstands
kann die Schleifschicht Schleifpartikel umfassen, die in einem Bindemittel
dispergiert sind. In 2 weist ein beispielhaft beschichteter
erfindungsgemäßer Schleifgegenstand 200 Träger 210,
die erfindungsgemäße Kompositverbindungsschicht 220,
die an der Hauptoberfläche 215 von
Träger 210 befestigt
ist, und Schleifschicht 230 auf, die an Kompositverbindungsschicht 220 befestigt
ist. Die Kompositverbindungsschicht umfasst die ersten und zweiten,
gegebenenfalls ineinander diffundierten Schichten 222 beziehungsweise 223.
Die erste Schicht 222 umfasst polyfunktionales Aziridin,
und die zweite Schicht 224 umfasst ein saures, radikalisch
polymerisierbares Monomer und mindestens ein Oligomer mit mindestens
zwei seitenständigen,
radikalisch polymerisierbaren Gruppen auf mindestens einem Abschnitt
der ersten polymerisierbaren Zusammensetzung, wobei die Homopolymerisierung
des Oligomers zu einem Polymer mit einer Glasübergangstemperatur von weniger
als 50°C
führt.
Die Schleifschicht 230 enthält Schleifpartikel 260 in
Bindemittel 240 dispergiert.
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Bei
der Herstellung eines derartigen beschichteten Schleifgegenstands
wird in der Regel eine Aufschlämmung,
umfassend einen Bindemittelvorläufer
und Schleifpartikel, auf eine Hauptoberfläche des Trägers aufgebracht, und der Bindemittelvorläufer wird
dann mindestens partiell gehärtet.
Geeignete Bindemittelvorläufer
und Schleifpartikel sind beispielsweise die zuvor genannten.
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Der
erfindungsgemäße beschichtete
Schleifgegenstand kann in einer anderen beispielhaften Ausführungsform
einen strukturierten Schleifgegenstand umfassen. In 3 weist
ein beispielhaft strukturierter erfindungsgemäßer Schleifgegenstand 300 Träger 310,
die erfindungsgemäße Kompositverbindungsschicht 320, die
an der Hauptoberfläche 315 von
Träger 310 befestigt
ist, und Schleifschicht 330 auf, die an Kompositverbindungsschicht 315 befestigt
ist. Die Kompositverbindungsschicht 320 umfasst die ersten
und zweiten, gegebenenfalls ineinander diffundierten Schichten 322 beziehungsweise 323.
Die erste Schicht 322 umfasst polyfunktionales Aziridin,
und die zweite Schicht 324 umfasst ein saures, radikalisch
polymerisierbares Monomer und mindestens ein Oligomer mit mindestens
zwei seitenständigen,
radikalisch polymerisierbaren Gruppen auf mindestens einem Abschnitt
der ersten polymerisierbaren Zusammensetzung, wobei die Homopolymerisation des
Oligomers zu einem Polymer mit einer Glasübergangstemperatur von weniger
als 50°C
führt.
Die Schleifschicht 330 enthält mehrere genau geformte Schleifkomposite 355.
Die Schleifkomposite umfassen Schleifpartikel 360, die
in Bindemittel 350 dispergiert sind.
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Bei
der Herstellung eines derartigen beschichteten Schleifgegenstands
kann eine Aufschlämmung, umfassend
einen Bindemittelvorläufer
und Schleifpartikel, auf ein Werkzeug angewendet werden, das mehrere genau
geformte Hohlräume
darin aufweist. Dann wird die Aufschlämmung mindestens partiell polymerisiert und
an die Kompositverbindungsschicht geklebt, beispielsweise mittels
Klebstoff oder Additionspolymerisation der Aufschlämmung. Geeignete
Bindemittelvorläufer
und Schleifpartikel sind beispielsweise die zuvor genannten.
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Die
Schleifkomposite können
viele verschiedene Formen haben, zu denen beispielsweise jene Formen
ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus kubisch, blockartig, zylindrisch, prismatisch,
pyramidal, pyramidenstumpfförmig,
kegelförmig,
kegelstumpfförmig,
kreuzförmig
und halbkugelförmig
gehören.
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Beschichtete
Schleifgegenstände
können
ferner gegebenenfalls beispielsweise eine Rückschlichte (das heißt, eine
Beschichtung auf der Hauptoberfläche
des Trägers
gegenüber
der Hauptoberfläche
mit der Schleifbeschichtung), eine Vorschlichte und/oder eine Unterschlichte
(das heißt
eine Beschichtung zwischen der Kompositverbindungsschicht und der
Hauptoberfläche,
an der die Kompositverbindungsschicht befestigt ist) und/oder ein
Sättigungsmittel
umfassen, mit dem beide Hauptoberflächen des Trägers beschichtet sind. Beschichtete
Schleifgegenstände
können
ferner eine Superschlichte umfassen, die mindestens einen Abschnitt der
Schleifbeschichtung bedeckt. Die Superschlichte enthält, falls
vorhanden, typischerweise Schleifhilfsmittel und/oder Anti-Zusetzmaterialien.
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Erfindungsgemäße beschichtete
Schleifgegenstände
können
beispielsweise zu Riemen, Rollen, Scheiben (einschließlich perforierten
Scheiben) und/oder Lagen verarbeitet werden. Für Riemenanwendungen können zwei
freie Enden der Schleiflage unter Verwendung von bekannten Verfahren
miteinander verbunden werden, um einen gespleißten Riemen zu bilden.
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Weitere
Beschreibungen von Techniken und Materialien zur Herstellung von
beschichteten Schleifgegenständen
finden sich beispielsweise in
US-A-4,314,827 (Leitheiser et al.);
US-A-4,518,397 (Leitheiser
et al.);
US-A-4,588,419 (Caul
et al.);
US-A-4,623,364 (Cottringer
et al.);
US-A-4,652,275 (Bloecher
et al.);
US-A-4,734,104 (Broberg);
US-A-4,737,163 (Larkey);
US-A-4,744,802 (Schwabel);
US-A-4,751,138 (Tumey et
al.);
US-A-4,770,671 (Monroe
et al.);
US-A-4,799,939 (Bloecher
et al.);
US-A-4,881,951 (Wood
et al.);
US-A-4,927,431 (Buchanan
et al.);
US-A-5,498,269 (Larmie);
US-A-5,011,508 (Wald
et al.);
US-A-5,078,753 (Broberg
et al.);
US-A-5,090,968 (Pellow);
US-A-5,108,463 (Buchanan
et al.);
US-A-5,137,542 (Buchanan
et al.);
US-A-5,139,978 (Wood);
US-A-5,152,917 (Pieper
et al.);
US-A-5,201,916 (Berg
et al.);
US-A-5,203,884 (Buchanan
et al.);
US-A-5,227,104 (Bauer);
US-A-5,304,223 (Pieper
et al.);
US-A-5,328,716 (Buchanan);
US-A-5,366,523 (Rowenhorst
et al.);
US-A-5,378,251 (Culler
et al.);
US-A-5,417,726 (Stout
et al.);
US-A-5,429,647 (Larmie);
US-A-5,436,063 (Follett
et al.);
US-A-5,490,878 (Peterson
et al.);
US-A-5,492,550 (Krishnan
et al.);
US-A-5,496,386 (Broberg
et al.);
US-A-5,520,711 (Helmin);
US-A-5,549,962 (Holmes
et al.);
US-A-5,551,963 (Larmie);
US-A-5,556,437 (Lee
et al.);
US-A-5,560,753 (Buchanan
et al.);
US-A-5,573,619 (Benedict
et al.);
US-A-5,609,706 (Benedict
et al.);
US-A-5,672,186 (Chesley
et al.);
US-A-5,700,302 (Stoetzel et
al.);
US-A-5,851,247 (Stoetzel
et al.);
US-A-5,913,716 (Mucci
et al.);
US-A-5,942,015 (Culler
et al.);
US-A-5,954,844 (Law
et al.);
US-A-5,961,674 (Gagliardi
et al.);
US-A-5,975,988 (Christianson);
US-A-6,059,850 (Lise
et al.) und
US-A-6,261,682 (Law).
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Erfindungsgemäße Schleifgegenstände sind
zum Schleifen eines Werkstücks
in einem Verfahren nützlich,
wobei mindestens ein Abschnitt der Schleifschicht eines beschichteten
Schleifgegenstands reibend mit der Schleifschicht in Kontakt mit
mindestens einem Abschnitt einer Oberfläche des Werkstücks kommt
und danach mindestens einer von dem beschichteten Schleifgegenstand
oder dem Werkstück
relativ zu dem anderen bewegt wird, um mindestens einen Abschnitt
der Oberfläche
zu schleifen. Das Schleifverfahren kann beispielsweise manuell oder
maschinell durchgeführt
werden. Es kann gegebenenfalls Flüssigkeit (beispielsweise Wasser, Öl) und/oder
oberflächenaktives
Mittel (beispielsweise Seife, nicht-ionisches oberflächenaktives
Mittel) auf das Werkstück
angewendet werden, um den Schleifprozess zu erleichtern.
-
Die
Gegenstände
und Vorteile dieser Erfindung werden durch die folgenden Beispiele
weiter veranschaulicht, die in diesen Beispielen genannten speziellen
Materialien und ihre Mengen sowie andere Bedingungen und Details
sollten jedoch nicht als diese Erfindung unangemessen einschränkend angesehen
werden.
-
BEISPIELE
-
Wenn
nicht anders angegeben, beziehen sich alle Teile, Prozentsätze, Verhältnisse,
usw. in den Beispielen und dem Rest der Beschreibung auf das Gewicht,
und alle in den Beispielen verwendeten Reagenzien wurden von Anbietern
für Grundchemikalien
erhalten oder sind von diesen erhältlich, wie beispielsweise,
Siyma-Aldrich Co., Saint Louis, Missouri, USA, oder können nach
konventionellen Verfahren synthetisiert werden.
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In
den Beispielen werden die folgenden Abkürzungen verwendet. TABELLE DER ABKÜRZUNGEN
| A1 | Silanmethacrylat,
im Handel erhältlich
von GE Silicones, Friendly, West Virginia unter der Handelsbezeichnung ”SILANE
A-174NT” |
| A2 | Siliziumdioxid,
im Handel erhältlich
von Degussa Corp., Parsippany, New Jersey unter der Handelsbezeichnung ”SILICONE
DIOXIDE OX-50 AEROSIL” |
| ACR1 | Trimethylolpropantriacrylat,
im Handel erhältlich
unter der Handelsbezeichnung ”TMPTA-N” von der
UCB Group, Springfield, Massachusetts, USA |
| AFR1 | modifiziertes
Epoxyacrylat, im Handel erhältlich
unter der Handelsbezeichnung ”CN
118” von
Sartomer Co., Exton, Pennsylvania, USA |
| AFR2 | monofunktionales
Säureesteracrylat,
im Handel erhältlich
unter der Handelsbezeichnung ”CD
9050” von
Sartomer Co. |
| AFR3 | trifunktionales
Säureesteracrylat,
im Handel erhältlich
unter der Handelsbezeichnung ”CD
9052” von
Sartomer Co. |
| AFR4 | saures
aromatisches Acrylatoligomer, im Handel erhältlich unter der Handelsbezeichnung ”PHOTOMER
4173” von
Cognis Corp., Cincinnati, Ohio, USA |
| AZ1 | polyfunktionales
Aziridin, im Handel erhältlich
unter der Handelsbezeichnung ”HYDROFLEX
XR-2990” von
H.B. Fuller Co. |
| BK1 | behandelter
Textilträger,
der nach dem folgenden Verfahren hergestellt wurde: EPR1 (11.306
Gramm (g)) wurden mit 1507 g ACR1 und 151 g PI2 bei 20°C mit einem
mechanischen Mischer bis zur Homogenität gemischt. Die Mischung wurde
dann 2 Stunden lang in einem Ofen auf 50°C erwärmt. Nachdem die Mischung aus
dem Ofen entfernt worden war, wurden 1206 g DICY zugegeben und 10
Minuten gerührt.
Danach wurden 754 g NOV1 zugegeben und weitere 10 Minuten gerührt. Es
wurden 114 g CUR1 zugegeben und bis zum Auflösen weiter gerührt. Eine
30,5 cm breite Rakel, erhalten von Paul N. Gardner Co., Pompano
Beach, Florida, USA, und eine 30 cm × 30 cm × 2,5 cm maschinell bearbeitete
Beschichtungsplatte aus rostfreiem Stahl wurden auf 66°C erwärmt. Die
Rakel wurde auf einen Mindestspalt von 225 Mikrometern eingestellt.
Ein 4/1 Satingewebe aus 100% Polyester, das aus offenendig gesponnenen
Garnen hergestellt war und 326 g/m2 wog,
im Handel von Milliken and Co., Spartanburg, South Carolina, USA,
unter der Handelsbezeichnung ”POWERSTRAIGHT” erhältlich,
wurde unter der Rakel angeordnet. Die Harzzusammensetzung wurde auf
das Polyestertextil gegossen, und danach wurde das Textil von Hand
unter die Rakel gezogen, um eine Vorschlichtebeschichtung auf dem
Textil zu bilden. Das Textil mit Vorschlichte wurde dann bestrahlt,
indem es ein Mal durch ein UV-Verarbeitungsgerät geführt wurde, das unter der Handelsbezeichnung ”UV PROCESSOR” von Fusion
UV Systems, Gaithersburg, Maryland, USA, erhalten wurde und mit
einer ”FUSION
D” Lampe
mit 761 Watt/inch2 (118 W/cm2)
und 16,4 ft/Minute (5 m/Minute) arbeitete, danach wurde es 5 Minuten
lang bei 160°C
wärmegehärtet. Das
resultierende Vorschlichte-Beschichtungsgewicht betrug 106 g/m2. Ein Harzgemisch wurde hergestellt, indem
55 Gew.-% FL1, 43 Gew.-% RPR1 und eine geringe Menge rotes Fe2O3 (2 Gew.-%) zur
Farbgebung bei 20°C
bis zur Homogenität
gemischt wurden. Die Rückseite
des Textils wurde dann mit diesem Harzgemisch beschichtet und 10
Minuten bei 90°C,
danach 15 Minuten bei 105°C
gehärtet.
Das resultierende Rückschlichte-Beschichtungsgewicht
betrug 111,5 g/m2. |
| BR1 | acryliertes
aliphatisches Urethan, im Handel erhältlich unter der Handelsbezeichnung ”EBECRYL
8402” von
UCB Group |
| BR2 | acrylierter
Polyester, erhältlich
unter der Handelsbezeichnung ”EBECRYL
810” von
UCB Group |
| BR3 | aliphatisches
Polyurethan, erhältlich
unter der Handelsbezeichnung ”EBECRYL 270” von UCB
Group |
| BR4 | Polyetherdimethacrylat,
erhältlich
unter der Handelsbezeichnung ”SR
210” von Sartomer
Co. |
| CUR1 | 2-Propylimidazol,
im Handel erhältlich
unter der Handelsbezeichnung ”ACTIRON
NXJ-60 LIQUID” von
Synthron, Morganton, North Carolina, USA |
| DICY | Dicyandiamid
(mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von weniger als 10 μm), im Handel
erhältlich
unter der Handelsbezeichnung ”AMICURE
CG-1400” von Air
Products and Chemicals |
| EPR1 | Epoxyharz,
das im Handel unter der Handelsbezeichnung ”EPON 828” von Resolution Performance
Products, Houston, Texas, USA, erhältlich ist |
| EL1 | Calciumcarbonat-Füllstoff,
im Handel erhältlich
von L.W. Huber Corp., Atlanta, Georgia, USA, unter der Handelsbezeichnung ”HUBERCARB
Q325” |
| LA1 | Heißschmelzkleber,
im Handel erhältlich
unter der Handelsbezeichnung ”JET-MELT
HOT MELT ADHESIVE PG3779” von
3M Company |
| MN2 | Sol-Gel-Schleifkorn,
im Handel erhältlich
unter der Handelsbezeichnung ”GRADE
JIS 400 3M CUBITRON 321” von
3M Company |
| NOV1 | Novolac-Harz,
im Handel erhältlich
unter der Handelsbezeichnung ”RUTAPHEN 8656F” von Bakelite
AG, Frielendorf, Deutschland |
| pbw | Gewichtsteile |
| PI1 | 2-Benzyl-2-(dimethylamino)-1-[4-(4-morpholinyl)-phenyl)-1-butanon,
im Handel erhältlich
unter der Handelsbezeichnung ”IRGACURE
369” von
Ciba Specialty Chemicals, Hawthorne, New York, USA |
| PI2 | 2,2-Dimethoxy-2-phenylacetophenon,
im Handel erhältlich
unter der Handelsbezeichnung ”IRGACURE
651” von
Ciba Specialty Chemicals |
| RPR1 | Resol-Phenolharz
(ein Phenol-Formaldehyd-Harz mit einem Phenol-zu-Formaldehyd-Verhältnis von
1,5-2,1/1, katalysiert
mit 2,5% Kaliumhydroxid |
-
90° SCHÄL-ADHÄSIONSTEST
-
Ein
zu testender beschichteter Schleifgegenstand wurde zu einem etwa
8 cm breiten und 25 cm langen Stück
verarbeitet. Eine Hälfte
eines Holzbretts (17,8 cm × 7,6
cm × 0,6
cm) wurde mit Laminierungsklebstoff 1 (LA1) beschichtet, der mit
einer Heißschmelzklebepistole
(im Handel unter der Handelsbezeichnung ”POLYGUN II HOT MELT APPLICATOR” von 3M
Company erhältlich)
angewendet wurde. Die gesamte Breite, jedoch nur die ersten 15 cm
der Länge
des beschichteten Schleifgegenstands wurde auf der Seite, die die Schleifpartikel
trug, mit Laminierungsklebstoff beschichtet. Die Seite des beschichteten
Schleifgegenstands, die die Schleifpartikel trug, wurde an der Seite
des Bretts, die die Laminierungsklebstoffbeschichtung enthielt, in
einer derartigen Weise befestigt, dass die 10 cm des beschichteten
Schleifgegenstands, die keinen Laminierungsklebstoff trug, über das
Brett hinausragten. Es wurde Druck ausgeübt, so dass das Brett und der
beschichtete Schleifgegenstand innig verbunden wurden. Der zu testende
Schleifgegenstand wurde entlang einer geraden Linie an beiden Seiten
des Gegenstands so geschnitten, dass die Breite des beschichteten Schleifgegenstands
auf 5,1 cm reduziert wurde, wobei bei 25°C gearbeitet wurde. Die resultierende
Schleifgegenstand/Brett-Anordnung
wurde horizontal in eine Montagevorrichtung gespannt, die an der
oberen Backe einer Zugprüfmaschine
befestigt war, die im Handel unter der Handelsbezeichnung ”SINTECH
6W” von
MTS Systems Corp., Eden Prairie, Minnesota, USA, erhältlich ist.
Ungefähr
1 cm des überragenden
Abschnitts des beschichteten Schleifgegenstands wurden so in der
unteren Backe der Maschine angeordnet, dass der Abstand zwischen
den Backen 12,7 cm betrug. Die Maschine trennte die Backen mit einer
Geschwindigkeit von 0,05 Zentimeter/Sekunde (cm/s), wobei der beschichtete
Schleifgegenstand in einem Winkel von 90° von dem Holzbrett abgezogen
wurde, so dass sich ein Abschnitt des beschichteten Schleifgegenstands
von dem Brett trennte. Die für
eine derartige Trennung erforderliche Kraft (das heißt, die
Abziehkraft) wird in Kilogramm/Zentimeter (kg/cm) angegeben.
-
Allgemeines Verfahren zur
Herstellung eines Trägers
mit Kompositverbindungsschicht
-
Der
Träger
wird mit einer Lösung
aus 98 g Wasser, 2 g AZ1, 1 Tropfen nicht-ionischem oberflächenaktivem
Mittel (im Handel unter der Handelsbezeichnung ”Triton X-100” von Dow
Chemical Co., Midland, Michigan, USA, erhältlich) beschichtet. Die Lösung wird
mit einer handgeführten
Rakel, die auf einen Spalt von Null eingestellt ist, als Beschichtung
auf einen Träger
aufgebracht und mit einer Geschwindigkeit von etwa 1 foot/Sekunde
(0,3 m/s) über
den Träger
gezogen. Der beschichtete Träger
wird an der Luft trocknen gelassen.
-
Danach
wird auf die AZ1-beschichtete Oberfläche des Trägers mit einer 4 inch (1,6
cm) breiten handgeführten
Beschichtungsrakel, erhältlich
von Paul N. Gardner Company, Pompano Beach, Florida, USA, eine zweite
Beschichtung aus einer 100% Feststoffmischung des radikalisch polymerisierbaren,
sauren Monomers und Oligomers aufgebracht. Der Rakelspalt wird auf
225 Mikrometer eingestellt. Der resultierende, mit Verbindungsschichtvorläufer beschichtete
Träger
wird dann ein Mal durch ein UV-Verarbeitungsgerät geführt, das unter der Handelsbezeichnung ”UV PROCESSOR” von Fusion
UV Systems, Gaithersburg, Maryland, USA, erhalten wurde und mit
einer ”FUSION
D” Lampe
mit 761 Watt/inch2 (118 W/cm2)
und 16,4 ft/Minute (5 m/Minute) arbeitete, danach wird er 10 bis
20 Minuten lang auf 120°C
erwärmt,
um einen Träger
mit einer daran befestigten Verbindungsschicht zu ergeben. Das nominelle
Beschichtungsgewicht der resultierenden Verbindungsschicht beträgt 110 Gramm/m2.
-
Herstellung von Aufschlämmungsharz
1 (SR1)
-
Ein
1 Gallon (4 L)-Kunststoffbehälter
wird mit 1917 g ACR1, 19 g PI1, 1738 g F2, 2235 MN2, 74 g A1 und
17 g A2 beschickt. Das Harz wird eine Stunde bei 25°C mechanisch
gerührt.
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Allgemeines Verfahren zum
Binden einer Schleifschicht an eine Verbindungsschicht
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Die
Verbindungsschicht wird mit einer handgeführten Rakel mit Aufschlämmung 1
mit einer Beschichtungsdicke von 2 bis 3 mil (101 Mikrometern) auf
ein Werkzeug mit genau geformten Hohlräumen aufgebracht, wie in Beispiel
1 der US-Patentanmeldung Nr. 10/668,736 (Collins et al.) beschrieben
ist, und danach auf die Verbindungsschicht transferiert. Die Aufschlämmung wird
ein Mal durch zwei UV-Verarbeitungsgeräte geführt, die unter der Handelsbezeichnung ”UV PROCESSOR” von Fusion
UV Systems, Gaithersburg, Maryland, USA, erhalten wurden, wobei
mit einer ”FUSION
D” Lampe
mit 761 Watt/inch2 (118 W/cm2)
und 50 feet/Minute (15 m/Minute) gearbeitet wird, danach wird sie
24 Stunden lang auf 120°C
erwärmt.
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BEISPIELE 1–12
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Die
Kompositverbindungsschichten wurden, wie in Tabelle 1 angegeben
ist, nach dem allgemeinen Verfahren zur Herstellung von Träger mit
Kompositverbindungsschicht hergestellt. Dann wurde auf die Kompositverbindungsschicht
eine Schleifschicht angewendet. Die resultierenden, beschichteten
Schleifgegenstände
wurden dem 90° Schäl-Adhäsionstest
unterzogen. Die beschichteten Schleifmittel versagten in Tabelle
1 innerhalb des beschichteten Schleifmittels.
-
Verschiedene
Modifikationen und Veränderungen
dieser Erfindung können
von Fachleuten innerhalb des Schutzumfangs und Geistes dieser Erfindung
gemäß den Definitionen
der Ansprüche
vorgenommen werden, und es sei darauf hingewiesen, dass diese Erfindung
auf die beschriebenen veranschaulichenden Ausführungsformen nicht übermäßig eingeschränkt sein
soll.
