Titel

Verfahren zur Herstellung eines Schleifartikels sowie Schleifartikel

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Schleifartikels, bei dem eine mit Bindemittel beschichtete Schleifartikelunterlage mit Schleifkörnern bestreut wird.

Stand der Technik

Es sind bereits Verfahren zur Herstellung von Schleifartikeln bekannt, bei denen eine mit Bindemittel beschichtete Schleifartikelunterlage mit einer kornförmigen Substanz, insbesondere mit Schleifkörnern, bestreut wird. Derartige Verfahren sind beispielsweise aus WO 2014/206967 Al bekannt. Bei der Herstellung von konventionellen Schleifmitteln wird dabei auf eine Unterlage ein Bindemittel aufgetragen, auf welches dann mit einem elektrostatischen Streuverfahren Schleifkorn gestreut wird. Das elektrostatische Streuverfahren trägt dabei zu einer gewünschten Ausrichtung der Schleifkörner auf dem Schleifartikel bei.

Offenbarung der Erfindung

Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines Schleifartikels vorgeschlagen, bei dem Schleifkörner auf eine mit Bindemittel beschichtete Schleifartikelunterlage elektrostatisch gestreut werden. Erfindungsgemäß wird das Bindemittel vor dem elektrostatischen Streuen elektrisch leitfähig gemacht. Ein Schleifartikel dient zur schleifenden Bearbeiten eines Werkstücks und weist zumindest eine Schleifartikelunterlage und auf zumindest einer Seite der Schleifartikelunterlage angeordnete Schleifkörner auf. Bei dem Schleifartikel kann es sich insbesondere um einen beschichteten Schleifartikel handeln. Bei einem beschichteten Schleifartikel werden Schleifkörner mittels des Bindemittels (oft auch als Grundbinder bezeichnet) auf der Schleifartikelunterlage fixiert.

Der Schleifartikel umfasst eine, insbesondere flexible, Schleifartikelunterlage mit zumindest einer Schicht. Die Schleifartikelunterlage kann insbesondere Papier, Pappe, Vulkanfiber, Schaumstoff, einen Kunststoff, ein textiles Gebilde, insbesondere ein Gewebe, Gewirke, Gestricke, Geflecht, Vlies, oder eine Kombination dieser Materialien, insbesondere Papier und Gewebe, in einer oder mehreren Schichten, umfassen. Die, insbesondere flexible, Schleifartikelunterlage verleiht dem Schleifartikel hinsichtlich Haftung, Dehnung, Reiss- und Zugfestigkeit, Flexibilität und Stabilität spezifische Eigenschaften.

Der Schleifartikel weist eine zum Schleifen vorgesehene, d.h. abrasive, Oberfläche auf derjenigen Seite des Schleifartikels auf, auf der Schleifkörner mittels des Bindemittels fixiert sind. Die abrasive Oberfläche des Schleifartikels wird während eines Schleifvorgangs über ein zu bearbeitendes Werkstück bewegt, sodass mittels der an der abrasiven Oberfläche angeordneten Schleifkörner eine Schleifwirkung erzeugt wird. Der Schleifartikel kann prinzipiell in unterschiedlichen Konfektionsformen vorliegen, zum Beispiel als Schleifscheibe oder als Schleifband, als Bogen, Rolle, Streifen oder auch als Schleifartikelwarenbahn (z.B. in der Herstellung). Insbesondere kann der Schleifartikel für den Einsatz mit Schleifmaschinen wie Exzenterschleifmaschinen oder auch per Handschliff hergestellt sein. Beispielsweise kann der Schleifartikel als Handschleifbogen, als Schleifband oder als mit Velours kaschierte Schleifscheibe realisiert sein.

Der Schleifartikel weist an zumindest einer Oberfläche der Schleifartikelunterlage Schleifkörner auf. Unter einem Schleifkorn soll ein Element verstanden werden, das eine verformende und/oder abtragende Wirkung auf einen zu bearbeitenden Gegenstand, d.h. auf ein Werkstück, hat. Ein Schleifkorn kann dabei insbesondere aus einem mineralischen und/oder keramischen Material ausgebildet sein, beispielsweise aus Diamant, aus Korund, aus Siliciumcarbid, aus Bornitrid oder dergleichen. In einem Ausführungsbeispiel sind die Schleifkörner durch Alumini- umoxid-Partikel mit einer Partikelgröße zwischen 7 pm und 300 pm realisiert. Insbesondere kann das Schleifkorn jegliche, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende geometrische Ausgestaltung aufweisen. Das Schleifkorn kann ein sogenanntes geformtes Schleifkorn oder ein gebrochenes Schleifkorn sein. Ein Schleifkorn verursacht an dem zu bearbeitenden Gegenstand eine Reibung und Temperaturentwicklung, die eine verformende und/oder abtragende Wirkung auf bzw. in den zu bearbeitenden Gegenstand aufbringt.

Mit dem Bindemittel werden die Schleifkörner, insbesondere in einer gewünschten Stellung und/oder Verteilung, auf der Schleifmittelunterlage zumindest vorfixiert, insbesondere fixiert. Ausgehend vom Stand der Technik sind einem Fachmann geeignete Bindemittel zum Fixieren von Schleifkörnern auf der Schleifartikelunterlage grundsätzlich bekannt. Dabei wird die Schleifartikelunterlage vor Bestreuen mit Schleifkörnern mit dem Bindemittel beschichtet.

Die Schleifkörner werden mittels elektrostatischem Streuen in das noch nicht ausgehärtete Bindemittel eingestreut und derart an der Schleifartikelunterlage angebunden. Unter „elektrostatischem Streuen“ soll insbesondere ein Streu verfahren verstanden werden, bei dem elektrisch polarisierbare Schleifkörner durch ein, insbesondere statisches, elektrisches Feld (ggf. entgegen einer Schwerkraft) auf die mit Bindemittel beschichtete Schleifartikelunterlage beschleunigt werden. Das elektrische Feld weist dabei beispielsweise eine Spannung von 1 kV bis 60 kV auf. Dabei kann vorteilhaft eine gezielte Verteilung, insbesondere eine gezielte Streudichte, der Schleifkörner auf der Schleifartikelunterlage erreicht werden.

In einer Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung eines Schleifartikels wird als Bindemittel ein nicht intrinsisch leitfähiges Bindemittel, insbesondere ein nichtwässriges Bindemittel, verwendet. Unter „nicht intrinsisch leitfähig“ ist dabei zu verstehen, dass das Bindemittel an sich, d.h. ohne weitere - erfindungsgemäße - Aufbereitung, eine geringe oder gar keine Leitfähigkeit besitzt. Insbesondere beträgt eine Leitfähigkeit des Bindemittels weniger als 0,5 pS/m, ganz insbesondere weniger als 0,1 pS/m. Beispielsweise kann es sich bei dem nicht intrinsisch leitfähig Bindemittel um einen Hotmelt- Klebstoff, insbesondere ein Zweikomponenten- Polyurethan-Bindemittel, ein Epoxidharz oder ein UV-härtbares Harz, handeln.

Erfindungsgemäß wird das Bindemittel vor dem elektrostatischen Streuen elektrisch leitfähig gemacht. Unter „elektrische leitfähig machen“ ist zu verstehen, dass das intrinsisch nicht leitfähige Bindemittel derart behandelt wird, dass es fortan leitfähig ist. Unter „leitfähig“ ist insbesondere eine elektrische Leitfähigkeit von mindestens 0,5 pS/m zu verstehen. In einer Ausführungsform des Verfahrens weist das Bindemittel nach dem leitfähig machen eine Leitfähigkeit von mindestens 0,5 pS/m, insbesondere von mindestens 1 pS/m, ganz insbesondere von mindestens 5 pS/m auf. Dabei wird die Leitfähigkeit des Bindemittels insbesondere in auf die Schleifartikelunterlage aufgebrachtem Zustand oder vor dem Aufbringen in flüssigem Zustand (beispielsweise mittels eines Zwei-Elektroden-Leitfähigkeits- messinstruments wie Qcond 2400 der Firma VWR) ermittelt. Insbesondere wird das Bindemittel durch Einbringen und/oder Aufbringen eines nicht zum Bindemittel gehörenden elektrisch leitfähigen Materials leitfähig gemacht. Dabei soll unter einem „elektrisch leitfähigen Material“ insbesondere ein Material verstanden werden, welches elektrischen Ladungstransport in dem Bindemittel ermöglicht. Insbesondere kann der elektrische Ladungstransport mittels Elektronen und/oder mittels Ionen geschehen.

Da im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Unterscheidung zwischen „nicht intrinsisch leitfähig“ und „leitfähig gemacht“ relevant ist, sei angemerkt, dass ein Bindemittel dann als nicht intrinsisch leitfähig angesehen wird, wenn es bei einem elektrostatischen Streu verfahren nicht als Gegenelektrode verwendet werden kann, weil sich kein elektrisches Feld zwischen den Elektroden aufbauen lässt (außer ggf. lokal an der Kontaktierungsstelle), das zu einer Streuung der Schleifkörner nutzbar ist. Hingegen wird das Bindemittel als leitfähig angesehen, wenn es eine derart hohe (intrinsische oder erfindungsgemäß bewirkte) Leitfähigkeit aufweist, dass es bei einem elektrostatischen Streu verfahren als Gegenelektrode verwendet werden kann. Beispielsweise weist destilliertes Wasser (je nach Reinheit) eine Leitfähigkeit von ca. 15-25 pS/m auf. Ein nicht intrinsisch leitfähiger Zweikomponenten-Po- lyurethan-Bindemittel liegt dabei in der Leitfähigkeit deutlich geringer bei weniger als 0,1 pS/m. Dieses Bindemittel wird als nicht intrinsisch leitfähig angesehen. Das Hinzufügen von 5 Gew.% Ruß bewirkt einen Anstieg der Leitfähigkeit auf eine Größenordnung von 5 pS/m. Das Hinzufügen von 1 Gew.-% einer ionischen Flüssigkeit hingegen bewirkt einen Anstieg der Leitfähigkeit auf eine Größenordnung von 0,6 pS/m, das Hinzufügen von 2 Gew.-% einen Anstieg auf eine Größenordnung von 1,2 pS/m. Das derart modifizierte Zweikomponenten-Polyurethan-Bindemittel wird als leitfähig gemacht angesehen. Ein klassisches, leitfähiges Bindemittel - wie in Wasser gelöstes Phenolharz - weist hingegen eine intrinsische Leitfähigkeit in der Größenordnung von ca. 100 pS/m auf, die folglich ca. einen Faktor 1000 größer ist als die Leitfähigkeit des nicht intrinsisch leitfähigen Bindemittels. Die Werte werden dabei insbesondere mittels eines Zwei-Elektroden-Leitfähigkeits- messinstruments wie Qcond 2400 der Firma VWR oder dergleichen ermittelt.

In einer Ausführungsform des Verfahrens wird das Bindemittel zum leitfähig machen mit einem leitfähigen Additiv, insbesondere Ruß und/oder Kohlefasern und/oder einer leitfähigen organischen Verbindung wie einer ionischen Flüssigkeit, versetzt, insbesondere vermischt oder vermengt. Auf diese Weise kann eine besonders einfache Vorgehensweise zum leitfähig machen angegeben werden. Unter einer „leitfähigen organischen Verbindung“ soll insbesondere eine chemische Substanz und/oder eine Kombination einer Mehrzahl von chemischen Substanzen verstanden werden, welche auf dem Element Kohlenstoff basieren und neben Kohlenstoff zumindest Wasserstoff, Sauerstoff und/oder Stickstoff aufweisen. Insbesondere umfasst eine organische Verbindung zumindest ein organisches Salz. Insbesondere kann die organische Verbindung als zumindest eine ionische Flüssigkeit und/oder ein leitfähiges Polymer ausgebildet sein. Insbesondere weisen ionische Flüssigkeiten eine gute elektrische Leitfähigkeit, insbesondere lonenleitfä- higkeit auf, wodurch vorteilhaft eine gute Polarisierbarkeit des leitfähig gemachten Bindemittels, insbesondere bei einem elektrostatischen Streuvorgang, ermöglicht werden kann. Zudem kann unter Verwendung einer ionischen Flüssigkeit vorteilhaft eine von einer Luftfeuchtigkeit unabhängige elektrische Leitfähigkeit, insbe- sondere eine lonenleitfähigkeit, erreicht werden. Insbesondere kann die organische Verbindung, vorzugsweise die ionische Flüssigkeit, einen Imidazol-Ring und/oder ein Imidazolium-Ion, insbesondere ein Imidazoliumkation, umfassen. Insbesondere kann die ionische Flüssigkeit l-Butyl-3-methylimidazoliumtetrafluoro- borat umfassen. Unter einem „leitfähigen Polymer“ soll ein Kunststoff verstanden werden, welcher eine elektrische Leitfähigkeit aufweist, die insbesondere vergleichbar ist mit einer elektrischen Leitfähigkeit eines Metalls. Das intrinsisch leitfähige Polymer kann beispielsweise Poly(3,4-ethylenedioxythiophen) Polysty- rolsulfonat (PEDOT:PSS) umfassen.

In einem Ausführungsbeispiel ist denkbar, das Bindemittel mit Ruß anzureichern. Um eine gute Leitfähigkeit zu erhalten, muss die Rußkonzentration in der Beschichtung hoch genug sein, um einen kontinuierlichen Leitpfad durch die Beschichtung zu gewährleisten. Da die Leitfähigkeit von Ruß isotrop ist und nicht von der Aneinanderreihung des Rußes entlang einer bestimmten Richtung abhängt, ist eine notwendige Schwellenkonzentration von Ruß zur Bewirkung der Leitfähigkeit vergleichsweise gering. Vorzugsweise wird das Bindemittel mit mindestens 1 Gew.-% Ruß, insbesondere mit mindestens 2,5 Gew.-% Ruß, ganz insbesondere mit mindestens 5 Gew.-% Ruß, angereichert. Derart liegt der Ruß in einer Konzentration vor, die ausreicht, um das Bindemittel, das ihn einschließt, mit einer Leitfähigkeit von 0,5 bis 6 pS/m zu modifizieren.

Es sei angemerkt, dass derart das Bindemittel über dessen gesamtes Volumen leitfähig gemacht werden kann. Dabei wird vorteilhaft kein leitfähiges Additiv auf die Oberfläche des auf der Schleifartikelunterlage aufgebrachten Bindemittels aufgebracht, das einer Einbettung und/oder Anbindung der Schleifkörner nachteilig entgegenstehen könnte.

In einer alternativen oder zusätzlichen Ausführungsform des Verfahrens wird das Bindemittel zum leitfähig machen mit einem leitfähigen Film, insbesondere einer Rußschicht und/oder einem Film aus einer leitfähigen organischen Verbindung, beschichtet. Auf diese Weise kann eine besonders einfache Vorgehensweise zum leitfähig machen angegeben werden. Beispielsweise ist denkbar, das Bindemittel vor dem Verfahrensschritt des elektrostatischen Streuens mit einer dünnen Schicht ionischer Flüssigkeit zu besprühen. Es sei angemerkt, dass derart das Bindemittel über dessen Oberfläche, die es auf der Schleifartikelunterlage ausbildet, leitfähig gemacht werden kann - ohne eine Veränderung der Eigenschaften im Volumen des Bindemittels. Insbesondere kann derart erreicht werden, dass die vernetzenden Eigenschaften des Bindemittels im Volumenbereich nicht nachteilig durch das Additiv beeinflusst werden. Weiterhin wird vorgeschlagen, dass eine maximale Schichtdicke des leitfähigen Films kleiner als 30 pm, insbesondere kleiner als 1 pm, ganz insbesondere kleiner als 100 nm ist. Dadurch kann vorteilhaft ein Verbrauch und/oder ein Bedarf an Beschichtungsmaterial geringgehalten werden. Außerdem kann durch eine geringe Schichtdicke eine Oberflächenänderung des unbeschichteten Bindemittels geringgehalten werden. Zudem ermöglicht eine geringe Schichtdicke vorteilhaft ein erleichtertes und/oder rasches Abdiffundieren des leitfähigen Films nach dem Streuvorgang in die Luft.

In einer Ausführungsform des Verfahrens wird das Bindemittel während des elektrostatischen Streuens als Hochspannungselektrode, insbesondere als Gegenelektrode, betrieben.

Gemäß erfindungsgemäßem Verfahren lassen sich Nachteile des Standes der Technik überwinden. Bei der elektrostatischen Bestreuung von Schleifartikeln, bei denen nicht-wässrige Bindemittel zum Einsatz kommen, beispielsweise Hotmelt- Klebstoffe oder wasserfreie PU-Harze, ist eine intrinsische elektrische Leitfähigkeit der Bindemittel oftmals nicht oder nur ungenügend gering ausgeprägt (typischerweise im Bereich von < 0,1 pS/m). Um dennoch eine elektrostatische Streuung durchführen zu können, wird gemäß Stand der Technik eine Gegenelektrode eingesetzt, die - von der ersten Elektrode aus gesehen - hinter der zu bestreuenden Schleifartikelunterlage angeordnet ist. Diese Gegenelektrode führt dazu, dass die Schleifkörner in Richtung der Gegenelektrode auf die Schleifartikelunterlage beschleunigt werden. Dabei bewirkt die elektrostatische Streuung, das die Schleifkörner nicht notwendigerweise orthogonal zur Oberfläche der Schleifartikelunterlage ausgerichtet werden, sondern stets orthogonal zur Gegenelektrode, auf die sie sich zubewegen. Dies ist insbesondere bei nicht planen Oberflächenstrukturen der Schleifartikelunterlage der Fall, beispielsweise bei einem mit Bindemittel be- schichteten Schaumstoff, einem mit Bindemittel beschichteten Netz oder dergleichen. Die erfindungsgemäß in und/oder auf das Bindemittel ein- bzw. aufgebrachte intrinsische Leitfähigkeit erlaubt es nun, diese Nachteile des Stands der Technik zu überwinden. Da die elektrischen Feldlinien nunmehr - statt von einer Gegenelektrode hinter der Schleifartikelunterlage - von den zu beschichtenden Oberflächenstrukturen wie Fasern, Schaumstoffporen oder dergleichen ausgehen, werden die Schleifkörner vermehrt orthogonal zur Oberfläche bzw. zur Oberflächenstruktur der zu beschichtenden Schleifartikelunterlage ausgerichtet. Beispielsweise lassen sich bei gekrümmten Oberflächenstrukturen (wie sie bei einem Netz in Form der Fasern vorkommen) diese Oberflächenstrukturen mit orthogonal zur Oberfläche abstehendem Schleifkorn bestreuen. Eine derartige Ausrichtung von Schleifkörnern ist dabei insbesondere bei Schleifartikeln mit nicht-planen, flexiblen Unterlagen, wie beispielsweise Gewirken, vorteilhaft, weil dann auch bei einer Deformation der Oberfläche des Schleifartikels während eines Schleifvorgangs weiterhin Schleifkorn orthogonal zum Werkstück steht, anstatt diesem auszuweichen. Besonders eine Bestreuung von Kanten oder Ecken mit engen Krümmungsradien - beispielsweise bei Schaumblöcken oder gewirkten Netzen - ist eine Ausrichtung des Schleifkorns orthogonal zur Oberfläche mit klassischen Verfahren (wie oben beschrieben oder auch mit mechanischen Streu verfahren) nicht möglich. Die vorgeschlagene Erfindung erlaubt nunmehr die Herstellung derartiger Schleifartikel. Ferner lassen sich eine Abtragsleistung und eine Standzeit des Schleifartikels durch das erfindungsgemäße Verfahren verbessern. Ferner lässt sich auf eine gesonderte Gegenelektrode verzichten.

In einer Ausführungsform des Verfahrens wird das Bindemittel während des elektrostatischen Streuens geerdet. Obgleich das vorgeschlagene Verfahren grundsätzlich mit beliebiger Polarität (d.h. Kornbett und Bindemittel je positiv oder negativ) denkbar ist, hat es sich insbesondere bei Herstellung einer Schleifartikelwarenbahn als vorteilhaft herausgestellt, wenn am Bindemittel Erdpotential anliegt. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass die Ladung nicht über geerdete, nichtisolierte Anlagenteile der Fertigungsanlage abgeleitet wird. Alternativ ist denkbar, das Bindemittel während des elektrostatischen Streuens mit Hochspannung zu beaufschlagen. Diese Variante eignet sich insbesondere für verhältnismäßig kleine, einzeln zu bestreuende Schleifartikelunterlagen wie Blütenschleifartikel oder dergleichen.

Es wird vorgeschlagen, das erfindungsgemäße Verfahren in einer Ausführungsform als ein Rolle-zu-Rolle-Verfahren zu realisieren, wobei die Schleifartikelunterlage in Form einer Schleifartikelunterlagen-Warenbahnrolle bereitgestellt und verwendet wird, insbesondere abgerollt, bestreut und anschließend auf einer Schleifartikel-Warenbahnrolle wieder aufgerollt wird. Insbesondere wird auf diese Weise ein Schleifartikel in Form einer Schleifartikel-Warenbahn hergestellt. Eine Warenbahn bezeichnet dabei eine in eine Vorzugsrichtung ausgedehnte Ausführungsform der Schleifartikelunterlage, die typischerweise auf einer Rolle aufgerollt ist bzw. wird.

Die elektrische Anbindung des Bindemittels zur Realisierung der Hochspannungselektrode, insbesondere in einer Realisierung des Verfahrens als Rolle-zu-Rolle- Verfahren, kann durch Herstellen eines elektrischen Kontakts erfolgen, beispielsweise mittels einer elektrisch leitfähigen Kohlefaserbürste. Alternativ oder zusätzlich kann die elektrische Anbindung des Bindemittels auch mittels einer Korona- Entladung erreicht werden, die zwischen dem Bindemittel und einer in unmittelbarem Abstand zum Bindemittel berührungslos zum Bindemittel angeordneten Elektrode bewirkt wird, wobei das Bindemittel (annähernd) geerdet wird bzw. auf Hochspannung gebracht wird. Das Bindemittel hat aufgrund der elektrischen Leitfähigkeit und den geringen Stromstärken innerhalb des Bindemittels nahezu überall (zumindest in dem Bereich, in dem die Streuung erfolgt) ein einheitliches Potential, auch wenn das Bindemittel nur an einer oder wenigen Stellen elektrisch (kontaktbehaftet oder kontaktlos) an die Spannungsquelle angeschlossen ist.

Ferner wird ein Schleifartikel, insbesondere Schleifartikel-Warenbahn, vorgeschlagen, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist. Der Schleifartikel weist auf der Schleifartikelunterlage aufgebrachte Schleifkörner auf. Schleifkörner sind aus dem Stand der Technik bekannt. Die Schleifkörner werden mit Hilfe des Bindemittels direkt auf die Schleifartikelunterlage angebunden. Der Schleifartikel weist eine zum Schleifen vorgesehene, d.h. abrasive, Oberfläche auf, insbesondere auf derjenigen Seite des Schleifartikels, auf der die Schleifkörner fixiert sind. Die abrasive Oberfläche des Schleifartikels wird während eines Schleifprozesses über ein zu bearbeitendes Werkstück bewegt, sodass mittels der an der abrasiven Oberfläche angeordneten Schleifkörner eine Schleifwirkung erzeugt wird. Der Schleifartikel kann prinzipiell in unterschiedlichen Konfektionsformen vorliegen, zum Beispiel als Schleifscheibe oder als Schleifband, als Bogen, Rolle, Streifen oder auch als Schleifartikelwarenbahn (z.B. in der Herstellung).

In einer Ausführungsform des Schleifartikels ist dieser als ein Schaumschleifartikel mit einer Schleifartikelunterlage aus Schaumstoff realisiert. Der Schaumschleifartikel, insbesondere der dem Schaumschleifartikel die wesentliche Gestalt verleihende Grundkörper, kann prinzipiell in unterschiedlichen Formen vorliegen, zum Beispiel als Block, als Scheibe, als Rolle, als Band, als Streifen oder dergleichen. Ferner kann der Schaumschleifartikel auch für den Einsatz mit Schleifmaschinen wie beispielsweise Exzenterschleifmaschinen hergestellt sein. Der Grundkörper des Schaumschleifartikels umfasst zumindest einen Schaumstoff. Insbesondere kann der Schaumstoff porös und/oder luftdurchlässig sein. Ferner kann der Schaumstoff als ein geschlossenzelliger, ein offenzelliger oder ein gemischtzelliger Schaumstoff ausgebildet sein. Insbesondere ist der Schaumstoff flexibel und insbesondere elastisch verformbar. Der Grundkörper aus Schaumstoff verleiht dem Schaumschleifartikel seine wesentliche Gestalt und hinsichtlich Flexibilität und Stabilität, insbesondere hinsichtlich Elastizität, Dehnbarkeit, Stauchbarkeit, Scherbarkeit, Reiss- und Zugfestigkeit, spezifische Eigenschaften. In einem Ausführungsbeispiel des Schaumschleifartikels kann der Grundkörper aus einem Polyurethan-Schaumstoff realisiert sein, insbesondere aus diesem bestehen. Alternativ kann der Grundkörper prinzipiell auch aus Ethylen-Vinylacetat-Copolymer (EVA), Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (Nitrilkautschuk, AB oder NBR), Polystyren (PS), Polyurethan (PE) oder dergleichen realisiert sein.

In einer Ausführungsform des Schleifartikels ist dieser als ein Netzschleifartikel mit einer Schleifartikelunterlage aus einem Trägernetz, insbesondere einem textilen Gebilde, realisiert. Unter dem Trägernetz wird eine im Wesentlichen flächige Struktur verstanden, welche eine Vielzahl von Stegen und Knotenpunkten aufweist, an welchen die Stege miteinander verbunden sind. Die Stege definieren Öffnungen, welche unmittelbar bei der Herstellung der flächigen Struktur gebildet werden. Beispielsweise kann ein Trägernetz direkt einstückig extrudiert werden oder aus faden- oder streifenförmigen Strängen etwa durch Wirken, Weben, Flechten, Stricken, Häkeln, Nähen, Sticken, Klöppeln oder Knüpfen zu einer flächigen Struktur verbunden werden. Alternativ könnte ein Trägernetz auch etwa mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellt werden. Die Öffnungen entstehen unmittelbar bei der Herstellung des Flächengebildes. In einer Ausführungsform weist das Trägernetz Öffnungen auf, deren Dichte im Bereich von 5 bis 500 Öffnungen pro cm ² , insbesondere im Bereich von 30 bis 350 Öffnungen pro cm ² , ganz insbesondere im Bereich von 60 bis 200 Öffnungen pro cm ² liegt. Diese Eigenschaft hebt ein Trägernetz von Strukturen ab, bei denen eine vollflächige Struktur nachträglich etwa perforiert oder geschlitzt wird. Ein Trägernetz enthält in einer Ausführungsform Kunststoff, insbesondere Polyamid, Polyester, Polyolefine, Kunststoff mit Styrol-Komponenten oder Mischungen davon, ganz insbesondere Polyamid, Polyester, oder Mischungen davon. In einem Ausführungsbeispiel besteht das Trägernetz aus Nylon. Die Schleifkörner werden auf den Stegen und/oder den Knotenpunkten des Trägernetzes mittels des Bindemittels angebunden. Die mit Schleifkorn beschichtete Oberfläche stellt dabei typischerweise eine im Wesentlichen ebene Fläche dar, die jedoch eine durch die Öffnungen und Rundungen der Stege gebildete Oberflächenstruktur aufweist.

Ferner sind prinzipiell auch alternative, nicht beschichtete Schleifartikel denkbar, wie zum Beispiel gebundene Schleifartikel. Bei gebundenen Schleifartikeln handelt es sich insbesondere um typischerweise kunstharzgebundene Trenn- und Schruppscheiben, die dem Fachmann geläufig sind. Für kunstharzgebundene Trenn- und Schruppscheiben wird aus Schleifmineralien sowie Füllstoffen, Pulverharz und Flüssigharz eine Masse gemischt, die dann zu Trenn- und Schruppscheiben in verschiedenen Stärken und Durchmessern gepresst werden. Insbesondere umfassen die Trenn- und Schruppscheiben auch Gewebelagen aus Glasfaser. Eine Aushärtung der Masse erfolgt typischerweise bei ca. 180 °C. In Kombination mit erfindungsgemäßem Verfahren können auch bei derartigen Schleifartikeln erfindungsgemäße Vorteile erzielt werden. Insbesondere ist auch denkbar, bereits gefertige gebundene Schleifartikel nachträglich nach erfindungsgemäßem Verfahren mit weiteren Schleifkörnern zu bestreuen (beispielsweise an einem Randbereich).

Ferner sind auch Schleifartikel mit voluminösen, insbesondere rotationssymmetrischen, Körpern als Schleifartikelunterlagen denkbar, die durch das erfindungsgemäße Verfahren mit Schleifkörnern bestreubar werden. Derartige voluminöse Körper können beispielsweise kugel-, halbkugel-, Zylinder-, kegelförmige oder anderweitige geometrische, insbesondere rotationssymmetrische, Gestalt aufweisen und an ihrer Oberfläche mit Schleifkörnern elektrostatisch bestreut werden. So lassen sich beispielsweise kugelförmige Schleifartikel herstellen, die an deren Oberfläche durch elektrostatisches Streuen senkrecht zur Oberfläche ausgerichtete Schleifkörner aufweisen.

Es sei erwähnt, dass der mit Schleifkörnern bestreute Schleifartikel zusätzlich mit einem Deckbinder beschichtet werden kann, der insbesondere schichtweise über die mittels des Bindemittels auf der Schleifmittelunterlage fixierten Schleifkörner aufgebracht wird. Dabei verbindet der Deckbinder die Schleifkörner fest untereinander und fest mit der Schleifmittelunterlage. Dem Fachmann sind geeignete Deckbinder aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt.

Zeichnungen

Die Erfindung ist anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Gleiche Bezugszeichen in den Figuren bezeichnen gleiche Elemente.

Es zeigen:

Figur 1 ein Verfahrensdiagramm zur Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Schleifartikels; Figur 2 eine schematische Seitenansicht einer beispielhaften Ausführungsform einer Streumaschine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Figur 3 eine schematische Schnittdarstellung eines Schleifartikels während der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Figur 4a, b den technischen Effekt der Erfindung (b) gegenüber aus dem

Stand der Technik bekannten Verfahren (a).

In Figur 1 ist ein Verfahrensdiagramm zur Darstellung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens 100 zur Herstellung eines Schleifartikels 10 wiedergegeben (wie er in Figur 3 abgebildet ist). Figur 2 zeigt einen zur Durchführung des in Figur 1 dargestellten Verfahrens 100 passenden Fertigungsaufbau 50. Figuren 1 und 2 werden im Folgenden gemeinsam erläutert.

In einem ersten Verfahrensschritt 102 wird ein nicht intrinsisch leitfähiges Bindemittel 14 bereitgestellt, hier ein Zweikomponenten-Polyurethan-Bindemittel. In dem in Figur 2 dargestellten Fertigungsaufbau 50 wird dieser Verfahrensschritt nicht gesondert dargestellt.

In Verfahrensschritt 104 wird das Bindemittel 14 durch Vermengen mit 5 Gew.-% Ruß leitfähig gemacht. Dazu wird der Ruß zunächst dispergiert und anschließend mit dem Bindemittel 14 verrührt. Dabei wird eine Leitfähigkeit des Bindemittels 14 von 6 pS/m erzielt.

In Verfahrensschritt 106 wird die Schleifartikelunterlage 16 bereitgestellt. In dem in Figur 2 dargestellten Rolle-zu-Rolle-Verfahren wird dies durch Abwickeln und Einfädeln einer Papierwarenbahn 52 in den Fertigungsaufbau 50 realisiert, sodass die Papierwarenbahn 52 über die Transportrollen 54 gegen den Uhrzeigersinn in Pfeilrichtung und somit in Erstreckungsrichtung der Papierwarenbahn 52 transportiert wird. In der Figur 2 nicht dargestellt ist ein Rollenträger zum kontinuierlichen Abrollen des Eingangsmaterials, d.h. der Papierwarenbahn 52. Der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Schleifartikel 10, d.h. die bestreute Papierwarenbahn 52, wird auf ebenfalls auf in der Figur 2 nicht dargestellten Rollenträgern aufgerollt. ln Verfahrensschritt 108 wird die Schleifartikelunterlage 16 mit dem zuvor angefertigten, d.h. leitfähig gemachten Bindemittel 14 beschichtet. Das Bindemittel 14 wird dabei mittels eines Rakels 56 auf die Papierwarenbahn 52 als Schleifartikelunterlage 16 aufgetragen.

In Verfahrensschritt 110 wird das auf die Schleifartikelunterlage 16 aufgebrachte Bindemittel 14 mittels einer feinen leitfähigen Bürste 58 kontaktiert und auf diese Weise zur Nutzung als erste Hochspannungselektrode 60 eingerichtet. Dabei wird das elektrische Potential des Bindemittels 14 mittels der Bürste 58 geerdet.

In Verfahrensschritt 112 wird die Schleifartikelunterlage 16 elektrostatisch mit Schleifkörnern 12 bestreut, indem ein elektrisches Feld 62 zwischen der Hochspannungselektrode 62 (Erdung) und einer weiteren Hochspannungselektrode 64 erzeugt wird. Dabei wird an die weitere Hochspannungselektrode 64 ein Potential von ca. U = 40 kV gegenüber der Erdung angelegt - hier dargestellt durch die Spannungsquelle 66. Die weitere Hochspannungselektrode 64 ist dabei durch eine schiefe Ebene 68 realisiert, auf der die zu streuenden Schleifkörner 12 gravimetrisch herabrieseln (bereitgestellt durch ein Reservoir 70), indem sie aufgrund der Gravitation auf der schiefen Ebene 68 rutschen. Indem die schiefen Ebene 68 aus Metall als weitere Hochspannungselektrode 64 betrieben wird, laden sich die Schleifkörner 12 bei ihrer Bewegung über die schiefe Ebene 68 elektrostatisch auf. Die elektrostatische Aufladung bewirkt, dass sich die Schleifkörner 12 voneinander abstoßen und sich so gleichmäßig beabstandet über die schiefe Ebene 68 verteilen, insbesondere in Richtung ihrer Rutschbewegung als auch in lateraler Richtung (d.h. in Richtung in die Bildebene hinein). Sind die Schleifkörner 12 am Ende der schiefen Ebene 68 angelangt, werden sie elektrostatisch auf die Schleifartikelun- terlagen-Warenbahn, d.h. hier die Papierwarenbahn 52, gestreut, die an der schiefen Ebene 32 entlang bewegt wird. Die schiefe Ebene 68 dient dabei als Kornbett für die Schleifkörner 12. Beim Springen der Schleifkörner 12 auf die Gegenelektrode, hier Hochspannungselektrode 60 in Form des Bindemittels 14, richten sich die Schleifkörner 12 im elektrischen Feld 62 ferner aus. Auf dem Bindemittel 14 angelangt werden die Schleifkörner 12 durch das Bindemittel 14 auf der Schleifartikelunterlage 16 angebunden und somit auf dem Schleifartikel 10 fixiert. In Verfahrensschritt 114 wird die mit dem Bindemittel 14 beschichtete und mit den Schleifkörnern 12 bestreute Schleifartikelunterlage 16 unter Verwendung eines Heizofens 72 ausgeheizt. Dabei werden die Schleifkörner 12 fest in dem Bindemittel 14 angebunden. In einem weiteren Verfahrensschritt kann ferner ein Deckbinder 18 auf dem derart hergestellten Schleifartikel 10 aufgebracht werden (vgl. Figur 3).

Figur 3 zeigt einen Ausschnitt aus einer beispielhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schleifartikels 10 mit Schleifkörnern 12 in einer schematischen Schnittdarstellung. Der Schleifartikel 10 ist in der dargestellten Ausführungsform ein beschichteter Schleifartikel 10 mit einer Schleifartikelunterlage 16. Die Schleifartikelunterlage 16 dient als flexible Unterlage für die Schleifkörner 12. Die Schleifkörner 12 sind mittels des Bindemittels 14 auf der Schleifartikelunterlage 16 befestigt. Während der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens (vgl. Figur 1) wird das Bindemittel 14 als Hochspannungselektrode 60 für ein elektrostatisches Streuen der Schleifkörner 12 verwendet. Dies wird hier durch die elektrische Verschaltung 74 in der linken Seite der Figur 3 angedeutet, die ebenfalls (wie in Figur 2) eine Anbindung an eine Spannungsquelle 66 zeigt.

Die Schicht aus Bindemittel 16, hier als Grundbinder realisiert, und Schleifkörnern 12 ist zusätzlich mit einem Deckbinder 18, beispielsweise aus Phenolharz, zusätzlich beschichtet.

Figur 4 zeigt abschließend den Effekt des erfindungsgemäßen Verfahrens (b) gegenüber Verfahren des Stands der Technik (a). In Figur 4a wird eine Schleifartikelunterlage 16 dargestellt, die elektrostatisch mit Schleifkörnern 12 bestreut wird/wurde. Dabei weist die Schleifartartikelunterlage 16 an ihrer Oberfläche kein intrinsisch leitfähiges oder leitfähig gemachtes Bindemittel auf (hier nicht näher dargestellt), sondern lediglich ein nicht leitfähiges Bindemittel. Folglich erfolgt keine Polarisierung an der Oberfläche der Schleifartikelunterlage 16, sodass das elektrische Feld 62 von der weiteren Hochspannungselektrode 64 zur Hochspannungselektrode 60 verläuft, die hier durch je eine Elektrode gebildet sind. Folglich erfolgt eine Ausrichtung der springenden Schleifkörner 12 auch lediglich entlang dieses elektrischen Felds 62, sodass die Schleifkörner 12 auf der Oberfläche des Schleifartikels eine gleichgerichtete Ausrichtung erhalten (hier alle mit der Spitze nach unten).

In Figur 4b wird ebenfalls eine Schleifartikelunterlage 16 dargestellt, die elektro- statisch mit Schleifkörnern 12 bestreut wird/wurde. Dabei weist die Schleifartartikelunterlage 16 an ihrer Oberfläche hingegen ein leitfähig gemachtes Bindemittel 16 auf. Folglich erfolgt eine Polarisierung an der Oberfläche der Schleifartikelunterlage 16, sodass das elektrische Feld 62 von der weiteren Hochspannungselektrode 64 zur Hochspannungselektrode 60 - hier durch das Bindemittel 16 realisiert - verläuft. In diesem Falle richten sich die Schleifkörner 12 orthogonal zur Oberfläche der Schleifartikelunterlage 16 aus (Schleifkörner 12 stehen mit ihren Spitzen jeweils ab). Folglich erfolgt eine Ausrichtung der springenden Schleifkörner 12 orthogonal zur Oberfläche der Schleifartikelunterlage 16.