DE69505140T2

DE69505140T2 - Schleifartikel

Info

Publication number: DE69505140T2
Application number: DE69505140T
Authority: DE
Inventors: Roy Atherstone Warwicks. Cv9 1Pj Stubbs
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1994-08-10
Filing date: 1995-07-24
Publication date: 1999-06-02
Anticipated expiration: 2015-07-25
Also published as: WO1996005022A1; EP0775035A1; GB9416179D0; JPH10504245A; BR9508534A; GB2292154A; ES2124009T3; EP0775035B1; CA2195546A1; DE69505140D1

Description

Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich auf einen Schleifartikel, der einen gehärteten Heißschmelzkleber umfaßt, sowie auf ein Herstellungsverfahren.

Hintergrund der Erfindung

Schleifprodukte werden normalerweise hergestellt, indem man eine Fläche eines Substrats mit einer ersten Bindemittelschicht beschichtet, die Klebstoffeigenschaften hat und in der Technik häufig als "Make" bezeichnet wird. Teilchen aus Schleifmaterial werden auf das beschichtete Substrat aufgebracht und teilweise darin eingebettet. Dann wird eine Schicht aus einem zweiten Bindemittel, das häufig als "Leim" (Size) bezeichnet wird, auf das Material aufgetragen. Die Dicke der zweiten Bindemittelschicht reguliert die Menge des Schleifmaterials, die über das Bindemittel hinausragt. Antiaufladungs- oder antistatische Materialien werden im allgemeinen in einer weiteren wahlfreien Schicht mitverwendet, die in der Technik als "Überleim" (Supersize) bezeichnet wird.
Die zur Bildung der ersten Bindemittelschicht (Make) verwendeten Klebstoffe sind im allgemeinen solche auf Wasser- oder Lösungsmittelbasis; dazu gehören Phenolharze, Harnstoff-Formaldehyd-Harze, Melamin-Formaldehyd-Harze und Kombinationen davon. Weitere Klebstoffe, die verwendet werden, beruhen auf Tierhautleim und Stärke. Ähnliche Klebstoffe werden für den Leim verwendet.
Viele der bekannten Klebstoffsysteme, die verwendet werden, haben einen niedrigen Feststoffgehalt, der einen hohen Energieaufwand zum Trocknen und eine sorgfältige Auswahl der Trägermaterialien erfordert. Im Falle von Klebstoffen auf Lösungsmittelbasis können auch Vorrichtungen zum Extrahieren von Lösungsmittelemissionen benötigt werden. Solche Extraktionsvorrichtungen können auch die Feinanteile aus den Schleifteilchen extrahieren, was zu Verarbeitungsproblemen führt.
Das Britische Patent Nr. GB 2,282,144 offenbart ein Schleifelement, das eine substrattragende Schicht aus einem feuchthärtenden Heißschmelz-Polyurethanklebstoff, in die Schleifteilchen eingebettet sind, umfaßt.
Es wurde gefunden, daß die Verwendung eines feuchthärtenden Heißschmelz-Polyurethanklebstoffs als erste Bindemittelschicht in einem Schleifelement mehrere Vorteile gegenüber herkömmlichen Systemen auf Wasser- und Lösungsmittelbasis bietet. Der Heißschmelzkleber wird mit einem Feststoffgehalt von 100% verwendet, und durch eine geeignete Wahl der Auftragungstemperatur wird die gewünschte Orientierung der Schleifteilchen beibehalten. Der Heißschmelzkleber ist mit vielen Leimzubereitungen verträglich und erlaubt die Auftragung eines Leims auf Wasserbasis über die erste Bindemittelschicht und die Schleifteilchen, wobei der Feuchtigkeitsgehalt des Leims an der Härtung des Klebstoffs der ersten Bindemittelschicht beteiligt ist, was eine starke Bindung zwischen der ersten Bindemittelschicht und dem Leim gewährleistet. Weitere Leime, z. B. Heißschmelzzubereitungen oder solche auf Lösungsmittelbasis, können eingesetzt und vor oder nach der Härtung der Klebstoffbeschichtung der ersten Bindemittelschicht aufgetragen werden.
Heißschmelzkleber sind polymere Materialien mit einem Feststoffgehalt von 100%, die beim Abkühlen Bindungen bilden. Sie bestehen im allgemeinen aus einer Kombination von Harzen, Wachsen und Stabilisatoren. Die Beschichtung erfolgt normaler weise durch Düsenbeschichtung oder Extrusion, kann aber auch durch Sprühbeschichten erfolgen. Feuchthärtende Polyurethanbeschichtungen umfassen Isocyanat-terminierte Prepolymere, die nach dem Auftragen durch Reaktion der restlichen Isocyanatgruppen mit Feuchtigkeit gehärtet werden. Die zunächst gebildeten Aminogruppen reagieren mit weiteren Isocyanatgruppen unter Bildung von Harnstoffbindungen.
Das feuchthärtende Heißschmelz-Polyurethan (HMPU) kann auf jedes Substrat aufgetragen werden, daß die Auftragungstemperatur des Klebers aushält. Das HMPU kann direkt auf das Substrat aufgetragen werden, oder eine Grundier- oder Vorleimschicht kann vor seiner Auftragung aufgetragen werden. Diese Grundier- oder Vorleimschichten können solche auf Lösungsmittelbasis, auf Wasserbasis oder vom Heißschmelztyp sein. Die Grundier- oder Vorleimschicht ist herkömmlicherweise eine des Heißschmelztyps, da sie leicht an derselben Beschichtungsstation wie die erste Bindemittelschicht aus HMPU aufgetragen werden kann. Grundier- oder Vorleimschichten sind besonders nützlich auf Substraten, die rauhe Oberflächen oder Oberflächen mit Hohlräumen haben, z. B. offenzellige Schaumstoffe, und auf Geweben und Vliesen, da sie die Oberfläche zu glätten helfen und die zur Herstellung der ersten Bindemittelschicht erforderliche HMPU-Menge reduzieren, die normalerweise eine teurere Komponente ist als das Vorleimmaterial. Grundier- oder Vorleimschichten sind auf geschlossenzelligen Schaumstoffen und anderen Substraten mit einer im wesentlichen geschlossenen Oberfläche normalerweise nicht erforderlich.
Feuchthärtende Heißschmelzkleber, bei denen die Härtung Wechselwirkungen von Silylgruppen beinhaltet, sind in der Literatur bekannt, und einige sind kommerziell erhältlich. Solche Materialien können völlig frei von Isocyanaten sein, wie es in GB 2237022, WO 92/05226, GB 2197326, EP 0202491, US 4,960,844 und in den Japanischen Offenlegungsschriften Nr. 4-202585, 4- 114078 und 3-149277 beschrieben ist. Feuchthärtende Heiß schmelzkleber, die sowohl Isocyanat- als auch Silylgruppen enthalten, wurden ebenfalls offenbart.

Kurzbeschreibung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung verwendet alternative Heißschmelzkleber, die keine Verwendung von Isocyanaten bei der Herstellung von Schleifelementen erfordern.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf einen Schleifartikel, der ein Substrat mit einer ersten Hauptoberfläche und auf der ersten Hauptoberfläche des Substrats eine Klebstoffschicht umfaßt, wobei die Klebstoffschicht einen Heißschmelzkleber umfaßt, der ein Polymer, das über hydrolysierte oder kondensierte Silylgruppen vernetzt ist, sowie darin festgeklebte Schleifteilchen umfaßt.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung

Der in der vorliegenden Erfindung verwendete Klebstoff ist eine Harzzubereitung mit 100% Feststoffen, die bei erhöhten Temperaturen (z. B. im Bereich von 50 bis 200ºC) zu einem flüssigen Zustand schmilzt. Im flüssigen Zustand kann der Klebstoff mit herkömmlichen Techniken, wie Extrusion, Düsenbeschichtung, Sprühen usw., auf ein Substrat aufgetragen werden. Beim Abkühlen auf Raumtemperatur wird der Klebstoff fest und härtet durch die Wechselwirkung zwischen den in das Harz eingebauten Silylgruppen weiter zu einem vernetzten dreidimensionalen Netzwerk, wobei die Härtungsreaktion durch Feuchtigkeit aktiviert wird.
Schleifartikel der Erfindung können hergestellt werden, indem man eine Oberfläche eines geeigneten Substrats wie oben beschrieben mit dem Heißschmelzkleber beschichtet und auf die geschmolzene oder halbgeschmolzene Kleberbeschichtung Schleifteilchen aufbringt, so daß sie darin festkleben. Das Aufbrin gen von Schleifteilchen kann zum Beispiel durch Tropfbeschichtung oder elektrostatische Beschichtung mit den Teilchen erfolgen, beides Standardtechniken der Schleifmittelindustrie. Die Dicke der Kleberbeschichtung und die Abmessungen der Teilchen sind vorzugsweise so, daß die meisten oder alle Teilchen teilweise aus der Oberfläche der Beschichtung herausragen. Während der Klebstoff abkühlt, wird er vollständig fest und härtet zu einem dreidimensionalen Netzwerk und bindet somit die Teilchen fest an das Substrat.
Das Substrat kann alle Materialien umfassen, die gewöhnlich als Träger für beschichtete Schleifartikel verwendet werden, einschließlich Papier, Tuch, Kunststoffolien, Kunststoffasern, faserige Substrate, Gewebe und Vliese, Schaumstoffe, geschäumte polymere Materialien sowie Laminate usw. Das Substrat, wie es oben beschrieben ist, kann gegebenenfalls mit einem geeigneten Harz vorbeschichtet ("vorgeleimt") werden, um die Oberfläche zum Beispiel zu versiegeln oder ihre Oberflächeneigenschaften in sonstiger Weise zu modifizieren. Ein Vorleim kann im Falle von porösen Materialien und/oder unregelmäßigen Oberflächen, wie bei offenzelligen Schaumstoffen, Vliesen usw., günstig sein.
Geeignete Vorleime können als Zubereitungen auf Lösungsmittel- oder Wasserbasis oder als Heißschmelzzubereitungen mit 100% Feststoffen aufgetragen werden. Heißschmelzzubereitungen sind bevorzugt, und Beispiele dafür sind ein Heißschmelz-Ethylen- Vinylacetat, das von Evode, Stafford, Staffordshire, United Kingdom, unter der Handelsbezeichnung "Thermaflow 6876" kommerziell erhältlich ist, ein Heißschmelz-Polyethylen, das von der Minnesota Mining and Manufacturing Company, St. Paul, MN, unter der Handelsbezeichnung "3748" kommerziell erhältlich ist, und ein Heißschmelz-Polyamid, das von der Minnesota Mining and Manufacturing Company, St. Paul, MN, unter der Handelsbezeichnung "3789" kommerziell erhältlich ist. In manchen Fällen kann eine vorgeformte Kunststoffolie auf das Substrat aufgebracht werden, was eine nützliche Möglichkeit ist, wenn das Substrat ein offenzelliger Schaumstoff oder ein Gewebe oder ein Vlies ist.
Der Schleifartikel kann zusätzlich eine Leimschicht umfassen. Die Leimschicht kann eines der herkömmlicherweise verwendeten Materialien umfassen, umfaßt jedoch vorzugsweise ein duroplastisches Harz (z. B. Phenol-Formaldehyd- oder Harnstoff-Formaldehyd-Harz) in Form einer wäßrigen Lösung oder Dispersion, die mit herkömmlichen Techniken aufgetragen und gehärtet wird. Das Wasser aus einer solchen Beschichtung dient dazu, die Härtungsreaktion in der Klebstoffschicht zu aktivieren, während das duroplastische Harz für zusätzliche Festigkeit sorgt und das Ausmaß steuert, in dem die Schleifteilchen über die Oberfläche herausragen. Zu den geeigneten Leimmaterialien gehören ein Acrylharz auf Wasserbasis, das von Evode, Stafford, Staffordshire, United Kingdom, unter der Handelsbezeichnung "DP-90-4101" kommerziell erhältlich ist, und Polyurethane auf Wasserbasis, die von Baxenden, Droitwich, Worcestershire, United Kingdom, unter der Handelsbezeichnung "Witcobond 732, "Witcobond 769" und "Witcobond 788" kommerziell erhältlich sind. Es können auch andere Leime eingesetzt werden, z. B. Zubereitungen des Heißschmelztyps oder auf Lösungsmittelbasis, die vor oder nach dem Härten der ersten Kleberbeschichtung aufgetragen werden können. Additive, wie Antiaufladungsmittel, antistatische Mittel usw., können in der Leimschicht vorhanden sein oder nach bekannten Techniken in einer getrennten Schicht (Überleim) aufgetragen werden.
Die Schleifartikel können auch einen Überleim, vorzugsweise Antiaufladungs-Überleim, des Typs umfassen, der im US-Patent Nr. 5,164,265 und seinem Äquivalent, EP-0 433 031, offenbart ist. Besonders bevorzugte Überleimzusammensetzungen umfassen Calciumstearat und ein fluoriertes Additiv, z. B. ein fluoriertes Additiv, das von der Minnesota Mining and Manufacturing Company, St. Paul, MN, unter der Handelsbezeichnung "FC396" kommerziell erhältlich ist, in einem Acrylbindemittel auf Wasserbasis, z. B. einem Acrylbindemittel auf Wasserbasis, das von Vinamul, Carshalton, Surrey, United Kingdom, unter der Handelsbezeichnung "Vinacryl" kommerziell erhältlich ist.
Die Heißschmelzkleber, die für die Erfindung geeignet sind, umfassen ein vernetzbares Polymer, das Silylgruppen aufweist, die durch die Formel
-A-Si(R)3-m(X)m
dargestellt werden, worin
A einen zweiwertigen organischen Rest darstellt, vorzugsweise eine gegebenenfalls substituierte Alkylen-, Alkylenoxy-, Alkylenphenylen- oder Alkylenoxyalkylenkette;
X eine austretende Gruppe darstellt, die durch Hydrolyse austauschbar ist, vorzugsweise ein Halogenatom, z. B. Chlor, oder eine Gruppe R¹O oder R¹COO, wobei R¹ eine C&sub1;&submin;&sub1;&sub0;-, vorzugsweise C&sub1;&submin;&sub4;-, -Alkyl- oder -Alkoxyalkylgruppe ist;
m 1, 2 oder 3 ist, vorzugsweise 2 oder 3; und
R eine Blocking-Gruppe darstellt, die nicht durch Hydrolyse austauschbar ist, zum Beispiel eine C&sub1;&submin;&sub4;-Alkylgruppe, ein Cycloalkyl mit bis zu 8 Kohlenstoffatomen oder eine Arylgruppe mit bis zu 10 Kohlenstoffatomen.
Solche Silylgruppen werden durch Feuchtigkeit (aus der Atmosphäre oder von außen zugeführt) leicht unter Bildung von Silanolgruppen Si-OH hydrolysiert, die miteinander unter Bildung von -Si-O-Si-Bindungen kondensieren, wie es zum Beispiel in WO 92/05226 offenbart ist, die den US-Patenten Nr. 5,227,442, 5,296,561 und 5,397; 648 entspricht.
Die Silylgruppen sind kovalent an eines oder mehrere der Harze gebunden, die den Heißschmelzkleber bilden. Dies kann durch Pfropfreaktionen, die an einem vorgeformten Polymer durchgeführt werden, oder durch Copolymerisation mit geeigneten silanfunktionellen Monomeren erreicht werden. Beide Ansätze sind in der Literatur vollständig dokumentiert, zum Beispiel in GB 2237022 und WO 92/05226 (das den US-Patenten Nr. 5,227,442, 5,296,561 und 5,397,648 entspricht). In den resultierenden Polymeren sind Silylgruppen an etwa 0,1 bis 20,0 Mol-%, normalerweise etwa 0,3 bis 5,0 Mol-%, der Repetiereinheiten gebunden. Die übrigen Repetiereinheiten können von einer Vielzahl von Monomeren abgeleitet sein, wie α-Olefinen, Acrylaten und anderen Vinylverbindungen, wie es im Stand der Technik beschrieben ist.
Der Heißschmelzkleber kann noch zusätzliche Harze, insbesondere klebrigmachende Harze, umfassen, um die physikalischen Eigenschaften, wie Schmelzviskosität, einzustellen. Der Kleber kann auch einen Katalysator für die Härtungsreaktion umfassen, wobei der bevorzugte Katalysator eine zinnorganische Verbindung oder ein Titanat ist, wie Dibutylzinndilaurat oder Tetrabutyltitanat. Typische Katalysatorbeladungen liegen im Bereich von 0,1 bis 2,5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Feststoffe. In Ausführungsformen der Erfindung, die eine wäßrige Leimbeschichtung umfassen, kann ein Katalysator unnötig sein. Heißschmelzkleber, die einen Härtungskatalysator enthalten, können gegebenenfalls in zweiteiliger Form verwendet werden, wobei der Katalysator und das silanfunktionelle Harz getrennt zugeführt und unmittelbar vor dem Auftragen oder während des Beschichtungsvorgangs, z. B. durch Extrusion durch benachbarte Düsen, miteinander gemischt werden.
Ein kommerziell erhältlicher Heißschmelzkleber, der für die Verwendung in der Erfindung geeignet ist, wurde von Swift Adhesives Ltd., Twickenham, United Kingdom, unter der Handelsbezeichnung "X200/9" geliefert. Ein Verfahren zur Herstellung dieses Klebstoffs sieht vermutlich wie folgt aus: Kombinieren eines silangepfropften Copolymers in einer Menge von etwa 15 Gewichtsteilen, eines verträglichen klebrigmachenden Harzes aus einem hydrierten alicyclischen Kohlenwasserstoff mit festem Mittelblock, das von der Exxon Chemical Company, Houston, TX, unter der Handelsbezeichnung "Escorez 5380" erhältlich ist, in einer Menge von etwa 40 Gewichtsteilen, eines verträglichen Weichmachers aus Polybuten mit flüssigem Mittelblock, der von BP Chemicals, Cleveland, OH, unter der Handelsbezeichnung "Hyvis 30" erhältlich ist, in einer Menge von etwa 45 Gewichtsteilen, einer Katalysator-Mastercharge (1 Gew.-% Dibutylzinndilaurat in Ethylen-Vinylacetat) in einer Menge von etwa 1,7 Gewichtsteilen und eines Antioxidans, das von Ciba Geigy, Ardsley, NY, unter der Handelsbezeichnung "Irganox 1010" erhältlich ist, in einer Menge von etwa 1 Gewichtsteil.
Das silangepfropfte Copolymer (d. h. ein silangepfropftes Styrol-ABA-Blockcopolymer) kann wie folgt hergestellt werden: 100 Gewichtsteile eines Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol-Blockcopolymers, das von der Shell Chemical Company, Houston, TX, unter der Handelsbezeichnung "Kraton G1652" erhältlich ist, können mit zwei Gewichtsteilen Vinyltrimethoxysilan umgesetzt werden, wobei man 0,17 Gewichtsteile Dicumylperoxid als Radikalstarter und 0,5 Gewichtsteile eines Antioxidans, das von Monsanto unter der Handelsbezeichnung "Flectol H" erhältlich ist, verwendet. Die Reaktion kann in einem PR46 Buss Ko- Kneader durchgeführt werden, wobei die Heizeinheiten auf 200ºC/240ºC/160ºC eingestellt sind und die Düsenheizung auf Nummer 7 eingestellt ist. Das erzeugte Material kann mit einer Ausstoßgeschwindigkeit von 5,2 kg pro Stunde stirnseitig geschnitten und luftgekühlt werden.
Die Zusammensetzung kann vor der Zugabe des Katalysators homogenisiert werden: Dann kann der Katalysator eingemischt werden, und die Zusammensetzung kann in einen Behälter für einen Heißschmelzkleber-Applikator gefüllt werden. Ein Silicagel- Kissen kann in den gefüllten Behälter gelegt werden, bevor er verschlossen wird. Diese Herstellung erfolgt im wesentlichen so, wie es in Beispiel 3 von GB 2237022 beschrieben ist.
Der bei einer gegebenen Anwendung verwendete Heißschmelzkleber wird gemäß den besonderen Anforderungen ausgewählt. Als allgemeine Richtlinie läßt sich sagen, daß Heißschmelzkleber mit Viskositäten im Bereich von 3000 bis 12 000 mPa · s (Brookfield) bei 120ºC geeignet sind, aber unter bestimmten Umständen können auch solche mit höheren oder niedrigeren Werten geeignet sein. Zum Beispiel wird normalerweise ein weniger viskoser Klebstoff erforderlich sein, wenn eine niedrigere Beschichtungstemperatur verwendet werden soll, und ein viskoserer Klebstoff kann geeignet sein, wenn eine höhere Beschichtungstemperatur toleriert werden kann.
Die Beschichtung für die erste Bindemittelschicht wird im allgemeinen aufgetragen, indem man den Heißschmelzkleber auf eine Temperatur erhitzt, bei der die Viskosität zum Beschichten geeignet ist, und das geschmolzene Material durch eine Extrusionsdüse oder im Falle einer zweiteiligen Zusammensetzung gegebenenfalls zwei benachbarte Düsen auf das. Substrat aufträgt. Die Beschichtungstemperaturen hängen von dem besonderen Klebstoff ab, liegen jedoch im allgemeinen im Bereich von 50 bis 200ºC, gewöhnlich im Bereich von 120ºC bis 160ºC. Das Beschichtungsgewicht hängt von der Oberfläche des Substrats, der Anwesenheit oder Abwesenheit eines Vorleims und der Größe der Schleifteilchen ab. Die Beschichtungsgewichte liegen im allgemeinen im Bereich von 1 bis 250 g/m², wobei die untere Grenze des Bereichs für glatte Substrate, z. B. Papier, und für die Verwendung von Schleifteilchen mit feiner Körnung gilt.
Heißschmelzleim- und Vorleimbeschichtung können in ähnlicher Weise wie die erste Bindemittelschicht aufgetragen werden.
Die Schleifteilchen werden im allgemeinen unmittelbar nach dem Auftragen des Klebers auf das beschichtete Substrat aufgetragen, z. B. indem man das Substrat durch einen Vorhang von Schleifteilchen führt, oder durch elektrostatisches Beschichten. Vorzugsweise werden die Schleifteilchen vor dem Auftragen erhitzt, z. B. auf 30 bis 150ºC, gewöhnlich etwa 50ºC.
Schleifteilchen können im Einzelfall aus denjenigen ausgewählt werden, die auf dem Gebiet der Schleifmittel gewöhnlich verwendet werden, doch können die Schleifteilchen (Größe und Zusammensetzung) im Hinblick auf die Anwendung des Schleifartikels gewählt werden. Bei der Wahl eines geeigneten Schleifteilchens können Merkmale wie Härte, Verträglichkeit mit dem beabsichtigten Werkstück, Teilchengröße, Reaktivität mit dem Werkstück sowie Wärmeleitfähigkeit berücksichtigt werden.
Die für die Erfindung geeignete Zusammensetzung von Schleifteilchen kann in zwei Klassen eingeteilt werden: natürliche Schleifmittel und künstliche Schleifmittel. Beispiele für natürliche Schleifmittel sind Diamant, Korund, Schmirgel, Granat, Mahlstein, Chert, Quarz, Sandstein, Chalzedon, Feuerstein, Quarzit, Kieselerde, Feldspat, Bimsstein und Talk. Beispiele für künstliche Schleifmittel sind Borcarbid, kubisches Bornitrid, Flußtonerde, keramisches Aluminiumoxid, hitzebehandeltes Aluminiumoxid, Aluminium-Zirconium-Oxid, Glas, Siliciumcarbid, Eisenoxide, Tantalcarbid, Ceroxid, Zinnoxid, Titancarbid, synthetischer Diamant, Mangandioxid, Zirconiumoxid und Siliciumnitrid.
Für die Erfindung geeignete Schleifteilchen haben typischerweise und vorzugsweise eine Teilchengröße im Bereich von etwa 0,1 um bis etwa 1500 um, noch mehr bevorzugt im Bereich von etwa 0,1 um bis etwa 1300 um. Die Schleifteilchen haben vorzugsweise eine mittlere Teilchengröße im Bereich von etwa 0,1 um bis etwa 700 um, noch mehr bevorzugt im Bereich von etwa 1 um bis etwa 150 um, besonders bevorzugt von etwa 1 bis 80 um. Vorzugsweise haben die in der Erfindung verwendeten Schleifteilchen eine Mohssche Härte von wenigstens 8, noch mehr bevorzugt etwa 9; für spezielle Anwendungen können jedoch auch weichere Teilchen verwendet werden.
Der Ausdruck "Schleifteilchen" umfaßt auch Agglomerate aus einzelnen Schleifteilchen. Ein Schleifteilchenagglomerat entsteht, wenn mehrere Schleifteilchen mit einem Bindemittel unter Bildung eines größeren Schleifteilchens miteinander verbunden werden, das eine spezielle Teilchenstruktur haben kann. Die mehreren Teilchen, die das Schleifteilchenagglomerat bilden, können mehr als einen Typ von Schleifteilchen umfassen, und das verwendete Bindemittel kann das gleiche wie die zum Binden des Agglomerats an einen Träger verwendeten Bindemittel oder von diesen verschieden sein.
Direkt nach dem Auftragen der Schleifteilchen kann ein Leim aufgetragen werden. Der Leim ist vorzugsweise einer auf Wasserbasis und kann leicht z. B. durch Sprühbeschichtung oder Walzenbeschichtung aufgetragen werden. Das Gewichtsverhältnis von Klebstoff zu Wasser liegt im allgemeinen, im Bereich von 10 : 1 bis 1 : 2, vorzugsweise 1 : 1 bis 2 : 1. Das Beschichtungsgewicht liegt im allgemeinen im Bereich von 1 bis 250 g Feststoffe pro m² und hängt normalerweise von der Körnung der Schleifteilchen ab.
In Abwesenheit von Leim auf Wasserbasis kann das Material mit Wasser besprüht oder in eine feuchte Umgebung gebracht werden, um den Kleber zu härten.
Nach dem Auftragen von Leim oder Wasser wird das Material getrocknet, z. B. durch Ofentrocknung in einem Tunnelofen mit Infrarotheizern. Geeignete Trocknungstemperaturen sind etwa 60ºC, und Trocknungszeiten von etwa 90 Sekunden sind gewöhnlich ausreichend.
Nach der Trocknung läßt man den Schleifartikel vorzugsweise wenigstens 24 Stunden lang stehen, um eine gründliche Härtung zu ermöglichen.
Ein besonders bevorzugtes Produkt gemäß der Erfindung ist ein Schleifschwamm, z. B. ein Schaumstoffstreifen mit einer Dicke im Bereich von 2 bis 15 mm, bei dem auf einer Hauptoberfläche Schleifteilchen aufgetragen sind. Das mit Schleifteilchen beschichtete Substrat kann in Form eines Blattes oder als Bahn auf einer Rolle vorliegen. Der Schwamm kann in situ in einer der Beschichtungsstation vorgeschalteten Vorrichtung gebildet werden. Schaumstoffblöcke, z. B. mit einer Dicke von etwa 25 mm, können ebenfalls gemäß der vorliegenden Erfindung mit Schleifteilchen beschichtet werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das Beschichten einer einzigen Oberfläche beschränkt, und Artikel mit zweisetiger Schleifmittelbeschichtung, die eine unterschiedliche Schleifteilchenkörnung aufweisen können, können leicht hergestellt werden. Eine Beschichtung mit Schleifteilchen auf einigen oder allen Seiten eines Substrats ist ebenfalls möglich.
Die Erfindung wird nun anhand der nachfolgenden Beispiele erläutert.

Beispiel 1

Ein Heißschmelzkleber, der von Swift Adhesives Ltd., Twickenham, United. Kingdom, unter der Handelsbezeichnung "X200/9" kommerziell erhältlich ist, wurde bei etwa 140ºC mit Beschichtungsgewichten von 22, 32 bzw. 48 g/m² durch einen Schlitz auf Papier aufgetragen.
Siliciumcarbidmineral (etwa 90 g/m²), das von Arendal, Eydehavn, Norwegen, unter der Handelsbezeichnung "P220" kommerzi ell erhältlich ist, wurde bei Raumtemperatur durch Auftropfen auf die klebrige, ungehärtete Beschichtung aufgetragen.
Eine Papierprobe wurde durch Auftropfen beschichtet, nachdem man den Kleber 60 Sekunden lang wieder auf 160ºC erhitzt hatte.
Alle Proben zeigten eine ausreichende Haftung des Minerals, um mit Leim weiter zu beschichten.
Ein Harnstoff/Formaldehyd-Leimgemisch auf Wasserbasis, das von Dynochem, Duxford, Cambridgeshire, United Kingdom, unter der Handelsbezeichnung "CBUL" kommerziell erhältlich ist, wurde auf die oben beschriebenen Proben aufgetragen. Das Trocknen/ Härten erfolgte zwei Stunden lang bei 80ºC.
Die Schleifteilchenkörner in der Schleifschicht der resultierenden Produkte fühlten sich scharf an. Ein kurzer Schneidetest wurde wie folgt durchgeführt: Aus einer Probe des beschichteten Schleifartikels wurde ein rechteckiges Blatt von 5,0 cm · 15 cm gebildet und gewogen. Eine trockene Bürste und ein Blatt Papier wurden ebenfalls gewogen. Das Papier war größer als eine Holztafel, die mit einem Acryllack auf Wasserbasis vorbeschichtet war, der von Granyte Surface Coatings PLC, Salford, England, kommerziell erhältlich ist. Der rechteckige beschichtete Schleifartikel wurde um einen Gummiblock von 5 cm · 2,5 cm mit einer Internationalen Gummihärte von etwa 60 Grad gewickelt. In einer manuellen Operation wurde der in der Hand gehaltene Schleifartikel auf dem Gummiblock durch Schieben und Ziehen gegen die Holztafel bewegt, so daß der Acryllack abgeschliffen wurde. Ein Strich war die Bewegung der Hand des Operators in einer geradlinigen Vor- und Zurückbewegung, die bei jeder Bewegung etwa 25 cm ± 5 cm abdeckte. Nach 60 Strichen wurde die Bürste verwendet, um auf der Holztafel vorhandenen Staub auf das Papier zu übertragen. Das Gewicht des entfernten Acryllacks wurde bestimmt, indem man das aufge tragene Schleifmittel, die Bürste und das Papier erneut wog. Bei diesem manuellen Test wurden in 60 Strichen 0,2 g Acryllack entfernt, was die Schleifwirkung eines beschichteten Schleifartikels gemäß der vorliegenden Erfindung belegt.

Beispiel 2

Eine Polyesterfolie wurde durch einen Schlitz bei 140ºC mit einem Heißschmelzkleber beschichtet, der von Swift Adhesives Ltd., Twickenham, United Kingdom, unter der Handelsbezeichnung "X200/9" kommerziell erhältlich war, wobei ein Beschichtungsgewicht von 40 g/m² verwendet wurde.
Siliciumcarbidmineral, das von Arendal, Eydehavn, Norwegen, unter der Handelsbezeichnung "P220" kommerziell erhältlich ist, wurde mit einem Mineralgewicht von 185 g/m² auf die klebrige, ungehärtete Beschichtung aufgetragen. Ein Phenol- Formaldehyd-Harz auf Wasserbasis wurde als Leim darüber aufgetragen. Die Härtung erfolgte fünf Stunden lang bei 115ºC, und das Produkt wurde so bewertet, wie es in Beispiel 1 beschrieben ist, mit ähnlichen Ergebnissen.

Claims

1. Schleifartikel, umfassend ein Substrat mit einer ersten Hauptoberfläche und eine Klebstoffschicht mit darin eingebetteten Schleifteilchen, die auf die erste Hauptoberfläche des Substrats aufgetragen ist, wobei die Klebstoffschicht einen Heißschmelzkleber umfaßt, der ein Polymer umfaßt, das über hydrolysierte oder kondensierte Silylgruppen vernetzt ist.

2. Schleifartikel gemäß Anspruch 1, wobei die Silylgruppen durch

-A-Si(R)3-m(X)m

dargestellt werden, worin

A einen zweiwertigen, organischen Rest darstellt;

X eine austretende Gruppe darstellt, die durch Hydrolyse austauschbar ist,

m 1, 2 oder 3 ist, und

R eine Blocking-Gruppe darstellt, die nicht durch Hydrolyse austauschbar ist.

3. Schleifartikel gemäß Anspruch 2, worin das Polymer Repetiereinheiten umfaßt und die Silylgruppen an 0,1 bis 20,0 Mol-% der Repetiereinheiten gebunden sind.

4. Schleifartikel gemäß Anspruch 1, worin der Heißschmelzkleber zudem einen Katalysator umfaßt.

5. Schleifartikel gemäß Anspruch 1, wobei über die Schleifschicht eine zweite Bindemittelschicht ("size layer") aufgetragen ist.

6. Schleifartikel gemäß Anspruch 5, der weiterhin ein antistatisches Material ("supersize") umfaßt.

7. Verfahren zur Herstellung eines Schleifartikels, umfassend: (a) die Bereitstellung eines Substrats mit einer ersten Hauptoberfläche, (b) das Auftragen einer Klebstoffschicht, die einen bei Feuchtigkeit härtbaren Heißschmelzkleber umfaßt, der ein Polymer mit hydrolysierbaren oder kondensierbaren Silylgruppen umfaßt, auf die erste Hauptoberfläche des Substrats, wobei der Heißschmelzkleber in einem geschmolzenen oder halb-geschmolzenen Zustand vorliegt, (c) das Abscheiden von Schleifteilchen auf der Klebstoffschicht, und (d) das Härten des Heißschmelzklebers.

8. Verfahren gemäß Anspruch 7, wobei die Silylgruppen durch

- A-Si(R)3-m(X)m

dargestellt werden, worin

A einen zweiwertigen, organischen Rest darstellt;

X eine austretende Gruppe darstellt, die durch Hydrolyse austauschbar ist,

m 1, 2 oder 3 ist, und

R eine Blocking-Gruppe darstellt, die nicht durch Hydrolyse austauschbar ist.

9. Verfahren gemäß Anspruch 7, wobei der Klebstoff vor dem Auftragen auf eine Temperatur von 50 bis 250ºC erwärmt wird.

10. Verfahren gemäß Anspruch 7, wobei der Klebstoff in zweiteiliger Form aufgetragen wird, ein Teil, der ein silanfunktionelles Harz umfaßt, und ein zweiter Teil, der einen Katalysator umfaßt.