DE102021116139B4 - Abrasive and method of making the abrasive - Google Patents

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Abstract

Schleifmittel (1) zum Schleifen von Werkstücken, wobei das Schleifmittel (1) aufweist:einen Träger (2),auf den Träger (2) aufgebrachte Schleifkörner (4), undmindestens ein auf den Träger (2) aufgebrachtes Bindemittel (6),wobei das Bindemittel (6) thermisch ausgehärtet ist,wobei mehrere Bindemittelschichten mit Bindemittel (6) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dassin dem Bindemittel (6) Nanopartikel (8) aufgenommen sind,wobei die Nanopartikel (8) ein superparamagnetisches, ferrimagnetisches und/oder ferromagnetisches Material aufweisen, das anregbar ist durch eines oder mehrere der folgenden Maßnahmen:- ein elektrisches Induktions-Wechselfeld,- ein magnetisches Wechselfeld,- Mikrowellenstrahlung,die Nanopartikel (8) in dem Bindemittel (6) durch die Anregung erwärmbar sind, undwobei die mehreren Bindemittelschichten unterschiedliche Konzentrationen von Nanopartikeln (8) und/oder unterschiedlichen Curie-Temperaturen ihrer Nanopartikel (8) aufweisen.Abrasive means (1) for grinding workpieces, the abrasive means (1) having: a carrier (2), abrasive grains (4) applied to the carrier (2), and at least one binder (6) applied to the carrier (2), the binder (6) being thermally cured, a plurality of binder layers with binder (6) being provided, characterized in that the binder (6) contains nanoparticles (8), the nanoparticles (8) having a superparamagnetic, ferrimagnetic and/or or have ferromagnetic material that can be excited by one or more of the following measures: - an alternating electric induction field, - an alternating magnetic field, - microwave radiation, the nanoparticles (8) in the binder (6) can be heated by the excitation, and wherein the several binder layers have different concentrations of nanoparticles (8) and/or different Curie temperatures of their nanoparticles (8).

Description

Die Erfindung betrifft ein Schleifmittel und ein Verfahren zum Herstellen des Schleifmittels.The invention relates to an abrasive and a method for producing the abrasive.

Derartige Schleifmittel werden insbesondere zur Bearbeitung metallischer Werkstücke eingesetzt und sind in unterschiedlichen Körnungen verfügbar. Das Schleifmittel weist im Allgemeinen einen Träger, z. B. eine Trägerscheibe oder ein Trägerband aus einem festen oder flexiblen Material auf, auf dem eine Bindemittelschicht und in der Bindemittelschicht aufgenommene Schleifkörner aufgetragen sind. Die Schleifkörner können aus α-Aluminiumoxid oder auch anderen Materialien ausgebildet sein.Such abrasives are used in particular for processing metal workpieces and are available in different grits. The abrasive generally has a backing, e.g. B. a backing disk or a backing tape of a rigid or flexible material on which are coated a make coat and abrasive grains incorporated in the make coat. The abrasive grains can be made of α-aluminum oxide or other materials.

Die Schleifkörner können zum einen gebrochene Schleifkörner sein; weiterhin sind geformte Schleifkörner bekannt, die einzeln, z. B. durch ein Sol-Gel-Verfahren, geformt, getrocknet und gebrannt werden, und durch ihre gleichmäßige Formgebung bei geeigneter Ausrichtung einen gleichmäßigen Schleifmittel-Eingriff ermöglichen.On the one hand, the abrasive grains can be broken abrasive grains; furthermore shaped abrasive grains are known which individually, e.g. B. by a sol-gel process, shaped, dried and fired, and their uniform shape with proper orientation allow for uniform abrasive engagement.

Zur Herstellung werden die Bindemittelschicht und die Schleifkörner aufgebracht, wobei die Schleifkörner z. B. gravitativ oder elektrostatisch gestreut werden, so dass sie in der Bindemittelschicht aufgenommen werden. Dabei kann es zur Ausrichtung der Schleifkörner, z. B. mittels eines elektrostatischen Gleichfeldes, kommen. Anschließend erfolgt die Aushärtung der Bindemittelschicht. Hierbei sind z. B. thermisch initiierte, strahlungshärtende, sowie chemische Aushärtungen durch entsprechende Bindemittel bzw. Härter/ Initiatoren bekannt.To produce the binder layer and the abrasive grains are applied, the abrasive grains z. B. gravitationally or electrostatically scattered, so that they are included in the binder layer. It can be used to align the abrasive grains, e.g. B. by means of an electrostatic DC field come. The binder layer is then cured. Here z. B. thermally initiated, radiation-curing, and chemical curing by appropriate binders or hardeners / initiators are known.

In „Magnetocuring of temperature failsafe epoxy adhesives, Chaudhary, Ramanujan, Steele, Applied Materials Today 21 (2020)“ ist die magnetische Aushärtung von Epoxidharzen bekannt. Somit können z. B. Sohlen von Turnschuhen und andere wärmeempfindliche Materialien durch eine Bindemittelschicht angebracht werden, die superparamagnetische Nanopartikel mit einer definierten Curie-Temperatur aufweist. Durch ein magnetisches Wechselfeld oder Wechselmagnetfeld werden diese superparamagnetischen Nanopartikel gezielt angeregt und ermöglichen ein thermisches Aushärten der Bindemittelschicht.The magnetic curing of epoxy resins is known in "Magnetocuring of temperature failsafe epoxy adhesives, Chaudhary, Ramanujan, Steele, Applied Materials Today 21 (2020)". Thus z. B. soles of sneakers and other heat-sensitive materials can be attached by a binder layer, which has superparamagnetic nanoparticles with a defined Curie temperature. These superparamagnetic nanoparticles are specifically excited by an alternating magnetic field or alternating magnetic field and enable thermal curing of the binder layer.

Die US 2020/0071584 A1 zeigt magnetisierbare Schleifpartikel, die keramische Partikel mit äußeren Oberflächen aufweisen, wobei die äußeren Oberflächen eine Schicht aus ungefiltertem Polyion und mit dem Polyion gebundene magnetische Partikel aufweisen. Die magnetisierbaren Partikel können ferrimagnetisch oder ferromagnetisch sein.The U.S. 2020/0071584 A1 shows magnetizable abrasive particles having ceramic particles with outer surfaces, the outer surfaces having a layer of unfiltered polyion and magnetic particles bonded to the polyion. The magnetizable particles can be ferrimagnetic or ferromagnetic.

Aus AT 368054 B ist ein Verfahren zum Herstellen von Formstücken, insbesondere scheibenförmigen Formstücken, aus einem Schleifmaterial in pulver- oder granulatförmigem Zustand bekannt, wobei das Schleifmaterial in einer Matrix aus glasschmelzeartigem oder organischem Material dispergiert ist. Hierbei wird die Ausgangsmasse in die erforderliche Form gebracht und anschließend einer Wärmebehandlung zunächst zum Trocknen und anschließend zum Schmelzen oder Aushärten des Matrixmaterials unterworfen, wobei die Wärmebehandlung auf dem Wege der Mikrowellen-Erhitzung durchgeführt wird.Out of AT 368054B discloses a method for producing shaped pieces, in particular disc-shaped shaped pieces, from an abrasive material in powder or granular form, the abrasive material being dispersed in a matrix of glass-melted or organic material. In this case, the starting mass is brought into the required shape and then subjected to a heat treatment, first for drying and then for melting or hardening of the matrix material, the heat treatment being carried out by means of microwave heating.

Die US 2014/0299268 A1 beschreibt einen adhäsiven Bindemittelfilm, der wenigstens eine Schicht aus einem thermisch aushärtbaren Kunstharz aufweist. Das thermisch aushärtbare Kunstharz weist wiederum eingebettete Metallpartikel auf, die geeignet sind, dazu angeregt zu werden, Hitze zum Aushärten des Kunstharzes zu erzeugen. Die Metallpartikel können insbesondere Nanopartikel aus Eisen sein.The US 2014/0299268 A1 describes an adhesive binder film having at least one layer of a thermally curable synthetic resin. The thermally curable resin, in turn, has embedded metal particles capable of being stimulated to generate heat to cure the resin. The metal particles can in particular be nanoparticles made of iron.

Die WO 2020/165709 A1 beschreibt einen Schleifartikel mit einem Gewebesubstrat, das Fäden oder Stränge aufweist, zwischen denen Freiräume ausgebildet sind, wobei ein Laminat mit dem Gewebesubstrat verbunden ist, und wobei eine ausgehärtete Kunstharz-Zusammensetzung mit dem Laminat gegenüber dem Gewebesubstrat verbunden ist.The WO 2020/165709 A1 describes an abrasive article having a fabric substrate having filaments or strands having spaces therebetween, a laminate bonded to the fabric substrate, and a cured synthetic resin composition bonded to the laminate opposite the fabric substrate.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schleifmittel und ein Verfahren zum Herstellen eines Schleifmittels zu schaffen, die eine sichere und materialschonende Ausbildung des Schleifmittels ermöglichen.The invention is based on the object of creating an abrasive and a method for producing an abrasive that enable the abrasive to be designed in a safe and material-friendly manner.

Diese Aufgabe wird durch ein Schleifmittel und das Verfahren zum Herstellen eines Schleifmittels nach den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen.This object is achieved by an abrasive and the method for producing an abrasive according to the independent claims. The dependent claims describe preferred developments.

Das erfindungsgemäße Schleifmittel kann insbesondere durch das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren hergestellt werden; das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren dient insbesondere zur Ausbildung des erfindungsgemäßen Schleifmittels.The abrasive according to the invention can be produced in particular by the production method according to the invention; the manufacturing method according to the invention serves in particular to form the grinding means according to the invention.

Somit wird das Schleifmittel mit mindestens einer Bindemittelschicht ausgebildet, die ein thermisch aushärtendes Bindemittel und magnetische Nanopartikel aufweist. Somit können zunächst die Bindemittelschicht und die Schleifkörner in üblicher Weise und mit den bekannten Prozessparametern und Werkzeugen aufgebracht werden. Die Aushärtung erfolgt nachfolgend nicht oder nicht alleine durch thermische Beaufschlagung, sondern durch gezielte Anregung der magnetischen Nanopartikel, die sich somit erhitzen und / oder durch ihre innerliche Polaritätsänderung das umliegende Bindemittel erhitzen, insbesondere endogen erhitzen. Das thermisch aushärtende Bindemittel kann somit gezielt angeregt werden und aushärten, ohne z. B. den Träger zu beeinträchtigen. Somit können auch Trägermaterialien wie Kunststoffe, Papier und Textilfaser eingesetzt werden, die herkömmlicherweise bei externer thermischer Beaufschlagung, z.B. in einem Ofen, bei den eingesetzten Temperaturen beschädigt werden können. Aus umwelttechnischen Aspekten ist diese gezielte Härtung im Vergleich zur thermischen Härtung, die den Industriestandard bildet, ebenfalls vorteilhaft.Thus, the abrasive is formed with at least one binder layer that includes a thermosetting binder and magnetic nanoparticles. Thus, the binder layer and the abrasive grains can first be applied in the usual way and with the known process parameters and tools. Curing does not take place subsequently, or not on its own by thermal stress, but by targeted excitation of the magnetic nanoparticles, which heat up and / or heat the surrounding binder through their internal polarity change, especially endogenously heat. The thermally curing binder can thus be specifically stimulated and cured without z. B. to affect the wearer. This means that carrier materials such as plastics, paper and textile fibers can also be used, which can conventionally be damaged by external thermal stress, for example in an oven, at the temperatures used. From an environmental point of view, this targeted curing is also advantageous compared to thermal curing, which is the industry standard.

Ein weiterer Vorteil liegt in der gleichmäßigen Temperaturverteilung während der endogenen Erwärmung, da die Wärme von den Nanopartikeln ausgeht. Somit können Temperaturgradienten innerhalb der Schicht gering gehalten werden.Another advantage is the uniform temperature distribution during endogenous heating, as the heat emanates from the nanoparticles. In this way, temperature gradients within the layer can be kept low.

Die magnetischen Nanopartikel weisen eine Primärpartikelgröße von 2-100 nm auf, insbesondere 10 nm bis 70 nm, insbesondere 10 bis 50 nm, vorzugsweise 10 bis 30 nm. Insbesondere der Bereich von 10 bis 30 nm ist aufgrund des komplexen Relaxationsverhaltens der Nanopartikel im Magnetfeld besonders gut geeignet.The magnetic nanoparticles have a primary particle size of 2-100 nm, in particular 10 nm to 70 nm, in particular 10 to 50 nm, preferably 10 to 30 nm. In particular, the range from 10 to 30 nm is special due to the complex relaxation behavior of the nanoparticles in the magnetic field well suited.

Als Primärpartikelgröße eines Nanopartikels ist hierbei zu verstehen ein kugeläquivalenter Durchmesser eines einzeln vorliegenden Nanopartikels. Der kugeläquivalente Durchmesser kann auch als volumenäquivalenter Durchmesser einer Kugel bezeichnet werden.The primary particle size of a nanoparticle is to be understood here as meaning a sphere-equivalent diameter of an individually present nanoparticle. The sphere-equivalent diameter can also be referred to as the volume-equivalent diameter of a sphere.

Die magnetischen Nanopartikel können insbesondere ferromagnetisch, ferrimagnetisch oder auch superparamagnetisch sein. Superparamagnetische Nanopartikel sind insbesondere aus einem ferromagnetischen oderferrimagnetischen Material gebildet, das auch bei Temperaturen unterhalb der Curie-Temperatur keine bleibende Magnetisierung hält, wenn ein zuvor angelegtes Magnetfeld abgeschaltet wurde.The magnetic nanoparticles can in particular be ferromagnetic, ferrimagnetic or also superparamagnetic. In particular, superparamagnetic nanoparticles are formed from a ferromagnetic or ferrimagnetic material that does not retain a permanent magnetization even at temperatures below the Curie temperature when a previously applied magnetic field has been switched off.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die Curie-Temperatur der magnetischen Nanopartikel, oberhalb derer die magnetischen Nanopartikel ihre magnetische Eigenschaft verlieren, auf die Prozesstemperatur zum Aushärten des Bindemittels, d. h. die Aushärtetemperatur, abgestimmt werden kann. So kann die Curie-Temperatur gezielt oberhalb der Aushärtetemperatur bzw. Prozesstemperatur liegen, jedoch unterhalb einer kritischen oberen Temperatur, die zu einer Beschädigung führen kann. Hierdurch wird somit eine besondere Prozesssicherheit (Fail-safe) gewährleistet, da ein Überhitzen des Produktes ausgeschlossen ist. Dies ist insbesondere der Fall, da bei höherer Prozesstemperatur die magnetischen Nanopartikel nicht mehr aktiviert bzw. angeregt werden können und somit keine weitere Erhitzung mehr erfolgen kann.A particular advantage of the invention is that the Curie temperature of the magnetic nanoparticles, above which the magnetic nanoparticles lose their magnetic properties, is related to the process temperature for curing the binder, i. H. the curing temperature, can be adjusted. For example, the Curie temperature can be specifically above the curing temperature or process temperature, but below a critical upper temperature that can lead to damage. This guarantees a special process reliability (fail-safe), since overheating of the product is impossible. This is the case in particular because at a higher process temperature the magnetic nanoparticles can no longer be activated or excited and therefore no further heating can take place.

Anstelle der Steuerung mittels Curie-Temperatur kann alternativ z.B. auch die Energiemengenregelung über die Anlagenparameter erfolgen, d.h. insbesondere zum einen über die Feldstärke und/oder Einwirkzeit und/oder Frequenz des Wechselmagnetfeldes, und/oder das elektrische Induktionsfeld.Instead of control using the Curie temperature, the energy quantity can also be regulated via the system parameters, i.e. in particular via the field strength and/or exposure time and/or frequency of the alternating magnetic field and/or the electric induction field.

Weiterhin kann auch die Konzentration der Nanopartikel gezielt eingestellt werden. Bei Ausbildung mehrerer Bindemittelschichten mit magnetischen (insbesondere metallischen) Nanopartikeln können z.B. Konzentration und Material unterschiedlich eingestellt werden. Für die Erfindung hat sich insbesondere der Konzentrationsbereich von 3 bis 30 Gew-%, vorzugsweise 10 bis 25 Gew-%, als vorteilhaft herauskristallisiert.Furthermore, the concentration of the nanoparticles can also be adjusted in a targeted manner. If several binder layers are formed with magnetic (particularly metallic) nanoparticles, the concentration and material, for example, can be adjusted differently. The concentration range of 3 to 30% by weight, preferably 10 to 25% by weight, has proven particularly advantageous for the invention.

Die Aktivierung der magnetischen Nanopartikel kann zum einen durch ein magnetisches Wechselfeld erfolgen. Weiterhin kann jedoch auch elektromagnetische Mikrowellenstrahlung, z. B. im Frequenzbereich von 1 bis 10 GHz, insbesondere 2 bis 7 GHz eingesetzt werden, da erfindungsgemäß erkannt wird, dass auch ein derartiges elektromagnetisches Feld bzw. elektromagnetische Strahlung ohne zusätzliches magnetisches Wechselfeld, eine Aktivierung der magnetischen Nanopartikel erreicht, die hinreichend ist, um zur Erwärmung anzuregen, und insbesondere zur Erwärmung des Bindemittels.The magnetic nanoparticles can be activated by an alternating magnetic field. However, electromagnetic microwave radiation, e.g. B. in the frequency range of 1 to 10 GHz, in particular 2 to 7 GHz, since the invention recognizes that such an electromagnetic field or electromagnetic radiation without additional alternating magnetic field, an activation of the magnetic nanoparticles achieved, which is sufficient to to stimulate heating, and in particular to heat the binder.

Alternativ oder ergänzend kann ein Induktionsfeld angelegt und für die Polaritätsänderung der Nanopartikel verwendet werden, z. B. mit Frequenzen im Bereich 1 bis 1500 kHz, z.B. 10 bis 1000 kHz, insbesondere 20 bis 800 kHz. Auch dies kann erfindungsgemäß zu einer Erwärmung des Bindemittels führen.Alternatively or in addition, an induction field can be applied and used to change the polarity of the nanoparticles, e.g. with frequencies in the range 1 to 1500 kHz, e.g. 10 to 1000 kHz, in particular 20 to 800 kHz. According to the invention, this can also lead to heating of the binder.

Die Schleifkörner können insbesondere als geformte Schleifkörner eine definierte Auflagekante und eine definierte Spitze aufweisen. Hierbei sind insbesondere Ausbildungen mit dreieckigen, insbesondere planparallelen dreieckigen Schleifkörnern vorteilhaft, da diese eine hinreichende Kante zur Auflage auf dem Träger sowie eine geeignete Spitze aufweisen. Vorteilhaft sind insbesondere auch gleichseitige Dreiecke, da somit beim Streuen jeweils eine gleiche Auflage auf eine der drei Kanten erreicht wird.The abrasive grains, in particular as shaped abrasive grains, can have a defined contact edge and a defined tip. Designs with triangular, in particular plane-parallel, triangular abrasive grains are particularly advantageous here, since these have a sufficient edge to rest on the backing and a suitable tip. Equilateral triangles are also particularly advantageous, since the same support is achieved on one of the three edges when scattering.

Weiterhin können auch nicht geformte Schleifkörner zur Anwendung kommen.Furthermore, non-shaped abrasive grains can also be used.

Das magnetische Material der magnetischen Nanopartikel kann insbesondere enthalten: MnxZn1-xFe2O4, FesO4, Fe2O3, z.B. mit x zwischen 0,2 und 0,6, z.B. 0.3 bis 0,5. The magnetic material of the magnetic nanoparticles can contain in particular: Mn x Zn 1-x Fe 2 O 4 , FesO 4 , Fe 2 O 3 , eg with x between 0.2 and 0.6, eg 0.3 to 0.5.

Die Konzentration der Nanopartikel in dem Bindemittel kann insbesondere in dem Bereich liegen:

  • 3 bis 30 Gew-%, vorzugsweise 10 bis 25 Gew-%.
The concentration of the nanoparticles in the binder can be in the range:
  • 3 to 30% by weight, preferably 10 to 25% by weight.

Hierbei können die Konzentration und das eingesetzte Wechselmagnetfeld aneinander angepasst werden.Here, the concentration and the alternating magnetic field used can be matched to one another.

Die magnetischen Nanopartikel können z.B. auch mit einer Ummantetung und/oder Funktionalisierung versehen sein, die gegebenenfalls in dem Bindemittel aufgenommen wird. Dabei kann die Ummantelung insbesondere aus Ölsäure, Siliziumdioxid und/oder einem Diglycidylether bestehen. Diese kann Eigenschaften der Dispergierbarkeit, Stabilität gegen Agglomeration und Einbindung in das Bindemittel verbessern.The magnetic nanoparticles can, for example, also be provided with a coating and/or functionalization, which is optionally included in the binder. The coating can consist in particular of oleic acid, silicon dioxide and/or a diglycidyl ether. This can improve properties of dispersibility, stability against agglomeration and incorporation into the binder.

Als thermisch aushärtender Binder kann eine geeignete Zusammensetzung angesetzt werden, die die geeignete Prozesstemperatur aufweist.A suitable composition which has the suitable process temperature can be used as the thermally curing binder.

Vorteilhafterweise werden als Binder Harze mit einem Härter gemischt.Advantageously, resins are mixed with a hardener as binders.

Als Harzsystem können unter anderem vorgesehen sein ein oder mehrere der folgenden Substanzen:

  • - Bisphenol A Harze, z. B.:
    • ◯ Hexion Epikote Resin 828
    • ◯ Ipox ER 1022
  • - Bisphenol F Harze, z. B.:
    • ◯ Hexion Epikote Resin 862
    • ◯ Ipox ER 1054.
One or more of the following substances can be provided as the resin system:
  • - Bisphenol A resins, e.g. e.g.:
    • ◯ Hexion Epikote Resin 828
    • ◯ Ipox ER 1022
  • - Bisphenol F resins, e.g. e.g.:
    • ◯ Hexion Epikote Resin 862
    • ◯ Ipox ER 1054.

Als Härter können insbesondere eingesetzt werden ein oder mehrere der folgenden Substanzen:

  • - Pulverförmige Amide und Polyamine, z. B.:
    • ◯ Evonik Ancamine 2442 (modifiziertes Polyamin) mit 5-40 w% bezogen auf Harz
    • ◯ Evonik DICYANEX 1400B (Dicyandiamid) mit 2-40 w% bezogen auf Harz
    • ◯ Mischung der beiden vorgenannten Härter, wobei das Polyamin (2-19 w%) als Beschleuniger wirkt.
  • - Polyamin flüssig, bei dem die Härtung wird durch Temperatur beschleunigt wird und ermöglicht eine höhere Glasübergangstemperatur ermöglicht, z.B.
    • ◯ Hexion Epikure Curing Agent 3230 (z. B. 20-70 w% auf Harzbasis bezogen).
In particular, one or more of the following substances can be used as hardeners:
  • - Powdered amides and polyamines, e.g. e.g.:
    • ◯ Evonik Ancamine 2442 (modified polyamine) with 5-40% by weight based on resin
    • ◯ Evonik DICYANEX 1400B (dicyandiamide) with 2-40% by weight based on resin
    • ◯ Mixture of the two hardeners mentioned above, with the polyamine (2-19 w%) acting as an accelerator.
  • - Polyamine liquid, in which the curing is accelerated by temperature and allows a higher glass transition temperature, e.g
    • ◯ Hexion Epikure Curing Agent 3230 (e.g. 20-70 w% based on resin).

Als hierzu alternative Harzsysteme können vorgesehen sein ein oder mehrere der folgenden Systeme:

  • - Polyurethane, besonders mit blockierten Isocyanaten (z. B. Adiprene BL16 Lanxess, Trixene BI7675 Lanxess)
  • - Acrylate (z.B. Trimethylolpropantriacrylat: Laromer TMPTA) mit Azo- oder Peroxidinitiatoren (z. B. tert-Butylperoxy 2-ethylhexylcarbonat: Peroxan BEC, Azobis(isobutyronitril): Vazo 64)
  • - Phenolharze und Melaminharze (z. B. Bakelite PF7870SW).
One or more of the following systems can be provided as alternative resin systems:
  • - Polyurethanes, especially with blocked isocyanates (e.g. Adiprene BL16 Lanxess, Trixene BI7675 Lanxess)
  • - Acrylates (e.g. trimethylolpropane triacrylate: Laromer TMPTA) with azo or peroxide initiators (e.g. tert-butylperoxy 2-ethylhexyl carbonate: Peroxan BEC, azobis(isobutyronitrile): Vazo 64)
  • - phenolic resins and melamine resins (e.g. Bakelite PF7870SW).

Der Bindemittelauftrag kann vorteilhafterweise erfolgen durch eine der folgenden Methoden:

  • - Methode: Rakel (Walzenrakel, Luftrakel), Walzenbeschichtung (z.B. Kiss Coating), Spray (Airless, Druckluftspritzen)
  • - Auftragsmenge: 20 bis 300 g/m2 je nach Körnung
  • - Bei Streichmasse: 200 - 1600 g/m2 je nach Körnung
  • - Deckbindung: 50- 1100 g/m2
  • - Topsize: 50-600 g/m2.
The binder application can advantageously be carried out by one of the following methods:
  • - Method: doctor blade (roller blade, air blade), roll coating (e.g. kiss coating), spray (airless, compressed air spraying)
  • - Application quantity: 20 to 300 g/m2 depending on the grain
  • - For coating: 200 - 1600 g/m2 depending on the grain size
  • - Top weave: 50- 1100 g/m2
  • - Top size: 50-600 g/m2.

Die Kornstreuung der Schleifkörner kann vorteilhafterweise gemäß einer oder mehrerer der folgenden Verfahren erfolgen, die auch kombiniert werden können.The grain scattering of the abrasive grains can advantageously be carried out according to one or more of the following methods, which can also be combined.

Variante 1 der Kornstreuung - Elektrostatisch, bei der das Korn in einem elektrischen Gleichfeld oder Wechselfeld elektrostatisch gestreut wird und sich im Flug und/oder in dem Bindemittel ausrichtet.Variant 1 of grain scattering - electrostatic, in which the grain is electrostatically scattered in a constant or alternating electric field and aligns itself in flight and/or in the binder.

Variante 2 der Kornstreuung - gravimetrisch bzw. Schwerkraft, die bevorzugt ist für Kornagglomerate oder Stützkornstreuungen

  1. 1. Korn wird von oben auf den Träger gestreut.
  2. 2. Korn richtet sich zufällig eher liegend aus.
Variant 2 of grain scattering - gravimetric or gravity, which is preferred for grain agglomerates or support grain scattering
  1. 1. Grain is sprinkled onto the carrier from above.
  2. 2. Grain happens to align more horizontally.

Variante 3; das Korn wird gemeinsam mit dem Bindemittel als Masse oder Gemisch aufgebracht.variant 3; the grain is applied together with the binder as a mass or mixture.

Somit kann die Kornstreuung nach unterschiedlichen Verfahren erfolgen und kann insbesondere getrennt von der Härtung der Bindemittelschicht erfolgen.The grain scattering can thus take place using different methods and can in particular take place separately from the curing of the binder layer.

Auch die elektrische bzw. elektrostatische Streuung beeinflusst nicht die magnetischen Nanopartikel, so dass erfindungsgemäß vorteilhafterweise eine hohe Freiheit in der Wahl der Materialien und Prozessparameter besteht.The electrical or electrostatic scattering does not affect the magnetic nanoparticles either, so that according to the invention there is advantageously a high degree of freedom in the choice of materials and process parameters.

Weiterhin können in das Bindemittel geeignete Füllstoffe eingebracht werden, z. B. Kreide (20-70 w%), Kryolith (20-70 w%), Kaliumtetrafluoroborat (20-80 w%), Wollastonit (1-10 w%), Pyrogene Kieselsäure (0,1-5 w%), Kaolin (0,5-10 w%).Furthermore, suitable fillers can be introduced into the binder, e.g. B. Chalk (20-70 wt%), cryolite (20-70 wt%), potassium tetrafluoroborate (20-80 wt%), wollastonite (1-10 wt%), fumed silica (0.1-5 wt%), Kaolin (0.5-10 w%).

Weiterhin können in das Bindemittel geeignete Additive eingebracht werden z. B. Silane (0,1-3 w%), Filmbildner (0,05-2 w%), Dispergieradditive (0,1-5 w%), Entschäumer (0,1-2 w%), Weichmacher (0,5-10 w%), Rheologieadditive (0,1-10 w%).Furthermore, suitable additives can be introduced into the binder, e.g. B. silanes (0.1-3 w%), film formers (0.05-2 w%), dispersing additives (0.1-5 w%), defoamers (0.1-2 w%), plasticizers (0, 5-10 w%), rheology additives (0.1-10 w%).

Diese ergänzenden Füllstoffe und Additive zeigen als solche keine besonderen magnetischen Eigenschaften und können daher grundsätzlich beliebig ergänzend zu den magnetischen Nanopartikeln eingesetzt werden, ohne das magnetische Verhalten zu beeinflussen.These supplementary fillers and additives as such do not show any particular magnetic properties and can therefore in principle be used in any way to supplement the magnetic nanoparticles without affecting the magnetic behavior.

Die Aushärtung bzw. Härtung des Bindemittels kann erfolgen durch eine oder mehrere der folgenden Bedingungen:

  • - Härtung im Wechselmagnetfeld eines Tunnelmagnetisierers
  • - Z. B. Frequenz: 100-1000 kHz
  • - Z. B. Feldstärke: 4000 bis 21000 A/m
  • - Z. B. Temperaturkontrolle mittels IR Kamera
  • - Vorzugsweise mit einem Array mehrerer Magnetspulen, um die Verweilzeit einzustellen.
The curing or hardening of the binder can take place through one or more of the following conditions:
  • - Hardening in the alternating magnetic field of a tunnel magnetizer
  • - E.g. frequency: 100-1000 kHz
  • - Eg field strength: 4000 to 21000 A/m
  • - For example, temperature control using an IR camera
  • - Preferably with an array of multiple solenoids to set the dwell time.

Für die Härtung können z. B. ein oder mehrere der folgenden Härtungsprogramme und Prozesstemperaturen eingesetzt werden:

  • - Dicyandiamid (DICY): 5 Min. bis 2h bei z.B. 150° - 220°, z. B. 180°C Curie Temperatur
  • - Ancamine 2442: 30 Min. bei 100° - 140°, z. B. 120°C Curie Temperatur
  • - Mischung: 30 Min. bei z.B. z. B.120° - 160° 140 °C Curie Temperatur
  • - Beschleunigung mit Imidazolen möglich (z. B. 2-Methylimidazol).
For the curing z. B. one or more of the following curing programs and process temperatures can be used:
  • - Dicyandiamide (DICY): 5 minutes to 2 hours at e.g. 150° - 220°, e.g. B. 180°C Curie temperature
  • - Ancamine 2442: 30 min at 100° - 140°, e.g. B. 120°C Curie temperature
  • - Mixing: 30 minutes at e.g. 120° - 160° 140 °C Curie temperature
  • - Acceleration possible with imidazoles (e.g. 2-methylimidazole).

Das Material der Schleifkörner ist grundsätzlich frei wählbar. Es kann insbesondere α-Alumina sein, z. B. mit geeigneten Additiven, die insbesondere in einem Sol-Gel-Verfahren ausgebildet werden. Weiterhin können als Material der Schleifkörner z.B. auch Zirkonkorund, Siliziumkarbid eingesetzt werden.The material of the abrasive grains is basically freely selectable. In particular, it can be α-alumina, e.g. B. with suitable additives, which are formed in particular in a sol-gel process. Furthermore, zirconium corundum and silicon carbide can also be used as material for the abrasive grains.

Grundsätzlich sind sämtliche Ummantelungen der Schleifkörner möglich. Gemäß den Ausführungsformen mit zusätzlicher magnetischer Ummanteilung können Kornvorbehandlungen vorgesehen sein, z. B.

  • - Physikalisches Verfahren (Physical Vapor Deposition - PVD) Ferromagnetisches/ Paramagnetisches Material wird in die Gasphase überführt und auf dem Korn abgeschieden
  • - Chemisches Verfahren (Chemical Vapor Deposition – CVD)
In principle, all coatings of the abrasive grains are possible. According to the embodiments with additional magnetic coating, grain pretreatments can be provided, e.g. B.
  • - Physical process (Physical Vapor Deposition - PVD) Ferromagnetic/paramagnetic material is converted into the gas phase and deposited on the grain
  • - Chemical process (Chemical Vapor Deposition – CVD)

Ferromagnetisches/Paramagnetisches Material wird aus einem Precursor erzeugt und dabei auf dem Korn in einer chemischen Reaktion gebildet und abgeschieden.Ferromagnetic/paramagnetic material is generated from a precursor and is formed and deposited on the grain in a chemical reaction.

- Harzummantelung- Resin jacket

Magnetische Partikel sind in einer Phenolharz- oder Melaminharz-/ Wasser Mischung zu dispergieren. Diese Dispersion wird in einem Mischer unter Temperatur auf den Körnern verteilt.Magnetic particles are to be dispersed in a phenolic resin or melamine resin/water mixture. This dispersion is distributed over the grains in a mixer at elevated temperature.

Erfindungsgemäß sind mehrere Bindemittelschichten vorgesehen, z.B. eine untere Bindemittelschicht, in der die Schleifkörner aufgenommen sind und eine obere Deckschicht, wobei die mehreren Bindemittelschichten unterschiedliche Konzentrationen von Nanopartikeln aufweisen und/oder unterschiedliche Curie-Temperaturen. So kann die Deckschicht z.B. auch ohne Nanopartikel ausgebildet sein, d.h. mit einer Konzentration von Null.In accordance with the present invention, multiple make coats are provided, e.g., a bottom make coat incorporating the abrasive grains and a top size coat, the multiple make coats having different concentrations of nanoparticles and/or different Curie temperatures. For example, the cover layer can also be formed without nanoparticles, i.e. with a concentration of zero.

Erfindungsgemäß werden somit einige Vorteile erreicht:

  • Es wird eine hohe Energieeffizienz erreicht. Die eingebrachte Energie wird direkt im Bindemittel in thermische Energie umgewandelt und dort gleichmäßig zur Härtung eingesetzt. Es erfolgt damit eine In-Situ-Härtung. Die Energie wird somit direkt an dem Ort der chemischen Härtungsreaktion in die Bindung eingebracht und nicht zusätzlich in weiteren Bereichen wie z. B. dem Träger und den Schleifkörnern, oder ergänzend vorgesehenen Schichten. Somit kann auch eine unnötige thermische Belastung in anderen Bereichen oder Prozessräumen/ Gebäuden/ Hängen vermieden oder verringert werden.
According to the invention, a number of advantages are thus achieved:
  • A high level of energy efficiency is achieved. The energy introduced is converted into thermal energy directly in the binder and used there evenly for hardening. There is thus an in-situ hardening. The energy is thus introduced directly into the bond at the site of the chemical hardening reaction and not additionally in other areas such as e.g. B. the backing and the abrasive grains, or additional layers provided. This means that unnecessary thermal stress in other areas or process rooms/buildings/hangings can be avoided or reduced.

Die Curie-Temperatur der magnetischen Nanopartikel begrenzt die maximale Prozesstemperatur, wodurch ein Überhitzen oder Überhärten ausgeschlossen ist.The Curie temperature of the magnetic nanoparticles limits the maximum process temperature temperature, which excludes overheating or over-hardening.

Das Verfahren ist umweltfreundlich, da im Vergleich zu thermischen Härtungsverfahren in z. B. einem Ofen oder Autoklaven, durch die Magnethärtung ein geringerer Energieaufwand erfolgt. So können auch die Vorrichtungen zur Ausbildung der Magnetfelder gezielt und effektiv ausgerichtet werden.The process is environmentally friendly because compared to thermal curing processes in z. B. an oven or autoclave, the magnetic hardening requires less energy. In this way, the devices for forming the magnetic fields can also be aligned in a targeted and effective manner.

Gemäß einer Ausbildung kann die Energiezufuhr kombiniert durch Anregung der Nanopartikel und weiterhin durch eine andere Energiequelle, z.B. thermische Erwärmung von außen mit geringer Leistung erfolgen, wobei die thermische Leistung vorzugsweise so bemessen ist, dass sie nach Beenden der Anregung der Nanopartikel, z.B. oberhalb der Curie-Temperatur, allein keine relevante thermische Belastung darstellt. Somit kann z.B. der Aufwand für ein magnetisches Wechselmagnetfeld gering gehalten werden.According to one embodiment, the energy supply can be combined by excitation of the nanoparticles and also by another energy source, e.g. thermal heating from the outside with low power, with the thermal power preferably being dimensioned such that after the excitation of the nanoparticles has ended, e.g. above the Curie -Temperature, alone does not represent a relevant thermal load. Thus, for example, the effort for an alternating magnetic field can be kept low.

Gerichtete oder aufgestellte Schleifkörner werden durch das Verfahren schnell fixiert und können dann nicht mehr aufgrund von potentiellen mechanischen Beanspruchungen der Anlage bzw. von ihrer Auflagekante auf dem Träger umkippen.Directed or erected abrasive grains are quickly fixed by the process and can then no longer tip over on the carrier due to potential mechanical stresses on the system or from their contact edge.

Insbesondere kann auch prozesstechnisch die Härtung zu einem gezielten Zeitpunkt, d. h. auf Abruf, erfolgen; die Anpassung der Prozessparameter ist in einem kurzen Zeitraum, insbesondere Sekundenschnelle, möglich.In particular, in terms of process technology, hardening can be carried out at a specific point in time, i. H. on demand, to take place; the adjustment of the process parameters is possible in a short period of time, in particular within seconds.

Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich mit herkömmlichen Verfahren beliebig kombinieren, z. B. auch mit thermisch aushärtenden und/oderstrahlenhärtenden Verfahren, d.h. es wird zusätzlich zur Härtung thermische Energie und/oder Strahlung zugeführt.The inventive method can be combined with conventional methods, z. B. also with thermal curing and/or radiation curing processes, i.e. thermal energy and/or radiation is additionally supplied for curing.

Die magnetischen Partikel werden von den Verfahren der Kornstreuung, z.B. auch elektrischen Feldern, nicht beeinflusst, so dass eine hohe Freiheit in der Wahl der Prozessparameter besteht.The magnetic particles are not influenced by grain scattering processes, e.g. electric fields, so that there is a high degree of freedom in the choice of process parameters.

Geeignete Anwendungsmöglichkeiten sind unter anderem:

  • - Eine Trägerausrüstung: Foulardierung und Korn-, sowie Rückseitenstriche, haftvermittelnde Striche
  • - Eine Grundbindung: Gefüllt mit Kreide, Kryolith, KBF4, Wollastonit, Kaolin, Ruß, Schichtsilikate, pyrogene Kieselsäure, Farbpigmente oder ungefüllt
  • - Kornummantelung mit z.B. Harzen
  • - Erste Deckbindung (Sizecoat): Gefüllt mit Kreide, Kryolith, KBF4, Wollastonit, Kaolin, Ruß, Schichtsilikate, pyrogene Kieselsäure, Farbpigmente oder ungefüllt
  • - Zweite Deckbindung (Supersizecoat oder Topsize) mit schleifaktiven Füllstoffen, wie z.B. KBF4 oder Kryolith
  • - Gestrichene Schleifmittel und/oder strukturierte Schleifmittel: Phenolharz, Polyurethan, Epoxid und/oder Acrylatbasiert
  • - Härtung von Schleifkornagglomeraten auf Harzbasis, z. B. Phenolharzen.
Suitable applications include:
  • - A base finish: padding and grain and reverse side coatings, adhesion-promoting coatings
  • - A basic bond: Filled with chalk, cryolite, KBF4, wollastonite, kaolin, carbon black, layered silicates, fumed silica, colored pigments or unfilled
  • - Grain coating with eg resins
  • - First top coat (size coat): Filled with chalk, cryolite, KBF4, wollastonite, kaolin, carbon black, layered silicates, pyrogenic silica, color pigments or unfilled
  • - Second top coat (Supersizecoat or Topsize) with abrasive fillers such as KBF4 or cryolite
  • - Coated abrasives and/or structured abrasives: phenolic, polyurethane, epoxy and/or acrylate based
  • - Hardening of resin-based abrasive grain agglomerates, e.g. B. phenolic resins.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen an einigen Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 ein Schleifmittel gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 2 eine vergrößerte Darstellung des Schleifmittels;
  • 3 ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens.
The invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawings of some embodiments. Show it:
  • 1 an abrasive according to an embodiment of the invention;
  • 2 an enlarged view of the abrasive;
  • 3 a flowchart of the method according to the invention.

Ein Schleifmittel 1 weist einen Träger 2, z. B. ein Trägerband oder eine Trägerscheibe, z. B. aus einem Textilmaterial, technischem Papier, insbesondere Fiber, oder Kunststoffmaterial, weiterhin eine auf dem Träger 2 aufgebrachte Bindemittelschicht 3, Schleifkörner 4 und vorzugsweise eine in 1 teilweise eingezeichnete Deckschicht 5 auf. Die Schleifkörner 4 sind insbesondere keramische Schleifkörner, z.B. auf Basis von α-Aluminiumoxid. Die Schleifkörner 4 können insbesondere geformte Schleifkörner 4 sein, z. B. wie gezeigt mit dreieckiger, insbesondere dreieckiger und planparalleler Form. Somit sind die Schleifkörner 4 auf dem Träger 2 ausgerichtet und durch die Bindemittelschicht 3 in ihrer Position und Ausrichtung fixiert.An abrasive 1 has a backing 2, e.g. B. a carrier tape or a carrier disk, z. B. made of a textile material, technical paper, in particular fiber, or plastic material, furthermore a binder layer 3 applied to the carrier 2, abrasive grains 4 and preferably an in 1 partially drawn top layer 5 on. The abrasive grains 4 are in particular ceramic abrasive grains, for example based on α-aluminum oxide. The abrasive grains 4 can in particular be shaped abrasive grains 4, e.g. B. as shown with a triangular, in particular triangular and plane-parallel shape. The abrasive grains 4 are thus aligned on the backing 2 and fixed in their position and alignment by the binder layer 3 .

Die Bindemittelschicht 3 weist ein wärmeaushärtendes Bindemittel 6, insbesondere Epoxid-Harz, auf, z. B. ein Bisphenol A-Harz, z. B. Hexion Epikote Resin 828, Ipox ER 1022,
und/oder ein Bisphenol F Harz, z. B.: Hexion Epikote Resin 862 oder Ipox 1054 (Bisphenol A/F Harz).The binder layer 3 comprises a thermosetting binder 6, in particular epoxy resin, e.g. a bisphenol A resin, e.g. B. Hexion Epikote Resin 828, Ipox ER 1022,
and/or a bisphenol F resin, e.g. E.g.: Hexion Epikote Resin 862 or Ipox 1054 (Bisphenol A/F resin).

In dem wärmeaushärtenden Bindemittel 6 sind magnetische Nanopartikel 8 gleichmäßig verteilt, z. B. aus MnxZn1-xFe2O4, z. B. mit x = 0,1 bis 0,5, vorzugsweise 0,2 bis 0,5. Weitere Materialien der magnetischen Nanopartikel 8 können auch ohne Mangan/ Zink ausgebildet sein, z. B. auf Eisenoxid-Basis, z. B. als Fe3O4 oder alternativ als Fe2O3. Die Schleifkörner 4 sind somit mit ihren - in Richtung der Ausrichtung, d. h. in den Figuren nach oben - unteren Bereichen in der Bindemittelschicht 3 aufgenommen, liegen mit ihrer jeweiligen Unterseite 4a auf dem Träger 2 auf und ragen mit ihren Spitzen 4b nach oben. Ihre Ausrichtung kann, wie in den Figuren gezeigt, parallel sein; sie können jedoch grundsätzlich auf mit ihren Ober- und Unterseiten nichtparallel zueinander ausgerichtet sein. Weiterhin können die Schleifkörner 4 auch gegenüber der Vertikalen geneigt angeordnet sein, insbesondere gleichmäßig in eine Vorzugsrichtung geneigt, um einen Schleifeingriff in diese Richtung zu unterstützen.Magnetic nanoparticles 8 are evenly distributed in the thermosetting binder 6, e.g. B. from Mn x Zn 1-x Fe 2 O 4 , z. B. with x = 0.1 to 0.5, preferably 0.2 to 0.5. Other materials of the magnetic nanoparticles 8 can also be formed without manganese / zinc, z. B. based on iron oxide, z. B. as Fe 3 O 4 or alternatively as Fe 2 O 3 . The abrasive grains 4 are thus accommodated with their lower regions--in the direction of orientation, ie upwards in the figures--in the binding agent layer 3, lie with their respective undersides 4a on the carrier 2 and protrude upwards with their tips 4b. Their orientation can be as shown in the figures shown to be parallel; however, they can generally be oriented with their tops and bottoms non-parallel to each other. Furthermore, the abrasive grains 4 can also be arranged inclined relative to the vertical, in particular inclined uniformly in a preferred direction in order to support a grinding action in this direction.

Die Herstellung des Schleifmittels 1 erfolgt gemäß dem in 3 gezeigten Verfahren:

  • Schritt ST1 des Bereitstellens oder Herstellens der Ausgangsmaterialien: Die Nanopartikel 8 können z. B. durch eine modifizierte hydrothermale Methode hergestellt werden, wie sie als solche z. B. aus Chaudhary, Ramanujan, Steele, Applied Materials today - Magnetocuring of temperature failsafe epoxy adhesives, 2020 bekannt ist.
The production of the abrasive 1 takes place according to in 3 shown procedures:
  • Step ST1 of providing or producing the starting materials: The nanoparticles 8 can z. B. be prepared by a modified hydrothermal method, as such z. B. from Chaudhary, Ramanujan, Steele, Applied Materials today - Magnetocuring of temperature failsafe epoxy adhesives, 2020.

Als Bindemittel 6 können insbesondere Epoxidharze mit DICY (Dicyandiamid) eingesetzt werden.In particular, epoxy resins with DICY (dicyandiamide) can be used as the binder 6 .

Gemäß Schritt ST2 werden die Nanopartikel 8 in das Bindemittel 6 eingebracht bzw. untergemischt, um eine gleichmäßige Verteilung zu erreichen.According to step ST2, the nanoparticles 8 are introduced or mixed into the binder 6 in order to achieve uniform distribution.

In Schritt ST3 erfolgt der Auftrag der Bindemittelschicht 3 auf den Träger 2. Hierzu kann die Bindemittelschicht 3 z. B. mittels eines Rakels, z. B. Walzen-Rakels oder Luft-Rakels, oder durch Walzenbeschichtung, oder auch durch Spray, z. B. Druckluftspritzen oder auch Airless aufgebracht werden. Die Auftragsmenge kann z. B. 20 bis 300 g/m2, je nach Körnung der später einzubringenden Schleifkörner 4, oder bei einer Streichmasse auch 200 bis 1.600 g/m2, je nach Körnung, betragen.In step ST3, the binder layer 3 is applied to the carrier 2. For this purpose, the binder layer 3 can be B. by means of a doctor blade, z. B. roller doctor blade or air doctor blade, or by roller coating, or by spray, z. B. compressed air spraying or airless can be applied. The order quantity can B. 20 to 300 g/m 2 , depending on the grain size of the abrasive grains 4 to be introduced later, or in the case of a coating compound also 200 to 1,600 g/m 2 , depending on the grain size.

In Schritt ST4 erfolgt das Aufbringen der Schleifkörner 4, d. h. die Kornstreuung. Die Schleifkörner 4 können gravimetrisch aufgebracht werden, und/ oder elektrostatisch, d. h. als elektrostatisches Streuen. Bei einem elektrostatischen Streuen und elektrostatischen Ausrichten wird ein elektrisches Gleichfeld E oder Wechselfeld angelegt.In step ST4, the abrasive grains 4 are applied, i. H. the grain scatter. The abrasive grains 4 can be applied gravimetrically and/or electrostatically, i. H. than electrostatic scattering. In the case of electrostatic scattering and electrostatic alignment, a constant electric field E or an alternating field is applied.

Gemäß Schritt ST5 erfolgt die Ausrichtung der Schleifkörner 4. Die Schritte ST4 und ST5 können hierbei auch kombiniert erfolgen, d. h. die Schleifkörner 4 werden ausgerichtet gestreut.According to step ST5, the abrasive grains 4 are aligned. Steps ST4 and ST5 can also be combined here, ie. H. the abrasive grains 4 are scattered aligned.

Bei der Ausrichtung der Schleifkörner 4 in Schritt ST5 wird vorteilhafterweise die in 1, 2 gezeigte Stellung der Schleifkörner 4 auf einer Kante als Unterseite 4a erreicht. Insbesondere bei den gezeigten geformten Schleifkörnern 4 wird somit zum einen eine feste Auflage auf den Kanten, und weiterhin eine gleichmäßige Länge erreicht, so dass die Spitzen 4b etwa im gleichen Abstand von dem Träger 2 angeordnet sind bzw. verlaufen, und somit ein gleichzeitiger Schleifmitteleingriff bei der Bearbeitung von Werkstücken erreicht wird.When aligning the abrasive grains 4 in step ST5, the in 1 , 2 shown position of the abrasive grains 4 reached on an edge as a bottom 4a. In the case of the shaped abrasive grains 4 shown in particular, a firm support on the edges and also a uniform length are achieved, so that the tips 4b are arranged or run at approximately the same distance from the carrier 2, and thus a simultaneous abrasive intervention the processing of workpieces is achieved.

In Schritt ST6 erfolgt die Härtung des Bindemittels 6, wodurch die feste Bindemittelschicht 3 ausgebildet wird. Die Härtung des Bindemittels 6 zur Ausbildung der Bindemittelschicht 3 erfolgt durch Anlegen eines Wechselmagnetfeldes 10, das grundsätzlich zunächst jede Richtung bzw. Orientierung aufweisen kann. So kann sich auch die Richtung bzw. Orientierung des Magnetfeldes ändern.In step ST6, the binder 6 is hardened, whereby the solid binder layer 3 is formed. The hardening of the binder 6 to form the binder layer 3 takes place by applying an alternating magnetic field 10, which in principle can initially have any direction or orientation. The direction or orientation of the magnetic field can also change.

Durch das magnetische Wechselfeld 10 werden die Nanopartikel 8 direkt erwärmt und hierdurch Wärme erzeugt, wodurch somit die gesamte Bindemittelschicht 3 von innen heraus erwärmt wird. Hierdurch härtet das Bindemittel 6 aus, so dass sich die feste Bindemittelschicht 3 bildet.The nanoparticles 8 are heated directly by the alternating magnetic field 10 and heat is thereby generated, as a result of which the entire binder layer 3 is heated from the inside out. As a result, the binder 6 hardens so that the solid binder layer 3 forms.

Das Wechselmagnetfeld 10 kann insbesondere mittels eines Tunnelmagnetisierers ausgebildet werden. Die Frequenz kann z. B. 100 bis 1.000 kHz betragen. Die Feldstärke kann z. B. 4.000 bis 21.000 A/m betragen.The alternating magnetic field 10 can be formed in particular by means of a tunnel magnetizer. The frequency can e.g. 100 to 1000 kHz. The field strength can 4,000 to 21,000 A/m.

Bei magnetischer Härtung kann die erreichte Prozesstemperatur vorzugsweise durch die Curie-Temperatur der magnetischen Nanopartikel 8 festgelegt werden. Sobald die Temperatur die Curie-Temperatur überschreitet, werden die magnetischen Nanopartikel 8 nicht-magnetisch bzw. nicht mehr ferromagnetisch, ferrimagnetisch oder superparamagnetisch, insbesondere werden die Nanopartikel paramagnetisch, und somit erhitzen sie das Bindemittel nicht weiter oder zumindest nicht im relevanten Umfang.In the case of magnetic hardening, the process temperature reached can preferably be defined by the Curie temperature of the magnetic nanoparticles 8 . As soon as the temperature exceeds the Curie temperature, the magnetic nanoparticles 8 become non-magnetic or no longer ferromagnetic, ferrimagnetic or superparamagnetic, in particular the nanoparticles become paramagnetic and thus they do not heat the binder any further or at least not to the relevant extent.

Weiterhin kann aber auch bei Einsatz des Wechselmagnetfeldes die Prozesssteuerung mittels Energiemengenregelung erfolgen, so dass gegebenenfalls die Curie-Temperatur nicht oder nicht in relevantem Maße zur Anwendung kommt.Furthermore, when using the alternating magnetic field, the process can be controlled by means of energy quantity regulation, so that the Curie temperature may not be used, or not to a relevant extent.

Hierbei kann gemäß einer Ausführungsform die Energiemengenregelung durch Messung einer Oberflächentemperatur, z.B. der Bindemittelschicht erfolgen, z.B. indem aus der Oberflächentemperatur auf die aktuell eingebrachte Leistung geschlossen wird, und aus einer Prozesszeit und der gemessenen Oberflächentemperatur auf die eingebrachte Energiemenge geschlossen werden.According to one embodiment, the amount of energy can be regulated by measuring a surface temperature, e.g.

Um eine hinreichende Verweilzeit zu erlangen, kann ein Array mehrerer Magnetspulen vorgesehen sein.In order to achieve a sufficient dwell time, an array of several magnetic coils can be provided.

Gemäß einer hierzu alternativen Ausbildung erfolgt die Härtung der Bindemittelschicht 3 nicht durch ein Wechselmagnetfeld, sondern durch Mikrowellenstrahlung 11, z. B. im Frequenzbereich von 1 bis 5 GHz, z. B. bei 2,4 GHz. Durch die Mikrowellenstrahlung 11, die somit elektromagnetische Strahlung in diesem Frequenzbereich darstellt, kann insbesondere eine induzierte Anregung und somit Polaritätsänderung der Nanopartikel 8 erreicht werden, die somit wiederum zu einer Erwärmung der Nanopartikel 8 selbst sowie des Bindemittels 6 führt.According to an alternative embodiment, the binder layer 3 is not hardened by an alternating magnetic field, but by a micro wave radiation 11, e.g. B. in the frequency range of 1 to 5 GHz, z. B. at 2.4 GHz. In particular, an induced excitation and thus a change in polarity of the nanoparticles 8 can be achieved by the microwave radiation 11 , which thus represents electromagnetic radiation in this frequency range, which in turn leads to heating of the nanoparticles 8 themselves and of the binder 6 .

Bei Einsatz von Mikrowellenstrahlung 11 kann eine prozessgesteuerte Leistungsregelung erfolgen, und/ oder zur Kontrollfunktion eine Messung der Temperatur des Bindemittels 6, z.B. mittels eines Infrarotsensors.When using microwave radiation 11, a process-controlled power regulation can take place and/or the temperature of the binding agent 6 can be measured for the control function, e.g. by means of an infrared sensor.

Nachfolgend kann in einem Schritt ST7 eine Deckschicht aufgebracht werden, so dass nachfolgend das Schleifmittel 1 fertiggestellt ist. Diese Deckschicht kann alternativ oder gegebenenfalls ergänzend mit Nanopartikel 8 ausgerüstet sein. Die endogene Härtung erfolgt in diesem Fall äquivalent wie bereits bei den vorherigen Schichten beschrieben.A top layer can then be applied in a step ST7, so that the grinding means 1 is subsequently completed. This cover layer can be equipped with nanoparticles 8 as an alternative or, if appropriate, in addition. In this case, the endogenous hardening takes place in the same way as already described for the previous layers.

Bei der Variante der Kornstreuung mittels Schwerkraft werden die Schleifkörner 4 von oben auf den Träger 2 mit der Bindemittelschicht 3 gestreut. Somit legt das Schleifkorn 4 sich eher zufällig aus. Derartige Ausbildungen sind für Kornagglomerate oder auch Stützkornstreuung relevant, bei denen ein Teil der Schleifkörner 4 als Stützkörner für die weiteren Schleifkörner 4 dient.In the variant of grain scattering by means of gravity, the abrasive grains 4 are scattered from above onto the carrier 2 with the binder layer 3 . Thus, the abrasive grain 4 lays out rather randomly. Such configurations are relevant for grain agglomerates or support grain distribution, in which some of the abrasive grains 4 serve as support grains for the other abrasive grains 4 .

Hierbei können z. B. zusätzlich zwischen den Schleifkörnern 4 auch kleinere Schleifkornpartikel als sogenannter Schotter eingebracht werden, der die insbesondere geformten Schleifkörner 4 stützt.Here z. B. In addition, between the abrasive grains 4, smaller abrasive grain particles can also be introduced as so-called gravel, which supports the particularly shaped abrasive grains 4.

Alternativ oder ergänzend zu einer magnetischen Härtung der Bindemittelschicht, die die Schleifkörner aufnimmt, kann auch eine andere Bindemittelschicht, z.B. eine obere Deckschicht, magnetisch gehärtet werden. Somit können gezielt eine oder mehrere Schichten, z.B. auch mit verschiedenen Curie-Temperaturen, der prozessbedingten Energiemengenregelung, und/oder auch mit verschiedenen Konzentrationen der Nanopartikel ausgehärtet werden.Alternatively or in addition to magnetically curing the make coat that receives the abrasive grains, another make coat, such as a top size coat, may also be magnetically cured. Thus, one or more layers can be cured in a targeted manner, e.g. also with different Curie temperatures, the process-related energy quantity regulation, and/or with different concentrations of the nanoparticles.

BezugszeichenlisteReference List

11
Schleifmittelabrasives
22
Träger, z. B. Trägerband, Trägergurt oder Trägerscheibecarrier, e.g. B. carrier tape, carrier belt or carrier disc
33
Bindemittelschichtbinder layer
44
Schleifkörnerabrasive grains
4a4a
Unterseitebottom
4b4b
Spitzensharpen
55
Deckschichttop layer
66
Bindemittel, z. B. Epoxid-Harz, der Bindemittelschicht 3binders, e.g. B. epoxy resin, the binder layer 3
88th
magnetische Nanopartikelmagnetic nanoparticles
1010
Wechselmagnetfeldalternating magnetic field
1111
Mikrowellenstrahlung microwave radiation
EE
Gleichfeldequal field
ST1ST1
Bereitstellen der AusgangsmaterialienProviding the starting materials
ST2ST2
Einbringen bzw. Untermischen der Nanopartikel 8 in das Adhäsiv-MaterialIntroduction or mixing in of the nanoparticles 8 in the adhesive material
ST3ST3
Auftrag der Bindemittelschicht 3Application of the binder layer 3
ST4ST4
Kornstreuunggrain spread
ST5ST5
Ausrichtung der Schleifkörner 4Orientation of the abrasive grains 4
ST6ST6
Härtung der Bindemittelschicht 3Hardening of the binder layer 3
ST7ST7
Aufbringen der Deckschicht 5Applying the top layer 5

Claims (36)

Schleifmittel (1) zum Schleifen von Werkstücken, wobei das Schleifmittel (1) aufweist: einen Träger (2), auf den Träger (2) aufgebrachte Schleifkörner (4), und mindestens ein auf den Träger (2) aufgebrachtes Bindemittel (6), wobei das Bindemittel (6) thermisch ausgehärtet ist, wobei mehrere Bindemittelschichten mit Bindemittel (6) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Bindemittel (6) Nanopartikel (8) aufgenommen sind, wobei die Nanopartikel (8) ein superparamagnetisches, ferrimagnetisches und/oder ferromagnetisches Material aufweisen, das anregbar ist durch eines oder mehrere der folgenden Maßnahmen: - ein elektrisches Induktions-Wechselfeld, - ein magnetisches Wechselfeld, - Mikrowellenstrahlung, die Nanopartikel (8) in dem Bindemittel (6) durch die Anregung erwärmbar sind, und wobei die mehreren Bindemittelschichten unterschiedliche Konzentrationen von Nanopartikeln (8) und/oder unterschiedlichen Curie-Temperaturen ihrer Nanopartikel (8) aufweisen.Abrasive means (1) for grinding workpieces, the abrasive means (1) having: a backing (2), abrasive grains (4) applied to the backing (2), and at least one binder (6) applied to the backing (2), wherein the binding agent (6) is thermally cured, wherein several binding agent layers with binding agent (6) are provided, characterized in that nanoparticles (8) are accommodated in the binding agent (6), wherein the nanoparticles (8) have a superparamagnetic, ferrimagnetic and/or or have ferromagnetic material that can be excited by one or more of the following measures: - an alternating electric induction field, - an alternating magnetic field, - microwave radiation, the nanoparticles (8) in the binder (6) can be heated by the excitation, and wherein the several binder layers have different concentrations of nanoparticles (8) and/or different Curie temperatures of their nanoparticles (8). Schleifmittel (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel (6) zumindest teilweise durch die Erwärmung der Nanopartikel endogen-thermisch ausgehärtet ist, z.B. durch eine Polaritätsänderung der Nanopartikel (8).Abrasive (1) after claim 1 , characterized in that the binder (6) is at least partially endogenously thermally cured by heating the nanoparticles, for example by a polarity change of the nanoparticles (8). Schleifmittel (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nanopartikel (8) ausschließlich aus einem Material gebildet sind, das in einem elektrischen oder magnetischen Wechselfeld zur Polaritätsänderung anregbar ist, wodurch Wärmeenergie im Bindemittel induzierbar ist.Abrasive (1) after claim 1 or 2 , characterized in that the nanoparticles (8) are formed exclusively from a material which can be excited to change polarity in an alternating electric or magnetic field, as a result of which heat energy can be induced in the binder. Schleifmittel (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Konzentration der Nanopartikel (8) in dem Bindemittel (6) in dem Bereich von 1 bis 30 Gew-%, z.B. 5 bis 25 Gew%, vorzugsweise 10 bis 20 Gew-% liegt, bezogen auf das Gesamtgewicht der Bindemittelschicht (3).Abrasive (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a concentration of the nanoparticles (8) in the binder (6) in the range from 1 to 30% by weight, for example 5 to 25% by weight, preferably 10 to 20% by weight -% is based on the total weight of the binder layer (3). Schleifmittel (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel (6) eine Harzkomponente aufweist, wobei die Konzentration der Nanopartikel (8) relativ zur Harzkomponente bei 3 bis 30 Gew-%, vorzugsweise 10 bis 25 Gew-% liegt.Abrasive (1) after claim 4 , characterized in that the binder (6) has a resin component, the concentration of the nanoparticles (8) relative to the resin component being 3 to 30% by weight, preferably 10 to 25% by weight. Schleifmittel (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel (6) weitere Stoffe, z.B. Füllstoffe aufweist.Abrasive (1) after claim 5 , characterized in that the binder (6) has other substances, such as fillers. Schleifmittel (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Bindemittelschicht (3) mit dem Bindemittel (6) auf den Träger (2) aufgebracht ist, und die Schleifkörner (4) in der Bindemittelschicht (3) aufgenommen sind.Abrasive means (1) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one binder layer (3) with the binder (6) is applied to the backing (2) and the abrasive grains (4) are accommodated in the binder layer (3). Schleifmittel (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifkörner (4) in einer unteren, direkt auf dem Träger (2) aufgebrachten Bindemittelschicht (3) aufgenommen sind.Abrasive (1) after claim 7 , characterized in that the abrasive grains (4) are accommodated in a lower binder layer (3) applied directly to the carrier (2). Schleifmittel (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel (6) mit den Nanopartikeln (8) als eine Deckschicht (5) auf ein oder mehrere untere Schichten aufgebracht sind, z.B. eine untere Schicht mit Schleifkörnern (4).Abrasive (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the binder (6) with the nanoparticles (8) is applied as a top layer (5) to one or more lower layers, eg a lower layer with abrasive grains (4). Schleifmittel (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Bindemittelschichten eine untere Bindemittelschicht (3) und eine Deckschicht (5) aufweisen, wobei die Deckschicht (5) Nanopartikel (8) aufweist oder ohne Nanopartikel (8) ausgebildet ist.Abrasive means (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the multiple binder layers have a lower binder layer (3) and a top layer (5), the top layer (5) having nanoparticles (8) or being formed without nanoparticles (8). . Schleifmittel (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetische Material der magnetischen Nanopartikel (8) einer oder mehrere der folgenden Materialien ist: ein Metalloxid, insbesondere MnxZn1-xFe2O4, mit x= 0,2 bis 0,6, z.B. 0,3 bis 0,5, ein Eisenoxid, insbesondere Fe3O4 und/oder Fe2O3.Abrasive means (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the magnetic material of the magnetic nanoparticles (8) is one or more of the following materials: a metal oxide, in particular Mn x Zn 1-x Fe 2 O 4 , with x= 0 .2 to 0.6, for example 0.3 to 0.5, of an iron oxide, in particular Fe 3 O 4 and/or Fe 2 O 3 . Schleifmittel (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetischen Nanopartikel (8) eine Primärpartikelgröße von 2 bis 200 nm, insbesondere 10 nm bis 150 nm, insbesondere 10 bis 100 nm, vorzugsweise 10 bis 30 nm aufweisen.Abrasive means (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the magnetic nanoparticles (8) have a primary particle size of 2 to 200 nm, in particular 10 nm to 150 nm, in particular 10 to 100 nm, preferably 10 to 30 nm. Schleifmittel (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifkörner (4) geformte Schleifkörner sind.Abrasive means (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the abrasive grains (4) are shaped abrasive grains. Schleifmittel (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifkörner (4) planparallel und mit dreieckiger Oberseite und Unterseite ausgebildet sind, und auf einer Unterseite (4a) auf dem Träger (2) stehen, wobei ihre Spitzen (4b) nach oben und/oder geneigt nach oben ragen.Abrasive (1) after Claim 13 , characterized in that the abrasive grains (4) are designed to be plane-parallel and have a triangular upper side and lower side, and stand on an underside (4a) on the carrier (2), with their tips (4b) protruding upwards and/or inclined upwards . Schleifmittel (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifkörner (4) plättchenförmig und/oder planparallel ausgebildet sind.Abrasive means (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the abrasive grains (4) are in the form of flakes and/or are plane-parallel. Schleifmittel (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifkörner (4) derartig parallel ausgerichtet sind, dass ihre Spitzen (4b) auf gleicher Höhe über dem Träger (2) angeordnet sind.Abrasive means (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the abrasive grains (4) are aligned in parallel such that their tips (4b) are arranged at the same height above the backing (2). Schleifmittel (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifkörner (4) aus einem oder mehreren der folgenden Materialien gebildet sind: Zirkonkorund, alpha-Aluminiumoxid, Siliziumkarbid, Diamant, gebrochenes kubisches Bornitrid (CBN).Abrasive means (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the abrasive grains (4) are formed from one or more of the following materials: zirconium corundum, alpha aluminum oxide, silicon carbide, diamond, broken cubic boron nitride (CBN). Schleifmittel (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (2) aus einer Scheibe oder einem Band ausgebildet ist, z. B. aus einem Textilgewebe, Papier, Kunststoff.Abrasive means (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the carrier (2) is formed from a disc or a belt, e.g. B. from a textile fabric, paper, plastic. Schleifmittel (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Curie-Temperatur der Nanopartikel (8) oberhalb einer Aushärtetemperatur des Bindemittels (6) liegt, insbesondere innerhalb eines Bereichs von 20° C, vorzugsweise 10° C, oberhalb der Aushärtetemperatur des Bindemittels (6), zur Vermeidung einer Überhitzung des Bindemittels (6).Abrasive (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the Curie temperature of the nanoparticles (8) is above a curing temperature of the binder (6), in particular within a range of 20° C, preferably 10° C, above the curing temperature of the binder (6), to avoid overheating of the binder (6). Schleifmittel (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel (6) durch Mischung aus einem oder mehreren Harzen und einem oder mehreren Härtern gebildet ist, wobei das Harz z.B. aus der folgenden Gruppe ausgewählt ist: Epoxidharze, Acrylate, Phenolharze, Polyurethane.Abrasive (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the binder (6) is formed by mixing one or more resins and one or more hardeners, the resin being selected, for example, from the following group: epoxy resins, acrylates, phenolic resins , polyurethanes. Verfahren zum Herstellen eines Schleifmittels (1), bei dem auf einen Träger (2) mindestens eine Bindemittelschicht (3) und Schleifkörner (4) aufgebracht werden und ein Bindemittel (6) der Bindemittelschicht (3) ausgehärtet wird, wobei mehrere Bindemittelschichten aufgetragen werden, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Bindemittel (6) Nanopartikel (8) aufgenommen sind und die Nanopartikel (8) bei der Aushärtung des Bindemittels (6) angeregt und/oder wechselnd polarisiert werden und sich hierdurch erwärmen, wobei das Bindemittel (6) zumindest teilweise durch die Erwärmung der Nanopartikel (8) ausgehärtet wird, wobei die mehreren Bindemittelschichten unterschiedliche Konzentrationen von Nanopartikeln (8) und/oder unterschiedliche Curie-Temperaturen ihrer Nanopartikel (8) aufweisen.Method for producing an abrasive (1), in which at least one binder layer (3) and abrasive grains (4) are applied to a carrier (2) and a binder (6) of the binder layer (3) is cured, with several binder layers being applied, characterized in that the binder (6) contains nanoparticles (8) are taken up and the nanoparticles (8) are excited and/or alternately polarized during the curing of the binder (6) and heat up as a result, the binder (6) being at least partially cured by heating the nanoparticles (8), wherein the plurality of binder layers have different concentrations of nanoparticles (8) and/or different Curie temperatures of their nanoparticles (8). Verfahren nach Anspruch 21, mit mindestens folgenden Schritten: - Bereitstellen des Trägers (2), der Schleifkörner (4), des Bindemittels (6) und der Nanopartikel (8) (ST1), - Aufbringung der Schleifkörner (4) und des Bindemittels (6) auf den Träger (2) - Härtung des Bindemittels (6) zumindest teilweise durch Aktivierung und/oder Anregung der Nanopartikel (8) unter Erzeugung von Wärme, wobei das Bindemittel (6) zumindest teilweise durch die durch die Nanopartikel (8) erzeugte Wärme ausgehärtet wird. (ST6).procedure after Claim 21 , With at least the following steps: - Providing the carrier (2), the abrasive grains (4), the binder (6) and the nanoparticles (8) (ST1), - Application of the abrasive grains (4) and the binder (6) on the Carrier (2) - curing of the binder (6) at least partially by activation and/or excitation of the nanoparticles (8) with generation of heat, the binder (6) being cured at least partially by the heat generated by the nanoparticles (8). (ST6). Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst das Bindemittel (6) mit den Nanopartikeln (8) auf den Träger (2) aufgebracht wird (ST3) und nachfolgend die Schleifkörner (4) in das Bindemittel (6) durch Streuung aufgebracht werden. (ST4)procedure after Claim 22 , characterized in that first the binder (6) with the nanoparticles (8) is applied to the carrier (2) (ST3) and then the abrasive grains (4) are applied to the binder (6) by scattering. (ST4) Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel (6) mit aufgenommenen Schleifkörnern (4) aufgetragen wird, z.B. durch ein Streichverfahren oder einen Streichauftrag (ST3).procedure after Claim 22 , characterized in that the binder (6) is applied with added abrasive grains (4), for example by a brushing process or a brush application (ST3). Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass vorab die Nanopartikel (8) in das Bindemittel (6) eingebracht, z.B. eingemischt werden.Procedure according to one of Claims 21 until 24 , characterized in that the nanoparticles (8) are introduced into the binder (6) in advance, for example mixed in. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel (6) als eine Bindemittelschicht aufgebracht wird.Procedure according to one of Claims 21 until 25 , characterized in that the binder (6) is applied as a binder layer. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Bindemittelschicht als untere Bindemittelschicht (3) zur Aufnahme der Schleifkörner (4), und/oder als obere Deckschicht (5) aufgebracht wird.procedure after Claim 26 , characterized in that the binder layer is applied as a lower binder layer (3) for receiving the abrasive grains (4) and/or as an upper covering layer (5). Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel (6) zumindest teilweise ausgehärtet wird durch ein Wechselmagnetfeld (10), zur Aktivierung der Nanopartikel (8), insbesondere mit den Eigenschaften: Frequenz 100 bis 1.000 kHz, Feldstärke 4.000 bis 21.000 A/m,Procedure according to one of Claims 21 until 27 , characterized in that the binder (6) is at least partially cured by an alternating magnetic field (10) to activate the nanoparticles (8), in particular with the properties: frequency 100 to 1,000 kHz, field strength 4,000 to 21,000 A/m, Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel (6) zumindest teilweise ausgehärtet wird durch Mikrowellenstrahlung, z. B. im Bereich von 1 bis 10 GHz.Procedure according to one of Claims 21 until 28 , characterized in that the binder (6) is at least partially cured by microwave radiation, z. B. in the range of 1 to 10 GHz. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel (6) zumindest teilweise ausgehärtet wird durch ein elektrisches Induktionsfeld, z. B. im Bereich von 500 bis 1500 kHz.Procedure according to one of Claims 21 until 29 , characterized in that the binder (6) is at least partially cured by an electric induction field, for. B. in the range of 500 to 1500 kHz. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Ausrichtens der Schleifkörner (4) (ST5) erfolgt durch eines oder mehrere der folgenden Ausrichtverfahren: - elektrostatische Ausrichtung in einem angelegten elektrostatischen Gleichfeld (E) und/oder Wechselfeld, - gravitativ durch Aufstreuen.Procedure according to one of Claims 21 until 30 , characterized in that the step of aligning the abrasive grains (4) (ST5) is carried out by one or more of the following alignment methods: - electrostatic alignment in an applied electrostatic DC field (E) and / or alternating field, - gravitationally by sprinkling. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass beim Aushärten des Bindemittels (6) ergänzend thermische Energie zugeführt wird, z.B. in einem Ofen.Procedure according to one of Claims 21 until 31 , characterized in that when the binder (6) hardens, additional thermal energy is supplied, for example in an oven. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 32 dadurch gekennzeichnet, dass die magnetischen Nanopartikel (8) bei Erreichen ihrer Curie-Temperatur ihre magnetischen Eigenschaften verlieren und hierdurch eine Prozess-Temperatur nach oben begrenzt wird, wobei die Curie-Temperatur oberhalb der Aushärtetemperatur des Bindemittels (6) liegtProcedure according to one of Claims 21 until 32 characterized in that the magnetic nanoparticles (8) lose their magnetic properties when their Curie temperature is reached and as a result an upper process temperature is limited, the Curie temperature being above the hardening temperature of the binder (6). Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Curie-Temperatur unterhalb einer kritischen oberen Temperatur liegt, bei der das Schleifmittel (1) beschädigbar ist.procedure after Claim 33 , characterized in that the Curie temperature is below a critical upper temperature at which the abrasive (1) can be damaged. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass eine Energiemengenregelung zum Härten des Bindemittels (6) erfolgt, wobei die geregelte Energiemenge die durch Anregung der Nanopartikel (8) zugeführte Energie zumindest umfasst.Procedure according to one of Claims 21 until 34 , characterized in that an amount of energy is regulated for curing the binder (6), the regulated amount of energy at least comprising the energy supplied by excitation of the nanoparticles (8). Verfahren nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass zur Energiemengenregelung eine Oberflächentemperatur, z.B. der Bindemittelschicht (3), gemessen wird und aus einer Prozesszeit und der gemessenen Oberflächentemperatur auf die eingebrachte Energiemenge geschlossen wird.procedure after Claim 35 , characterized in that a surface temperature, for example the binder layer (3), is measured to regulate the amount of energy and from a process time and the measured surface temperature the amount of energy introduced can be deduced.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT368054B (en) 1978-07-17 1982-09-10 Unicorn Ind Ltd METHOD FOR PRODUCING - IN PARTICULAR DISC-SHAPED - MOLDED PIECES FROM A GRINDING MATERIAL
US20140299268A1 (en) 2013-04-09 2014-10-09 The Boeing Company Thermally Curable Bonding Film Adhesive with Uniform Thickness
US20200071584A1 (en) 2016-10-25 2020-03-05 3M Innovative Properties Company Magnetizable abrasive particle and method of making the same
WO2020165709A1 (en) 2019-02-11 2020-08-20 3M Innovative Properties Company Abrasive article

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3774355A (en) * 1971-10-15 1973-11-27 Remington Arms Co Inc Armored metal file band and production thereof
IT1152359B (en) * 1981-11-02 1986-12-31 Grace W R & Co THERMOINDURIBLE EPOXY COMPOSITION
AU656556B2 (en) * 1991-03-13 1995-02-09 Minnesota Mining And Manufacturing Company Radio frequency induction heatable compositions
US5542961A (en) * 1995-03-28 1996-08-06 Norton Company Dielectric curing
US6478831B2 (en) * 1995-06-07 2002-11-12 Ultimate Abrasive Systems, L.L.C. Abrasive surface and article and methods for making them

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT368054B (en) 1978-07-17 1982-09-10 Unicorn Ind Ltd METHOD FOR PRODUCING - IN PARTICULAR DISC-SHAPED - MOLDED PIECES FROM A GRINDING MATERIAL
US20140299268A1 (en) 2013-04-09 2014-10-09 The Boeing Company Thermally Curable Bonding Film Adhesive with Uniform Thickness
US20200071584A1 (en) 2016-10-25 2020-03-05 3M Innovative Properties Company Magnetizable abrasive particle and method of making the same
WO2020165709A1 (en) 2019-02-11 2020-08-20 3M Innovative Properties Company Abrasive article

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHAUDHARY, Richa [u.a.]: Magnetocuring of temperature failsafe epoxy adhesives. In: Applied Materials Today, Vol. 21, 2020, Artikelnummer: 100824 (13 S.). - ISSN 2352-9407. DOI: 10.1016/j.apmt.2020.100824

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