Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schleifband, welches insbesondere zum Schleifen
von Keramikteilen geeignet ist.
Teile aus Keramik werden für verschiedene Anwendungen herangezogen. Beispielsweise
sei an Verkleidungen von Gebäudefassaden oder an Fliessen erinnert. Keramikteile
müssen in der Regel auf Spiegelglanz poliert werden, um für derartige Verwendungen
akzeptabel zu sein. Dies stellt hohe Anforderungen an die Exaktheit der einzusetzenden
Schleifbänder. Herkömmliche Schleifbänder für andere Anwendungen erfüllen
diese hohen Anforderungen nicht. Insbesondere sind die Unterlagen sowie deren
Bandverbindungen bei herkömmlichen Schleifbändern zu uneben.
Dies ist besonders deshalb problematisch, weil Unebenheiten beziehungsweise Überdicken
beim Schleifband zu irreparablen Beschädigungen an der Oberfläche der Keramikteile
führen, die in der Regel das keramische Werkstück nichtig machen. Ein Nachbearbeitung
ist bei Sinter-Keramiken aus Dimensionsgründen nicht realisierbar. Sinter-Keramiken
weisen oft einen Gradient an Porosität auf (oben poröser als unten in Sinterrichtung),
so dass das Teil zum respektiven korrekten Arbeitsschritt nicht mehr identisch
ist.
Es war die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Schleifband bereitzustellen, welches
zum Schleifen von Keramikteilen geeignet ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Schleifband gemäss den unabhängigen Ansprüchen gelöst.
Im einzelnen betrifft die vorliegende Erfindung ein Schleifband, umfassend eine Polymer-Folie
oder ein Mischfasergewebe als Unterlage, dadurch gekennzeichnet, dass die
Einheiten der Unterlage über eine Nullverbindung miteinander verbunden sind.
Gemäss der vorliegenden Erfindung wird unter einer Nullverbindung eine Verbindung
von zwei Bandeinheiten verstanden, welche nahezu keine, d.h. nicht mehr als maximal
5 µm Überdicke aufgrund eines überstehenden Bandes aufweist.
Es hat sich gezeigt, dass eine Unterlage, welche eine Polymer-Folie umfasst und deren
Bandeinheiten über eine Nullverbindung miteinander verbunden sind, die für das Schleifen
von Keramikteilen erforderliche Exaktheit bei sehr guter Zugkraft aufweisen. Durch
Verwendung einer Polymer-Folie kann eine Unterlage bereitgestellt werden, welche
keine das Schleifen nachteilig beeinflussende Unebenheiten aufweist. Es hat sich aber
ebenfalls gezeigt, dass als Unterlage ein Mischfasergewebe eingesetzt werden kann,
wenn man die Unterlageneinheiten über eine Nullverbindung miteinander verbindet.
Als Material für die Polymerfolien werden erfindungsgemäss bevorzugt Polyester, Polyethylen
oder Polypropylen eingesetzt. Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform
kann die Unterlage des Schleifbandes auch aus einem Laminat aus einer derartigen
Polymer-Folie und einer wasserfesten, appretierten Gewebeunterlage bestehen.
Gemäss der vorliegenden Erfindung weist die Unterlage des Schleifbandes vorzugsweise
eine Dicke von 250 bis 350 µm, in der Ausführungsform eines Laminats aus Polymerfolie
und Gewebe eine Dicke von 300 bis 600 µm auf.
Auf die Unterlage ist das Schleifmittel aufgebracht. Das Schleifmittel muss die für das
Schleifen von Keramikteilen erforderliche Härte aufweisen. Erfindungsgemäss werden
Schleifmittel in den für Schleifanwendungen üblichen Korngrössen eingesetzt. Gemäss
der vorliegenden Erfindung ist das Schleifmittel vorzugsweise ein Superabrasiv wie Diamant
(z.B. monokristallin resin-bond, monokristallin metal-bond, polykristallin, coated)
oder kubischer Bornitrid (cBN).
Das Schleifmittel wird mittels eines Bindemittels mit der Unterlage verbunden. Als Bindemittel
können gängige in diesem Gebiet verwendete Materialien eingesetzt werden.
Erfindungsgemäss bevorzugt handelt es sich bei dem Bindemittel um ein Phenolharz
mit einem Anteil von 0-20 Gew.-% Phenoxyharz. Es ist gemäss der vorliegenden Erfi n-dung
aber auch möglich, ein Bindemittel einzusetzen, das durch Einfügen sehr fester
Fasern verstärkt ist. Vorzugsweise werden kleine Zusätze von geschnittenen Fasern
(chopped fibers) während der Zubereitung der Bindemittelmatrix in dieselbe eingearbeitet.
Erfindungsgemäss bevorzugt sind hierfür Fasern aus m- und/oder p-Aramid (aromatisches
Polyamid), ultrahochfestem Polyethylen, hochorientiertem Polyester, Polyester,
Polyamid, Kohlefasern oder Glasfasern sowie Litzendrähte. Erfindungsgemäss besonders
bevorzugt ist die Verwendung von Fasern aus m-Aramid, welche von den Firma
Du Pont unter der Marke Nomex® und von der Firma Teijin unter der Marke Teijinconex®
vertrieben werden, und/oder p-Aramid, welche von der Firma Du Pont unter der
Marke Kevlar®, von der Firma Twaron unter der Marke Twaron® und von der Firma Teijin
unter der Marke Technora® vertrieben werden, und/oder von Fasern aus ultrahochfestem
Polyethylen, welche von der Firma Toyobo unter der Marke Dyneema® vertri eben
werden. Erfindungsgemäss besonders bevorzugt ist die Verwendung von Fasern
aus p-Polyphenylen-2,6-benzobisoxazol, welche von der Firma Toyobo unter der Marke
Zylon® vertrieben werden. Erfindungsgemäss können aber auch Kombinationen aller
vorstehend genannten Materialien als Fasermaterial zur Verstärkung der Bi ndemittelmatrix
eingesetzt werden.
Das Schleifmittel wird auf mindestens eine Oberfläche der Unterlage aufgebracht. Je
nach Art der Nullverbindung kann das Schleifmittel jedoch auch auf beide Oberflächen
der Unterlage aufgebracht werden. Insbesondere wenn die Unterlage ein Laminat aus
einer Polymer-Folie und einem wasserfesten Gewebe umfasst, ist das Aufbringen des
Schleifmittels auf beide Oberflächen der so gebildeten Unterlage bevorzugt. Bei Ausführungsformen,
bei denen das Schleifmittel auf beide Oberflächen der Unterlage aufgebracht
wird, kann für die verschiedenen Oberflächen jeweils ein anderes Schleifmittel
oder das gleiche Schleifmittel mit unterschiedlicher Körnigkeit (auf der einen Oberfläche
grobkörniges Schleifmittel, auf der anderen Oberfläche feinkörniges Schleifmittel) eingesetzt
werden. Auf diese Weise wird ein Schleifband bereitgestellt, dessen beide
Oberflächen unterschiedliche Schleifeigenschaften aufweisen. Erfindungsgemäss kann
dies insbesondere bei der Ausführungsform realisiert werden, bei der ein Laminat aus
Polymer-Folie und wasserfestem Gewebe als Unterlage eingesetzt wird.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann die Unterlage des Schleifbandes, ob Polymer-Folie,
Mischfasergewebe oder Laminat, auch mit einer Rückseitenbeschichtung
versehen werden. Die Bandeinheiten der Unterlage zusammen mit der Rückseitenbeschichtung
werden mit einer Nullverbindung verbunden. Die Rückseitenbeschichtung
besteht vorzugsweise aus einem Kunstharz und weist vorzugsweise eine Dicke von 100
bis 200 µm auf.
Besonders vorteilhaft ist die Rückseitenbeschichtung mit Zusätzen versehen. Dies können
organische oder anorganische Partikel sein, z.B. Mineralien, Kunststoffgranulate
oder Kork. Dadurch kann beispielsweise eine Dämpfung bei der Bearbeitung erzielt
werden. Mit solch einem Schleifband entstehen weniger übergrosse Kratzer, da ein
Korn bzw. das gesamte Schleifband bei Übergrössen im Band zurückweichen kann.
Das Schleifband der vorliegenden Erfindung wird hergestellt, indem man zunächst die
Unterlage bereitstellt und anschliessend das Schleifmittel mittels eines Bindemittels mit
der Unterlage verbindet. Die Unterlage wird durch Verbinden mehrerer Unterlageneinheiten
über eine Nullverbindung bereitgestellt. Die Erzeugung dieser Nullverbindungen
ist nachstehend anhand von bevorzugten Ausführungsformen näher erläutert.
Gemäss der vorliegenden Erfindung sind fünf verschiedene Arten von Nullverbindungen
bevorzugt. Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemässen Schleifbänder mit
diesen Nullverbindungen sind in den nicht einschränkenden Figuren gezeigt.
Es zeigen:
- Fig. 1
- ein Schleifband mit einer Nullverbindung gemäss einer ersten bevorzugten
Ausführungsform
- Fig. 2
- ein Schleifband mit einer Nullverbindung gemäss einer zweiten bevorzugten
Ausführungsform
- Fig. 3
- ein Schleifband mit einer Nullverbindung gemäss einer dritten bevorzugten
Ausführungsform
- Fig. 3A
- ein weiteres Schleifband mit einer Nullverbindung gemäss einer dritten
bevorzugten Ausführungsform
- Fig. 4
- ein Schleifband mit einer Nullverbindung gemäss einer vierten bevorzugten
Ausführungsform
- Fig. 5
- ein Schleifband mit einer Nullverbindung gemäss einer fünften bevorzugten
Ausführungsform.
Eine Nullverbindung gemäss einer ersten bevorzugten Ausführungsform gemäss der
vorliegenden Erfindung ist dadurch realisiert, dass zwei Folieneinheiten derart geformt
sind, dass zumindest ein Abschnitt der Fläche der Folieneinheiten, welche an die jeweils
andere Folieneinheit grenzt, von der anderen Folieneinheit weg abgeschrägt ist
und in den dadurch gebildeten Raum ein Fasermaterial eingebracht ist.
Als Fasermaterial kann jedes herkömmlich für faserverstärkte Folien eingesetzte Fasermaterial
herangezogen werden. Erfindungsgemäss bevorzugt handelt es sich um
eine Aramidfaser (Keflar®).
Die Nullverbindung der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
wird dadurch erzeugt, dass man zunächst zumindest einen Abschnitt der Fläche
der Folieneinheiten, welche an die jeweils andere Folieneinheit grenzt, von der anderen
Folieneinheit weg abschrägt. Dies kann auf herkömmliche, dem Fachmann bekannte
Art erfolgen, beispielsweise durch Zuschleifen der Folien. Erfindungsgemäss bevorzugt
wird jede Folieneinheit hierbei über eine Strecke von 5-15 µm, vorzugsweise 5 bis 10
µm abgeschrägt. Die Abschrägung kann über die gesamte Breite oder nur über einen
Teil der Breite jeder Folieneinheit vorhanden sein. Auf diese Weise wird ein keilförmiger
Raum zwischen den beiden Folieneinheiten erzeugt.
In diesen keilförmigen Raum wird ein Fasermaterial eingebracht. Erfindungsgemäss
bevorzugt hat dieses Fasermaterial eine Dicke von 50 bis 100 µm. Die Länge des Fasermaterials
ist so zu wählen, dass zwischen den beiden Folieneinheiten im verbundenen
Zustand auf der Seite, auf der sich die Folieneinheiten am nächsten kommen, ein
maximaler Zwischenraum von 1 mm vorhanden ist. Das Fasermaterial wird in den keilförmigen
Raum gedrückt, so dass ein Teil dieses Raums und hierbei möglichst der gesamte
vorstehende Zwischenraum durch das Fasermaterial im wesentlichen vollständig
ausgefüllt ist. Das Fasermaterial wird mit den beiden Folieneinheiten verklebt. Hierbei
ist die Verklebung so durchzuführen, dass es zu keiner Überdicke kommt. Hierfür kann
jeder Klebstoff verwendet werden, der zum Verkleben von Polymerteilen mit Faserteilen
herkömmlich eingesetzt wird. Erfindungsgemäss bevorzugt ist ein Klebstoff auf Polyurethan-Basis.
Die so gebildete Nullverbindung ist belastbar bis zu einer Zugkraft von etwa 200 N/cm.
Eine bevorzugtes Beispiel dieser ersten Ausführungsform des erfindungsgemässen
Schleifbands ist in Fig. 1 gezeigt. Zwei Folieneinheiten 1a und 1b wurden so abgeschliffen,
dass sie über eine Strecke a abgeschrägt sind. Die Abschrägung ist in diesem Beispiel
nicht über die gesamte Breite der Folieneinheiten ausgebildet. In den so gebildeten
keilförmigen Hohlraum wurde ein Teil aus Fasermaterial 2 eingebracht. Das Fasermaterial
2 wurde in den Raum zwischen den Folieneinheiten 1a, 1b gedrückt, so dass
der Raum zwischen den geraden Abschnitten der aneinander grenzenden Flächen der
Folieneinheiten 1a, 1b möglichst vollständig durch das Fasermaterial 2 ausgefüllt und
somit eine möglichst exakte Verbindung zwischen den Folieneinheiten 1a, 1b gewährleistet
ist. Das Fasermaterial 2 wurde mit den Folieneinheiten 1a und 1b verklebt, so
dass eine feste Verbindung ausgebildet wurde. Hierbei wurde das Entstehen einer
Überdicke vermieden.
Auf die Oberfläche der aus den Einheiten 1a, 1b gebildeten Unterlage, die möglichst
keinerlei Zwischenraum aufweist, wurde anschliessend das Schleifmittel 4 mittels eines
Bindemittels 3 gebunden. Im vorliegenden Beispiel handelte es sich bei dem Schleifmittel
4 um Superabrasiv und bei dem Bindemittel 3 um ein Phenolharz mit einem Anteil
von 0-20 Gew.-% Phenoxyharz.
Eine Nullverbindung gemäss einer zweiten bevorzugten Ausführungsform gemäss der
vorliegenden Erfindung ist dadurch realisiert, dass die aneinander grenzenden Flächen
der Folieneinheiten zueinander passgenau abgeschrägt und verklebt sind. Dies kann
auf herkömmliche, dem Fachmann bekannte Art erfolgen, beispielsweise durch Zuschleifen
der Folien. Erfindungsgemäss bevorzugt wird jede Folieneinheit hierbei über
eine Strecke von 10-30 µm, vorzugsweise 10 bis 20 µm abgeschrägt. Für das Verkleben
der Folieneinheiten kann jeder Klebstoff verwendet werden, der zum Verkleben von
Polymerteilen herkömmlich eingesetzt wird. Hierbei ist die Verklebung so durchzuführen,
dass es zu keiner Überdicke kommt. Erfindungsgemäss bevorzugt ist ein Klebstoff
auf Polyurethan-Basis.
Ein Beispiel dieser Art von Nullverbindung ist in Fig. 2 gezeigt. Die beiden Folieneinheiten
1a, 1b wurden so abgeschrägt, dass die aneinander grenzenden Flächen 5a, 5b
dieser Einheiten exakt zueinander passen. Die Flächen 5a und 5b wurden miteinander
so verklebt, dass es an keiner Stelle zu einer Überdicke kommt.
Auf eine Oberfläche der aus den Einheiten 1a, 1b gebildeten Unterlage wurde anschliessend
das Schleifmittel 4 mittels eines Bindemittels 3 gebunden. Im vorliegenden
Beispiel handelte es sich bei dem Schleifmittel 4 um Superabrasiv und bei dem Bindemittel
3 um ein Phenolharz mit einem Anteil von 0-20 Gew.-% Phenoxyharz. Im Fall der
vorliegenden zweiten Ausführungsform ist es auch möglich, das Schleifmittel auf beide
Oberflächen der Unterlage aufzubringen.
Bei einem erfindungsgemässe Schleifband gemäss einer dritten bevorzugten Ausführungsform
umfasst die Unterlage zusätzlich eine Schicht aus einer wasserfesten Gewebeunterlage,
welche mit der Polymer-Folie verbunden ist. Die Unterlage ist somit in diesem
Fall ein Laminat aus zwei Schichten. Eine Nullverbindung gemäss einer dritten bevorzugten
Ausführungsform gemäss der vorliegenden Erfindung ist dadurch realisiert,
dass zueinander versetzte Stossfugen aus jeweils 2 Folieneinheiten und zwei Gewebeeinheiten
vorhanden und verklebt sind. Mit anderen Worten sind im Laminat die Schichten
aus Folie und Gewebe zueinander versetzt angeordnet, so dass beispielsweise die
Enden der Folieneinheiten nicht direkt über den Enden der Gewebeeinheiten liegen. Auf
diese Weise sind jeweils die Enden der entsprechenden Einheiten durch eine Einheit
des anderen Materials verbrückt. Dadurch wird eine stabile Nullverbindung jeweils der
Folieneinheiten und der Gewebeeinheiten realisiert.
Die Verbindung der Laminatschichten kann durch dem Fachmann hierfür bekannte Methoden
erreicht werden. Erfindungsgemäss bevorzugt ist ein Hot-Melt-Kaschieren.
Im Fall der vorliegenden dritten Ausführungsform ist es möglich, das Schleifmittel auf
beide Oberflächen der Unterlage aufzubringen, also sowohl auf die freie Oberfläche der
Folieneinheiten als auch auf die freie Oberfläche der Gewebeeinheiten. Das Schleifmittel
wird jeweils mittels eines Bindemittels an die Oberflächen gebunden. Die Oberflächen
können hierbei vorzugsweise unterschiedliche Schleifmittel oder ein Schleifmitttel
mit unterschiedlicher Körnigkeit aufweisen, so dass das Schleifband Oberflächen mit
unterschiedlichen Schleifeigenschaften aufweist.
In Fig. 3 und 3A ist jeweils ein Beispiel für ein Schleifband gemäss der dritten Ausführungsform
gezeigt. Die Folieneinheiten 1a, 1b und die Gewebeeinheiten 6a, 6b wurden
zueinander versetzt angeordnet und bilden eine Laminat-Unterlage. Die Einheiten 1a,
1b und 6a, 6b wurden durch Hot-Melt-Kaschieren so miteinander verbunden, dass die
Einheiten 1a und 1b sowie 6a und 6b jeweils miteinander eine Nullverbindung ausbilden.
Auf eine der beiden Oberflächen der Laminat-Unterlage wurde anschliessend in Abhängigkeit
von der verwendeten Korngrösse das Schleifmittel 4 mittels eines Bindemittels
3 gebunden. Für grobes Korn (P80-P600 bzw. 180 µm - 25 µm) wird bevorzugt die
Gewebeseite mit Korn belegt, für feineres Korn (P800-P3000 bzw. 20 µm - 3 µm) bevorzugt
die Folienseite. Im vorliegenden Beispiel handelte es sich bei dem Schleifmittel
4 um Superabrasiv und bei dem Bindemittel 3 um ein Phenolharz mit einem Anteil von
0-20 Gew.-% Phenoxyharz.
Bei einem erfindungsgemässe Schleifband gemäss einer vierten bevorzugten Ausführungsform
umfasst die Unterlage eine Schicht aus einer wasserfesten Gewebeunterlage,
welche mit einer Schicht aus Mischfasergewebe verbunden ist. Die Unterlage ist
somit in diesem Fall ein Laminat aus zwei Schichten. Die wasserfeste Gewebeunterlage
weist eine erhöhte Dicke von etwa 50-80 µm auf. Dies ist erforderlich, um eine Nullverbindung
der Mischfasergewebeeinheiten realisieren zu können. Ansonsten würde es
beim Abschaben der Gewebeunterlage zu einer irreparablen Beschädigung des Mischfasergewebes
kommen. Eine Nullverbindung gemäss einer vierten bevorzugten Ausführungsform
gemäss der vorliegenden Erfindung ist dadurch realisiert, dass die wasserfeste
Gewebeunterlage an der Position unterhalb der Verbindungsstelle der Mischfasergewebeeinheiten
8a, 8b abgeschabt ist. Dies kann mit herkömmlichen, dem Fachmann
bekannten Methoden erfolgen. In diesen abgeschabten Bereich wird eine faserverstärkte
Verbindungsfolie, welche der Verbindungsfolie gemäss der ersten Ausführungsform
entspricht, eingelegt und verklebt. Für das Verkleben der Folieneinheiten
kann jeder Klebstoff verwendet werden, der zum Verkleben von Polymerteilen mit Gewebeteilen
herkömmlich eingesetzt wird. Erfindungsgemäss bevorzugt ist ein Klebstoff
auf Polyurethan-Basis.
Die Verbindung der Laminatschichten kann durch dem Fachmann hierfür bekannte Methoden
erreicht werden. Erfindungsgemäss bevorzugt ist ein Hot-Melt-Kaschieren.
In Fig. 4 ist ein Beispiel für ein Schleifband gemäss der vierten Ausführungsform gezeigt.
Die Mischfasergewebeeinheiten 8a, 8b und die dicken Gewebeeinheiten 7a, 7b
wurden zueinander versetzt angeordnet und bilden eine Laminat-Unterlage. Die Einheiten
8a, 8b und 7a, 7b wurden durch Hot-Melt-Kaschieren miteinander verbunden. Anschliessend
wurde die Gewebeunterlage unterhalb der Verbindung der Polymerfolieneinheiten
8a, 8b abgeschabt. In den so entstandenen Zwischenraum wurde die faserverstärkte
Folie 9 eingelegt und so verklebt, dass die Einheiten 8a, 8b eine Nullverbindung
ausbildeten.
Auf die durch das Mischfasergewebe gebildete Oberfläche der Laminat-Unterlage wurde
anschliessend das Schleifmittel 4 mittels eines Bindemittels 3 gebunden. Im vorliegenden
Beispiel handelte es sich bei dem Schleifmittel 4 um Superabrasiv und bei dem
Bindemittel 3 um ein Phenolharz mit einem Anteil von 0-20 Gew.-% Phenoxyharz.
In Fig. 5 ist ein Schleifband gemäss einer weiteren Ausführungsform dargestellt. Die
Polymerfolieneinheiten 1a, 1b wurden mit einer Rückseitenbeschichtung 10a, 10b versehen.
Im Bereich der Verbindung der Folieneinheiten 1a, 1b wurde die Rückseitenbeschichtung
ausgenommen. In den so entstandenen Zwischenraum wurde eine faserverstärkte
Folie 9 eingelegt, so dass die Polymerfolieneinheiten 1a, 1b über eine Nullverbindung
verbunden wurden. Die Tiefe der Ausnehmung entspricht dabei der Dicke
der faserverstärkten Folie 9.
Das erfindungsgemässe Schleifband eignet sich insbesondere zum Schleifen von Keramikteilen
wie beispielsweise Verkleidungen von Gebäudefassaden oder Fliessen. Mit
dem erfindungsgemässen Schleifband können Keramikteile auf Spiegelglanz poliert
werden, was mit herkömmlichen Schleifbändern aufgrund deren Unebenheit nicht möglich
ist.