DE69921803T2 - Schleifmittel mit schleifkörner tragender haftschicht auf basis eines beschichtungspulvers mit einer schmelzbaren, strahlungshärtbaren komponente - Google Patents

Schleifmittel mit schleifkörner tragender haftschicht auf basis eines beschichtungspulvers mit einer schmelzbaren, strahlungshärtbaren komponente Download PDF

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D. Gregg DAHLKE
J. Robert DEVOE
R. Alan KIRK
R. Mark MEIERROTTO
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Description

  • Diese Erfindung betrifft das Gebiet der Schleifgegenstände. Diese Erfindung betrifft insbesondere Schleifgegenstände, wobei ein Pulver aus schmelzbaren Partikeln trocken aufgebracht, flüssig gemacht und dann gehärtet wird, so dass mindestens ein Teil des Bindesystems des Schleifgegenstandes gebildet wird.
  • Beschichtete Schleifgegenstände umfassen gewöhnlich einen Träger, an dem eine Vielzahl von Schleifgegenständen über ein geeignetes Bindesystem gebunden sind. Ein gewöhnlicher Typ des Bindesystems umfasst eine Bindemittelschicht, eine Deckschicht und gegebenenfalls eine Überschicht. Die Bindemittelschicht umfasst ein widerstandsfähiges elastisches Polymerbindemittel, das die Schleifpartikel an den Träger bindet. Die Deckschicht, die ebenfalls ein widerstandsfähiges elastisches Polymerbindemittel enthält, welches das gleiche Bindemittel wie das in der Bindemittelschicht oder ein anderes ist, wird über der Bindemittelschicht zur Verstärkung der Partikel aufgebracht. Die Überschicht, die einen oder mehrere Antiloading-Inhaltsstoffe oder möglicherweise Schleifhilfen enthält, kann dann wenn gewünscht über der Deckschicht aufgebracht werden.
  • Bei einem herkömmlichen Herstellungsverfahren werden die zur Herstellung der Bindemittelschicht verwendeten Inhaltsstoffe gegebenenfalls in einer ausreichenden Menge eines wässrigen oder nicht-wässrigen Lösungsmittels dispergiert oder gelöst, damit der Bindemittelschicht eine zur Beschichtung geeignete Viskosität verliehen wird. Die Fluidformulierung wird dann auf den Träger aufgetragen, wonach die Schleifpartikel auf die Formulierung der Bindemittelschicht aufgebracht werden. Die Formulierung der Bindemittelschicht wird dann getrocknet, um das Lösungsmittel zu entfernen und zumindest teilweise gehärtet. Die zur Herstellung der Deckschicht verwendeter Inhaltsstoffe werden ebenfalls in einem Lösungsmittel dispergiert, und die resultierende Fluidformulierung wird dann über der Deckschichtformulierung und den Schleifpartikeln aufgebracht, getrocknet und gehärtet. Eine ähnliche Technik wird dann zum Auftragen der Überschicht auf der Deckschicht verwendet.
  • Das herkömmliche Herstellungsverfahren hat jedoch einige Nachteile, weil sämtliche Beschichtungsformulierungen auf Lösungsmittel beruhen. Übliche Formulierungen für Bindemittelschicht und Deckschicht können 10 bis 50 Gewichtsprozent Lösungsmittel enthalten. Die Überschicht-Formulierungen benötigen insbesondere noch mehr Lösungsmittel, damit geeignete Beschichtungen mit dem gewünschten Beschichtungsgewicht und der gewünschten Viskosität hergestellt werden. Die Lösungsmittel können jedoch einen teueren Anschaffungspreis haben, oder es ist schwer, richtig mit ihnen umzugehen. Lösungsmittel müssen auch aus den Beschichtungen entfernt werden, was erhebliche Trocknungskosten in Bezug auf Sachkapital, Energiekosten und Zyklusdauer mit sich bringt. Mit der Rückgewinnung oder Entsorgung von Lösungsmittel gehen außerdem weitere Kosten und Umweltinteressen einher. Beschichtungsformulierungen auf Lösungsmittel-Basis erfordern gewöhnlich auch Beschichtungsverfahren, die zum Zeitpunkt der Beschichtung einen Kontakt mit den darunter liegenden Schichten beinhalten. Ein solcher Kontakt kann die Ausrichtung der beschichteten Schleifpartikel zerstören, was die Schleifleistung beeinträchtigt.
  • Nicht überraschend wurden lösungsmittelfreie Herstellungsverfahren untersucht. Ein vielversprechender Ansatz umfasst Pulverbeschichtungsverfahren, bei denen eine Beschichtung hergestellt wird durch trockenes Aufbringen eines Pulvers aus äußerst feinen härtbaren Bindemittelpartikeln auf einen geeigneten Träger, Schmelzen des aufgebrachten Pulvers, so dass die Partikel miteinander verschmelzen und eine gleichförmige Schmelzschicht bilden und dann Härten der Schmelzschicht, so dass eine feste wärmegehärtete Bindemittelmatrix erhalten wird. WO 97/25185 beschreibt die Herstellung eines Bindemittels für Schleifpartikel aus Trockenpulvern. Die Trockenpulver umfassen thermisch härtbare Phenolharze, die sich auf einen geeigneten Träger trocken aufbringen lassen. Nach dem Auftragen werden die Partikel geschmolzen. Schleifpartikel werden dann in die geschmolzene Formulierung gebracht. Die geschmolzene Formulierung wird dann thermisch gehärtet, so dass eine feste Bindemittelschicht-Matrix hergestellt wird. Eine Deckschicht, kann auf die gleiche Wiese aufgebracht werden. Die Bindemittel- und Deckschichten werden bezeichnenderweise ohne jegliches Lösungsmittel hergestellt, und das Pulver für die Bindemittelschicht kann aufgebracht werden, ohne dass es die darunter liegenden Schleifpartikel berührt und somit diese unterbricht.
  • Ungeachtet der Vorteile, die von den in WO 97/25185 beschriebenen Pulverbeschichtungsverfahren ausgehen, beinhalten die in diesem Dokument beschriebenen Pulver thermisch gehärtete Harze. Die Verwendung dieser Harze wirft erhebliche Herausforderungen während der Herstellung auf. Thermisch gehärtete Harze sind gewöhnlich bei angemessenen Verarbeitungstemperaturen tendenziell hochviskos, und sie lassen sich daher schwer zum Fließen bringen. Dadurch wird es etwas schwierig, die Bindemittelpartikel zu schmelzen und diese auf gleichförmige Weise miteinander zu verschmelzen. Die thermisch härtbaren Harze erfordern zur Erzielung des Härtens ebenfalls relativ hohe Temperaturen. Dies schränkt die Arten von Materialien, die sich in einen Schleifgegenstand einbringen lassen, ein. Insbesondere können viele Arten von ansonsten wünschenswerten Trägermaterialien beschädigt oder zersetzt werden, wenn sie den zum Härten erforderlichen Temperaturen ausgesetzt werden. Es ist auch schwierig, den Anfang und die Geschwindigkeit des thermischen.
  • Härtens zu steuern. Gewöhnlich beginnt das thermische Härten, sobald Wärme zum Schmelzen der Pulverpartikel zugeführt wird. Folglich kann die Härtungsreaktion zu weit fortschreiten, bevor die Pulverpartikel angemessen verschmelzen. Die resultierende Bindung zwischen dem gehärteten Bindemittel und den Haftpartikeln kann zudem abklingen und ist schwächer als gewünscht.
  • Die vorliegende Erfindung beinhaltet wie in den Ansprüchen beschrieben die Verwendung von Pulverbeschichtungsverfahren zur Herstellung beschichteter Schleifmittel. Das Pulver hat in einer Ausführungsform die Form einer Vielzahl von Bindemittelvorläuferpartikeln, die eine durch Strahlung härtbare Komponente umfassen. Bei anderen Ausführungsformen umfasst das Pulver mindestens ein Metallsalz einer Fettsäure und einer aus einer durch Strahlung härtbaren Bindemittelvorstufe ausgewählten organischen Komponente. In den Ausführungsformen existiert jeweils ein Feststoff unter den gewünschten Trockenbeschichtungsbedingungen, der aber leicht bei relativ niedrigen Temperaturen geschmolzen und dann auch bei angemessen niedrigen Verarbeitungstemperaturen verfestigt wird. Die Prinzipien der vorliegenden Erfindung können zur Herstellung von Bindemittelschichten, Deckschichten und/oder Überschichten wie gewünscht verwendet werden.
  • Die vorliegende Erfindung bietet mehrere Vorteile. Zuerst, weil das Schmelzen und das Härten bei relativ niedrigen Temperaturen erfolgen, können erfindungsgemäß hergestellte Schleifgegenstände mit einem breiteren Bereich anderer Komponenten verwendet werden, beispielsweise Trägermaterialien, die ansonsten bei höheren Temperaturen beschädigt werden. Die Fähigkeit zur Verwendung niedrigerer Verarbeitungstemperaturen bedeutet auch, dass die vorliegende Erfindung einen niedrigeren Energiebedarf hat, was die Erfindung hinsichtlich der Energiekosten effizienter und ökonomischer macht. Zudem können die Pulverbeschichtungen bei 100% Feststoffen ohne irgendein Lösungsmittel aufgebracht werden. Daher werden die Emissionskontrollen, Lösungsmittel-Handhabungsverfahren, Lösungsmittel-Trocknung, Lösungsmittel-Gewinnung, Lösungsmittel-Entsorgung, Trockenöfen, die mit den Lösungsmitteln einhergehenden Energiekosten und deren signifikante Kosten vollständig umgangen. Die Pulverbeschichtung ist ein berührungsloses Beschichtungsverfahren. Im Gegensatz zu vielen Lösungsmittel-Beschichtungsverfahren, beispielsweise Walzenbeschichtung oder dergleichen, sind Pulverbeschichtungs-Verfahren berührungslos und vermeiden daher die Art von Beschichtungskontakt, der ansonsten die beschichteten Schleifpartikel zerstören würde. Dieser Vorteil ist am bemerkenswertesten, wenn Deck- und Überschichten über eine darunter liegende Bindemittelschicht und Schleifpartikel aufgebracht werden. Pulverbeschichtungsverfahren sind vielseitig und können bei einem breiten Bereich von Materialien angewendet werden.
  • Die Verwendung von Trockenpulverpartikeln, die eine durch Strahlung härtbare Komponente und/oder ein Metallsalz einer Fettsäure umfassen, ist insofern besonders vorteilhaft, als eine hervorragende Kontrolle über das Härteverfahren geschaffen wird. Man kann nicht nur spezifisch den Beginn des Härtens steuern, sondern auch die Härtungsrate. Somit werden vorzeitige Vernetzungsprobleme, die mit herkömmlichen wärmehärtenden Pulvern einhergehen, vermieden. Demnach bindet ein Bindemittel, das von erfindungsgemäßen Bindemittelpartikeln und/oder -pulvern hergeleitet ist, tendenziell stärker an die Schleifpartikel und wird durchweg vollständiger vor dem Härten verschmolzen, was die Herstellung einfacher macht. Als weiterer Vorteil können die erfindungsgemäßen Bindemittelpartikel, die eine durch Strahlung härtbare Komponente umfassen, hergestellt werden, indem niedermolekulare durch Strahlung härtbare Materialien mit relativ niedriger Viskosität beim Schmelzen verwendet werden, so dass viel bessere Fluss- und Schmelzeigenschaften als bei thermisch härtenden harzartigen Gegenstücken bereitgestellt werden.
  • Die vorliegende Erfindung stellt einen Schleifgegenstand mit einer Mehrzahl von in einem Bindesystem enthaltenen Schleifpartikeln bereit, wobei mindestens ein Teil des Bindesystems eine von den Inhaltsstoffen hergeleitete gehärtete Bindemittelmatrix umfasst, welche eine Mehrzahl fester Bindemittelvorläuferpartikel umfasst, wobei die Bindemittelvorläuferpartikel eine durch Strahlung härtbare Komponente umfasst, die bei einer Temperatur im Bereich von 35°C bis 180°C flüssig fließfähig ist.
  • Bei einem Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Schleifgegenstandes, umfassend die Schritte: (a) Einbringen einer Mehrzahl von Schleifpartikeln in ein Bindesystem; und (b) Herleiten von mindestens einem Abschnitt des Bindesystems aus einer Mehrzahl fester Bindemittelvorläuferpartikel, wobei die Bindemittelvorläuferpartikel eine durch aktinische Strahlung oder beschleunigte Teilchen härtbare Komponente umfassen, die bei einer Temperatur im Bereich von 35°C bis 180°C, wie in den Ansprüchen 1 und 2 beschrieben, flüssig fließfähig ist.
  • Bei einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Pulver bereit, umfassend eine durch aktinische Strahlung oder beschleunigte Teilchen strahlungshärtbare Komponente, die bei Temperaturen unter 35°C fest ist und bei einer Temperatur im Bereich von 35°C bis 180°C, wie in Anspruch 3 beschrieben, flüssig fließfähig ist.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer Überschicht auf einer darunter liegenden Schicht eines Schleifgegenstandes, wie in Anspruch 4 beschrieben. Ein schmelzbares Pulver wird auf die Schleifschicht trocken aufgetragen, wobei das schmelzbare Pulver mindestens ein Metallsalz einer Fettsäure und einem durch Strahlung härtbaren Bindemittelvorläufer umfasst. Das schmelzbare Pulver wird verflüssigt, so dass eine Überschmelzschicht erhalten wird. Die Überschmelzschicht wird verfestigt, wodurch die Überschicht hergestellt wird.
  • Der Begriff "gehärtete Bindemittelmatrix", wie er hier verwendet wird, betrifft eine Matrix, die ein vernetztes Polymernetzwerk umfasst, in dem chemische Bindungen zwischen den Polymerketten existieren. Eine bevorzugte gehärtete Bindemittelmatrix ist gewöhnlich in Lösungsmitteln, in denen der/die entsprechenden(n) Bindemittelvorläufer leicht löslich ist bzw. sind, unlöslich. Der Begriff "Bindemittelvorläufer " betrifft monomere, oligomere und/oder polymere Materialien mit seitenständigen funktionellen Gruppen, die es ermöglichen, dass die Vorstufen vernetzt werden, so dass die entsprechende gehärtete Bindemittelmatrix erhalten wird.
  • Die erfindungsgemäße gehärtete Bindemittelmatrix kann in der Form eines sich durchdringenden Netzwerkes (IPN) vorliegen, wobei die Bindemittelmatrix gesondert vernetzte, aber verwickelte Netzwerke von Polymerketten umfasst. Als weitere Option kann die gehärtete Bindemittelmatrix in der Form von Semi-IPN-umfassenden unvernetzten Komponenten vorliegen, beispielsweise in der Form von thermoplastischen Oligomeren oder Polymeren, die gewöhnlich nicht an Vernetzungsreaktionen teilnehmen, aber trotzdem in dem Netzwerk vernetzter Polymerketten verwickelt sind.
  • Der Begriff "Makromolekül", wie er hier verwendet wird, soll ein Oligomer, ein Polymer und deren Kombinationen betreffen.
  • 1 ist eine Seitenschnittansicht eines nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform hergestellten beschichteten Schleifgegenstandes.
  • 2 zeigt schematisch ein Reaktionsschema zur Herstellung einer Art von durch Strahlung härtbarem Monomer, das sich in der erfindungsgemäßen Praxis eignet.
  • 3 ist eine bevorzugte Ausführungsform eines mit Hilfe des Reaktionsschemas von 2 hergestellten durch Strahlung härtbaren Monomers.
  • 4 zeigt schematisch ein Reaktionsschema zur Herstellung einer weiteren Klasse von durch Strahlung härtbarem Monomer, das sich in der erfindungsgemäßen Praxis eignet.
  • 5 ist eine bevorzugte Ausführungsform eines mit Hilfe des Reaktionsschemas von 4 hergestellten durch Strahlung härtbaren Monomers.
  • 6 ist eine bevorzugte Ausführungsform eines weiteren erfindungsgemäßen durch Strahlung härtbaren Monomers.
  • 7 zeigt schematisch ein Reaktionsschema zur Herstellung der Klasse der durch Strahlung härtbaren Monomere, die das Monomer von 6 umfassen.
  • 8A ist eine bevorzugte Ausführungsform eines weiteren erfindungsgemäßen durch Strahlung härtbaren Monomers.
  • 8B ist ein in der erfindungsgemäßen Praxis geeignetes Cyanatesternovolak-Monomer.
  • 9 zeigt eine allgemeine Formel für ein Metallsalz einer in der erfindungsgemäßen Praxis geeigneten Fettsäure.
  • 10 zeigt die Formel für eine Ausführungsform eines in der erfindungsgemäßen Praxis geeigneten, durch Strahlung härtbaren phenolischen Oligomers vom Novolaktyp.
  • 11 zeigt eine Formel für einen Typ eines in der erfindungsgemäßen Praxis geeigneten, durch Strahlung härtbaren Epoxyoligomers.
  • 12 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Herstellung eines erfindungsgemäßen beschichteten Schleifmittels mit Bindemittel-, Deck- und Überschichten.
  • Die Erfindung wird in folgenden Punkten zusammengefasst:
    • 1. Verfahren zur Herstellung eines Schleifgegenstandes, wie in den Ansprüchen 1 und 2 beschrieben.
    • 2. Pulver zur Verwendung in dem Bindesystem des Schleifgegenstandes, wie in Anspruch 3 beschrieben.
    • 3. Verfahren zur Herstellung einer Überschicht auf einer darunter liegenden Schleifschicht eines Schleifgegenstandes, wie in Anspruch 4 beschrieben.
    • 4. Verfahren nach Punkt 1, wobei die durch Strahlung härtbare Komponente mindestens einen durch Strahlung härtbaren Bindemittelvorläufer mit einem Grundgerüst aufweist, das eine aromatische oder heterocyclische Einheit enthält.
    • 5. Verfahren nach Punkt 1, wobei die durch Strahlung härtbare Komponente mindestens einen durch Strahlung härtbaren Bindemittelvorläufer umfasst, der eine Mehrzahl von durch Strahlung härtbaren Gruppen und eine Mehrzahl von OH-Gruppen aufweist.
    • 6. Verfahren nach Punkt 1, wobei die durch Strahlung härtbare Komponente folgendes umfasst: (i) mindestens ein polyfunktionelles, durch Strahlung härtbares Monomer und (ii) mindestens ein polyfunktionelles, durch Strahlung härtbares Makromolekül, das aus einem Oligomer, einem Polymer und einer Kombination mindestens eines Oligomers und mindestens eines Polymers ausgewählt ist, wobei das Gewichtsverhältnis von Monomer zu Makromolekül im Bereich von 1:10 bis 10:1 liegt.
    • 7. Verfahren nach Punkt 1, wobei die durch Strahlung härtbare Komponente ein polyfunktionelles, durch Strahlung härtbares Monomer und ein polyfunktionelles, durch Strahlung härtbares Oligomer umfasst, wobei das Monomer und das Oligomer jeweils unabhängig einen derartigen Schmelzpunkt aufweisen, dass eine Mischung von Monomer und Oligomer bei einer Temperatur unter 35°C ein Feststoff ist, und dass die Mischung bei einer Temperatur über 35°C eine Schmelze ist, wobei das Gewichtsverhältnis von Monomer- zu Oligomer-Komponente im Bereich von 1:10 bis 10:1 liegt.
    • 8. Verfahren nach Punkt 1, wobei die durch Strahlung härtbare Komponente ein Monomer der Formel:
      Figure 00100001
      umfasst, wobei W eine zweiwertige aromatische Einheit ist, X eine zweiwertige Verknüpfungsgruppe ist und R aus einem Wasserstoffatom oder einem Niederalkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen ausgewählt ist.
    • 9. Verfahren nach Punkt 1, wobei die durch Strahlung härtbare Komponente ein Monomer der Formel:
      Figure 00110001
      umfasst, wobei W' eine zweiwertige aromatische Einheit ist, Z' eine zweiwertige Verknüpfungsgruppe ist und R ein Wasserstoffatom oder eine Niederalkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen ist.
    • 10. Verfahren nach Punkt 1 oder das Pulver nach Punkt 2, wobei die durch Strahlung härtbare Komponente ein Metallsalz einer Fettsäure umfasst.
    • 11. Verfahren nach Punkt 3, wobei das schmelzbare Pulver Calciumstearat und Zinkstearat umfasst, wobei das Gewichtsverhältnis von Calciumstearat zu Zinkstearat im Bereich von 1:1 bis 9:1 liegt.
  • Die erfindungsgemäßen durch Strahlung härtbaren schmelzbaren Bindemittelvorläuferpartikel können in einen breiten Bereich verschiedener Arten von Schleifgegenständen mit vorteilhaften Ergebnissen eingebracht werden. Für Veranschaulichungszwecke werden die durch Strahlung härtbaren schmelzbaren Bindemittelvorläuferpartikel in Bezug auf einen bestimmten elastischen beschichteten Schleifgegenstand 10, wie in 1 veranschaulicht, beschrieben. Die in Zusammenhang mit 1 beschriebenen erfindungsgemäßen Ausführungsformen sollen nicht erschöpfend sein oder die Erfindung auf die in der folgenden eingehenden Beschreibung offenbarten genauen Formen einschränken. Die Ausführungsformen sind eher so gewählt und beschrieben, dass andere Fachleute die Prinzipien und Praktiken der vorliegenden Erfindung erwägen und verstehen können.
  • Der Schleifgegenstand 10 enthält gewöhnlich den Träger 12 und die Schleifschicht 14, die an den Träger 12 gebunden ist. Der Träger 12 kann ein beliebiger geeigneter Träger sein, und er kann gewöhnlich aus Papier, vulkanisiertem Gummi, einer Polymerfolie (grundiert oder ungrundiert) oder einem Gewebe- oder Vlies-Fasermaterial, Verbundstoffen davon und dergleichen zusammengesetzt sein. Träger aus Papier können gewöhnlich ein Flächengewicht im Bereich von 25 g/m2 bis 300 g/m2 oder mehr haben. Träger aus Papier oder faserigen Materialien können gegebenenfalls mit einer Vorderseiten-, Rückseiten- und/oder Imprägnierbeschichtung gemäß herkömmlichen Praktiken behandelt werden. Spezifische Materialien, die zur Verwendung als Träger 12 geeignet sind, sind im Fachgebiet bekannt und wurden beispielsweise in den US-Patenten Nr. 5,436,063; 4,991,362 und 2,958,593 beschrieben.
  • Die Schleifbeschichtung 14 umfasst eine Mehrzahl von Schleifgegenständen 16, die in dem Bindesystem 18 funktionell verteilt sind, das gewöhnlich die Bindemittelschicht 20, die Deckschicht 22 und gegebenenfalls die Überschicht 24 umfasst. Die Schleifpartikel 16 können ein beliebiges geeignetes Schleifmaterial oder eine Kombination von Materialien mit Schleifeigenschaften umfassen. Die Schleifpartikel 16 umfassen vorzugsweise mindestens ein Material mit einer Mohs-Härte von mindestens 8, stärker bevorzugt mindestens 9. Beispiele für solche Materialien umfassen geschmolzenes Aluminiumoxid, wärmebehandeltes Aluminiumoxid, weißes geschmolzenes Aluminiumoxid, schwarzes Siliciumcarbid, grünes Siliciumcarbid, Titandiborid, Borcarbid, Wolframcarbid, Titancarbid, Diamant, Siliciumdioxid, Eisenoxid, Chromoxid, Ceroxid, Zirkondioxid, Titandioxid, Silikate, Zinnoxid, kubisches Bornitrid, Granat, geschmolzenes Aluminiumoxid-Zirkondioxid, Sol-Gel-Schleifpartikel, Kombinationen davon und dergleichen. Die Schleifpartikel 16 können gegebenenfalls eine Oberfläche enthalten, mit der die Leistung der Partikel gemäß herkömmlichen Praktiken gesteigert wird. In einigen Fällen kann die Oberflächenbeschichtung aus einem Material, wie einem Silan-Kupplungsmittel, hergestellt sein, das die Haftung zwischen den Schleifpartikeln 16 und den in der Bindemittelschicht 20, Deckschicht 22 und/oder Überschicht 24 verwendeten Bindemitteln steigert.
  • Die Schleifpartikel 16 können in einer oder mehreren beliebigen Größen und Formen zugegen sein. In Bezug auf die Größe, haben beispielsweise die bevorzugten Schleifpartikel 16 gewöhnlich eine Durchschnittsgröße im Bereich von 0,1 µm bis 2500 µm, stärker bevorzugt 1 µm bis 1300 µm. Die Schleifpartikel 16 können ebenfalls eine beliebige zur Durchführung von Schleifvorgängen geeignete Form aufweisen. Beispiele für solche Formen umfassen Stäbchen, Dreiecke, Pyramiden, Kegel, feste Kugeln, Hohlkugeln, Kombinationen davon und dergleichen. Die Schleifpartikel 16 können in einer im Wesentlichen unagglomerierten Form oder alternativ in der Form von Schleifagglomeraten zugegen sein, in denen einzelne Partikel aneinander haften. Beispiele für Schleifagglomerate sind in US-Patent Nr. 4,652,275 und US-Patent Nr. 4,799,939 beschrieben.
  • Die Bindemittelschicht 20 unterstützt die Haftung der Schleifpartikel 16 an Träger 12. Die Deckschicht 22 wird über die Bindemittelschicht 20 und die Schleifpartikel 16 aufgebracht, um die Partikel 16 zu verstärken. Die wahlfreie Überschicht 24 kann über der Deckschicht 22 vorhanden sein, damit die Ansammlung von Schleifstaub (das Material, das von einem Werkstück abgeschmirgelt wird) unter den Schleifpartikeln 16 während der Schleifvorgänge verhindert oder reduziert wird. Die Ansammlung von Schleifstaub kann sonst die Schleiffähigkeit von Schleifgegenstand 10 mit der Zeit drastisch reduzieren. Alternativ kann die Überschicht 24 auch über der Deckschicht 22 vorhanden sein, damit in dem Schleifgegenstand 10 Schleifhilfen enthalten sind. Die Überschichten sind weiter in EP-B-486,308 beschrieben.
  • In der Praxis der vorliegenden Erfindung umfassen zumindest Teile von einer oder mehreren der Bindemittelschicht 20, Deckschicht 22 und/oder Überschicht 24, die das Bindesystem 18 ausmachen, eine gehärtete Bindemittelmatrix, die von den erfindungsgemäßen Bindemittelvorläuferpartikeln hergeleitet ist. Die erfindungsgemäßen Bindemittelvorläuferpartikel umfassen gewöhnlich eine durch Strahlung härtbare Komponente, die aus einer oder mehreren beliebigen durch Strahlung härtbaren schmelzbaren Materialien hergestellt werden kann, die zur Teilchenform getrocknet werden kann, dann verflüssigt werden kann, um das Vorläufermaterial in eine flüssige Schmelzschicht umzuwandeln, und dann gehärtet werden kann, indem sie einer geeigneten Härteenergiequelle ausgesetzt wird, so dass die flüssige Schmelzschicht in eine wärmegehärtete feste gehärtete Bindemittelmatrixkomponente des Bindesystems 18 umgewandelt wird.
  • In der Praxis der vorliegenden Erfindung steht der Begriff "durch Strahlung härtbar" für eine funktionelle Gruppe, die (gegebenenfalls) direkt oder indirekt von einem Monomer-, Oligomer- oder Polymer-Grundgerüst absteht und die beim Aussetzen gegenüber einer geeigneten Härteenergiequelle an Vernetzungsreaktionen teilnimmt. Eine solche funktionelle Gruppe umfasst gewöhnlich nicht nur Gruppen, die über einen kationischen Mechanismus bei Einwirkung von Strahlung vernetzen, sondern auch Gruppen, die über einen Radikalmechanismus vernetzen. Veranschaulichende Beispiele für in der erfindungsgemäßen Praxis geeignete, durch Strahlung vernetzbare Gruppen umfassen Epoxy-Gruppen, (Meth)acrylat-Gruppen, olefinische Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen, Allyloxy-Gruppen, alpha-Methylstyrol-Gruppen, (Meth)acrylamid-Gruppen, Cyanatester-Gruppen, Vinylether-Gruppen, Kombinationen davon und dergleichen.
  • Die Energiequellen, die zur Erzielung der Vernetzung der durch Strahlung härtbaren funktionellen Gruppen verwendet werden, sind aktinische Strahlung (beispielsweise Strahlung mit einer Wellenlänge im ultravioletten oder sichtbaren Bereich des Spektrums) oder beschleunigte Teilchen (beispielsweise Elektronenstrahlung). Die Energie ist aktinische Strahlung oder beschleunigte Teilchen, weil diese Energie eine hervorragende Kontrolle über die Initiation und die Geschwindigkeit der Vernetzung liefert. Zudem können aktinische Strahlung und beschleunigte Teilchen zum Härten bei relativ niedrigen Temperaturen verwendet werden. Dies vermeidet zersetzende Komponenten des Schleifgegenstandes 10, die gegenüber den zur Initiation der Vernetzung der durch Strahlung härtbaren Gruppen erforderlichen relativ hohen Temperaturen empfindlich sein können, wenn thermische Härtetechniken verwendet werden. Geeignete Quellen für aktinische Strahlung umfassen eine Quecksilber-Lampe, eine Xenon-Lampe, eine Kohlebogenlampe, eine Wolframfadenlampe, Sonnenlicht und dergleichen. Am stärksten bevorzugt ist Ultraviolettstrahlung aus eine Mitteldruck-Quecksilberbogenlampe.
  • Das Menge an Härteenergie, die zum Härten verwendet werden soll, hängt von einer Reihe von Faktoren ab, wie von der Menge und dem Typ der beteiligten Reaktanten, der Energiequelle, der Bahngeschwindigkeit, dem Abstand von der Energiequelle und der Dicke der zu härtenden Bindeschicht. Die Härtegeschwindigkeit steigt gewöhnlich mit der erhöhten Energieintensität. Die Härtegeschwindigkeit steigt ebenfalls mit steigenden Mengen Photokatalysator und/oder Photoinitiator, die in der Zusammensetzung zugegen sind. Als allgemeine Richtlinie beinhaltet die aktinische Strahlung gewöhnlich eine Gesamtenergie-Einwirkung von 0,1 bis 10 J/cm2, und die Elektronenstrahlung beinhaltet gewöhnlich eine Gesamtenergie-Einwirkung im Bereich von weniger als 1 Megarad bis 100 Megarad oder mehr, vorzugsweise 1 bis 10 Mrad. Die Einwirkungszeiten können von weniger als 1 sec bis zu 10 min oder mehr reichen. Die Strahlungseinwirkung kann in Luft oder in einer inerten Atmosphäre, wie Stickstoff, erfolgen.
  • Die Teilchengröße der erfindungsgemäßen Bindemittelvorläuferpartikel ist nicht besonders eingeschränkt, so lange die Partikel angemessen verschmolzen und dann gehärtet werden können, so dass die gewünschten Abschnitte des Bindesystems 18 mit dem gewünschten Ausmaß von Gleichförmigkeit und Leistung hergestellt werden. Wenn die Teilchen zu groß sind, ist es schwieriger, die Gleichförmigkeit der Beschichtungsdicke zu steuern. Größere Partikel sind auch nicht so frei fließend wie kleinere Partikel. Daher sind Partikel mit einer derart kleineren durchschnittlichen Partikelgröße, dass die Partikel in Form eines frei fließenden Pulvers vorliegen, bevorzugt. Äußerst kleine Partikel können jedoch eine Gefahr für die Sicherheit darstellen. Zudem kann die Kontrolle über die Beschichtungsdicke ebenfalls schwieriger werden, wenn äußerst kleine Partikel verwendet werden. Als allgemeine Richtlinien haben folglich bevorzugte Bindemittelvorläuferpartikel eine durchschnittliche Partikelgröße von weniger als 500 µm, vorzugsweise weniger als 125 µm und stärker bevorzugt 10 bis 90 µm. In der erfindungsgemäßen Praxis kann die durchschnittliche Partikelgröße der Partikel durch Laserbeugung mit Hilfe eines Gerätes bestimmt werden, das kommerziell unter der Handelsbezeichnung "HORIBA LA-910" von Horiba Ltd. erhältlich ist.
  • Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung umfasst die durch Strahlung härtbare Komponente der schmelzbaren Bindemittelvorläuferpartikel ein oder mehrere durch Strahlung härtbare Monomere, Oligomere und/oder Polymere, die mindestens in Kombination bei Raumtemperatur, beispielsweise 20°C bis 25°C, als Feststoff existieren, so dass die Trockenbeschichtung unter Umgebungsbedingungen erleichtert wird, die aber dann bei mäßigen Temperaturen im Bereich von 35°C bis 180°C, vorzugsweise 40°C bis 140°C, schmelzen oder sonst wie flüssig fließfähig werden, so dass das Schmelzen und Härten ohne Verwendung höherer Temperaturen erleichtert wird, die ansonsten andere Komponenten des Schleifgegenstandes 10 beschädigen würden. Der Begriff "Monomer", wie er hier verwendet wird, betrifft ein einzelnes Molekül mit einer Einheit, das mit sich selbst oder mit anderen Monomeren Kombinationen eingehen kann, so dass Oligomere oder Polymere erhalten werden können. Der Begriff "Oligomer" betrifft eine Verbindung, die eine Kombination von 2 bis 20 Monomereinheiten ist. Der Begriff "Polymer" betrifft eine Verbindung, die eine Kombination von 21 oder mehr Monomereinheiten ist.
  • Bei alternativen, weniger bevorzugten Ausführungsformen kann die durch Strahlung härtbare Komponente natürlich nur bei relativ kühlen Temperaturen unter Umgebungsbedingungen als Feststoff existieren. Diese Ausführungsformen beinhalten jedoch die Durchführung der Trockenbeschichtung bei entsprechend kühlen Temperaturen, so dass auf jeden Fall die durch Strahlung härtbare Komponente während der Trockenbeschichtung fest war. Bei anderen alternativen Ausführungsformen kann entsprechend die durch Strahlung härtbare Komponente bis zu höheren Temperaturen über etwa 180°C als Feststoff existieren. Diese Ausführungsformen beinhalten jedoch auch das Schmelzen und Härten bei entsprechend höheren Temperaturen, was andere temperaturempfindliche Komponenten des Schleifgegenstandes 10 beschädigen könnte.
  • Gewöhnlich kann jedes durch Strahlung härtbare Monomer, Oligomer und/oder Polymer oder Kombinationen davon, welche unter den gewünschten Trockenbeschichtungsbedingungen fest sind und die unter den gewünschten Schmelzverarbeitungsbedingungen geschmolzen werden können, in die durch Strahlung härtbare Komponente aufgenommen werden. Die vorliegende Erfindung soll folglich nicht auf bestimmte Arten von durch Strahlung härtbaren Monomeren, Oligomeren und Polymeren eingeschränkt werden, so lange diese Verarbeitungsbedingungen erfüllt werden. Besonders bevorzugte durch Strahlung härtbare Komponenten, die bei Verflüssigung hervorragende Fließeigenschaften aufweisen, umfassen jedoch mindestens ein polyfunktionelles durch Strahlung härtbares Monomer und mindestens ein polyfunktionelles durch Strahlung härtbares Makromolekül (d.h. ein Oligomer oder Polymer, vorzugsweise ein Oligomer), wobei mindestens eine Substanz von Monomer und/oder Makromolekül bei einer hinreichend hohen Temperatur einen derartigen Phasenübergang von fest zu nicht-fest aufweist, dass die Kombination von Monomer und Makromolekül unter 35°C ein Feststoff ist, der aber bei einer Temperatur im Bereich von 35°C bis 180°C, vorzugsweise 40°C bis 140°C, verflüssigt wird. Stärker bevorzugt ist das Monomer an sich ein Feststoff, und das Makromolekül kann an sich unter den genannten Temperaturbereichen ein Feststoff sein oder nicht. Bei der erfindungsgemäßen Praxis sind durch Strahlung härtbare Komponenten, die ein oder mehrere Monomere und ein oder mehrere Oligomere umfassen, gegenüber Ausführungsformen mit Polymeren bevorzugt. Gemische von Oligomeren und Monomeren haben bei niedrigeren Temperaturen tendenziell eine niedrigere Viskosität und bessere Fließeigenschaften, wodurch das Schmelzen und Vereinigen der Partikel während der Verarbeitung vereinfacht wird.
  • Beispielhafte Ausführungsformen für durch Strahlung härtbare Komponenten, die sich in der erfindungsgemäßen Praxis eignen, beinhalten beispielsweise die folgenden Komponenten:
    Figure 00190001
  • Bei dem Monomer ist der Phasenübergang von fest zu nicht-fest gewöhnlich der Schmelzpunkt des Monomers. Bei dem Makromolekül ist der Phasenübergang von fest zu nicht-fest gewöhnlich die Glasübergangstemperatur des Makromoleküls. In der erfindungsgemäßen Praxis wird die Glasübergangstemperatur Tg mit Hilfe von Differential-Scanning-Kalorimetrie (DSC)-Techniken bestimmt. Der Begriff "polyfunktionell" in Bezug auf das Monomer oder das Makromolekül bedeutet, dass das Material im Durchschnitt mehr als eine durch Strahlung härtbare Gruppe, vorzugsweise zwei oder mehrere, durch Strahlung härtbare Gruppen pro Molekül umfasst. Polyfunktionelle Monomere, Oligomere und Polymere härten rasch zu einem vernetzten Netzwerk aufgrund mehrfacher, durch Strahlung härtbarer Gruppen, die an jedem Molekül verfügbar sind. Zudem sind polyfunktionelle Materialien erfindungsgemäß bevorzugt, mit denen die Bildung des polymeren Netzwerks angeregt und unterstützt wird, damit dem Bindesystem 18 Festigkeit und Elastizität verliehen wird.
  • Bevorzugte Monomere, Oligomere und Polymere der vorliegenden Erfindung sind aromatisch und/oder heterocyclisch. Aromatische und/oder heterocyclische Materialien sind gewöhnlich tendenziell stabil, wenn sie durch Schmelzen verarbeitet werden und haben tendenziell Schmelzpunkt- und/oder Tg-Eigenschaften in den vorstehend genannten bevorzugten Temperaturbereichen. Mindestens eines von Monomer und Makromolekül, vorzugsweise das Makromolekül, umfasst gegebenenfalls zudem OH-, d.h. Hydroxyl-Funktion(en). Man möchte zwar nicht durch die Theorie gebunden sein, jedoch nimmt man an, dass die OH-Funktion(en) die Haftung zwischen den Schleifpartikeln 16 und dem entsprechenden Abschnitt des Bindesystems 18 fördern. Das Makromolekül enthält im Durchschnitt 0,1 bis 1 OH-Gruppe pro Monomereinheit, die in dem Makromolekül enthalten ist.
  • Für Veranschaulichungszwecke werden nun veranschaulichende Beispiele für geeignete, durch Strahlung härtbare Monomere, Oligomere und Polymere beschrieben.
  • Eine beispielhafte Klasse polyfunktioneller, durch Strahlung härtbarer, aromatischer Monomere und/oder Oligomere ist in der 2 gezeigt. Die 2 zeigt schematisch das Reaktionsschema 30, durch das der (Meth)acrylat-Reaktant 32 mit Hydroxylfunktion(en) mit dem Dicarbonsäurereaktant 34 reagiert, so dass durch Strahlung härtbares Polyestermonomer 36 mit Poly(meth)acrylat-Funktion(en) erhalten wird. Die Einheit W des Reaktanten 34 umfasst aus den vorstehend genannten Gründen wünschenswerterweise eine aromatische Einheit. Die Einheit Z ist eine geeignete zweiwertige Verknüpfungsgruppe. Beliebige Arten dieser (Meth)acrylat-Reaktanten 32 mit Hydroxylfunktion(en) und dieser aromatischen Dicarbonsäurereaktanten 34 können miteinander umgesetzt werden, so lange die resultierende, durch Strahlung härtbare Komponente unter den gewünschten Trockenbeschichtungsbedingungen ein Feststoff ist und einen Schmelzpunkt im gewünschten Verarbeitungsbereich hat. Beispiele für den (Meth)acrylat-Reaktanten 32 mit Hydroxylfunktion(en) umfassen Hydroxyethylacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, Hydroxybutylacrylat, Hydroxybutylmethacrylat, Kombinationen davon und dergleichen. Beispiele für den aromatischen Dicarbonsäurereaktanten 34 umfassen Terephthalsäure, Isophthalsäure, Phthalsäure, Kombinationen davon und dergleichen. Der Reaktant 34 ist zwar als Dicarbonsäure gezeigt, jedoch kann stattdessen ein Säuredihalogenid, Diester oder dergleichen stattdessen verwendet werden. Die Einheit X in dem Monomer 36 ist eine zweiwertige Verknüpfungsgruppe, die gewöhnlich mit Z identisch ist. R ist ein Wasserstoff oder eine Niederalkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise -H oder -CH3.
  • Die 3 zeigt eine besonders bevorzugte Ausführungsform eines durch Strahlung härtbaren Monomers 38, das nach dem Reaktionsschema von 2 hergestellt wird. Das durch Strahlung härtbare Monomer 38 hat einen Schmelzpunkt von 97°C. Die durch Strahlung härtbaren Monomere 36 und 38 der 2 und 3 und die Verfahren zur Herstellung dieser Monomere sind in US-Patent Nr. 5,523,152 weiter beschrieben.
  • Eine weitere veranschaulichende Klasse von Monomeren in der Form von in der erfindungsgemäßen Praxis geeignetem, durch Strahlung härtbarem Vinylethermonomer 40 ist in 4 als Produkt einer Reaktion zwischen dem Diisocyanatreaktant 42 und dem Vinyletherreaktant 44 mit Hydroxylfunktion(en) gezeigt. Die Einheit W' umfasst aus den vorstehend genannten Gründen wünschenswerterweise eine aromatische Einheit im Grundgerüst, und Z' ist eine geeignete zweiwertige Verknüpfungsgruppe. R hat die in 2 vorstehend definierte Bedeutung. Alle Arten von Vinyletherreaktant 44 mit Hydroxyl-Funktion(en) und Diisocyanatreaktant 42 können miteinander umgesetzt werden, so lange die resultierende, durch Strahlung härtbare Komponente unter den gewünschten Trockenbeschichtungsbedingungen ein Feststoff ist und einen Schmelzpunkt im gewünschten Verarbeitungsbereich aufweist. Beispiele für den Vinylether-Reaktant 44 mit Hydroxylfunktion(en) umfassen 4-Hydroxybutlvinylether (HOCH2CH2CH2CH2OCH=CH2) und dergleichen. Beispiele für den Diisocyanat-Reaktanten 42 umfassen Diphenylmethan-4,4-diisocyanat, Toluoldiisocyanat, Kombinationen davon und dergleichen. Das Reaktionsschema von 4 kann auch mit einer Verbindung wie (Meth)acrylat mit Hydroxylfunktion(en) anstelle des Vinylether-Reaktanten 44 mit Hydroxylfunktion(en) durchgeführt werden.
  • Die 5 zeigt eine besonders bevorzugte Ausführungsform eines durch Strahlung härtbaren Vinylether-Monomers 50, das gemäß dem Reaktionsschema von 4 hergestellt wird. Das durch Strahlung härtbare Vinylether-Monomer 50 hat einen Schmelzpunkt von 60 – 65°C.
  • Die 6 zeigt ein weiteres Beispiel für ein durch Strahlung härtbares aromatisches Monomer 60, das gemeinhin im Fachgebiet als Tris(2-hydroxyethyl)isocyanurattriacrylat oder kurz "TATHEIC" bezeichnet wird. Dieses Monomer hat einen Schmelzpunkt im Bereich von 35 bis 40°C. Das TATHEIC-Monomer wird gewöhnlich durch das Reaktionsschema 70 von 7 hergestellt, wobei das Isocyanurat 72 mit Hydroxylfunktion(en) mit der Carbonsäure 74 umgesetzt wird, so dass ein acryliertes Isocyanurat 76 hergestellt wird. Die Einheit "X" kann eine geeignete zweiwertige Verknüpfungsgruppe, wie -CH2CH2- oder dergleichen, sein. Die Acrylatform ist in 6 gezeigt, jedoch kann das Monomer 60 auch ein Methacrylat oder dergleichen sein.
  • Die 8A zeigt ein weiteres Beispiel für ein durch Strahlung härtbares aromatisches Monomer in der Form eines aromatischen Cyanatesters 80. Dieses Monomer hat einen Schmelzpunkt von 78°C bis 80°C. Dieses und ähnliche Monomere sind in US-Patent Nr. 4,028,393 beschrieben. Andere Cyanatester sind in den US-Patenten Nr. 5,215,860; 5,294,517 und 5,387,492 beschrieben, wobei die Beschreibungen von Cyanatester hiermit durch Bezugnahme aufgenommen sind.
  • Andere Beispiele für durch Strahlung härtbare Monomere, die in die erfindungsgemäße durch Strahlung härtbare Komponente aufgenommen werden können, umfassen beispielsweise Ethylenglycoldiacrylat, Ethylenglycoldimethacrylat, Hexanedioldiacrylat, Hexanedioldimethacrylat, Triethylenglycoldiacrylat, Triethylenglycoldimethacrylat, Trimethylolpropantriacrylat, Trimethylolpropantrimethacrylat, ethoxyliertes Trimethylolpropantriacrylat, ethoxyliertes Trimethylol propantrimethacrylat, Glycerintriacrylat, Glycerintrimethacrylat, Pentaerythritoltriacrylat, Pentaerythritoltrimethacrylat, Pentaerythritoltetracrylat, Pentaerythritoltetramethacrylat, Neopentylglycoldiacrylat und Neopentylglycoldimethacrylat. Gemische und Kombinationen von verschiedenen Typen polyfunktioneller (Meth)acrylate können ebenfalls verwendet werden. Es können zwar einige dieser anderen Monomer-Beispiele unter Umgebungsbedingungen keine Feststoffe an sich sein, jedoch liefern Gemische dieser Monomere mit anderen, durch Strahlung härtbaren Inhaltsstoffen trotzdem Partikel mit den gewünschten Feststoff-Eigenschaften.
  • Bevorzugte, durch Strahlung härtbare Oligomere der vorliegenden Erfindung haben gewöhnlich ein zahlengemitteltes Molekulargewicht im Bereich von 400 bis 5000, vorzugsweise 800 bis 2500, und sind bei Umgebungstemperatur entweder fest oder bilden, wenn sie unter Umgebungsbedingungen nicht fest sind, in Kombination mit anderen Inhaltsstoffen der durch Strahlung härtbaren Komponente trotzdem feste Gemische. Zusätzlich zu der durch Strahlung härtbaren Funktion umfassen bevorzugte Oligomere der vorliegenden Erfindung ebenfalls vorzugsweise seitenständige Hydroxylfunktion(en) und sind aromatisch.
  • Eine bevorzugte Klasse der durch Strahlung härtbaren aromatischen Oligomere mit Hydroxylfunktion(en), die sich in der erfindungsgemäßen Praxis als geeignet erwiesen haben, umfasst die Klasse der durch Strahlung härtbaren Phenololigomere des Novolaktyps. Ein beispielhaftes, durch Strahlung härtbares aromatisches Phenololigomer 90 vom Novolaktyp mit seitenständigen Cyanatesterfunktion(en) ist in der 8B gezeigt, wobei n einen Wert im Bereich von 3 bis 20, vorzugsweise 3 bis 10, hat. Ein weiteres beispielhaftes, durch Strahlung härtbares Oligomer 100 mit seitenständigen Acrylamidfunktion(en) und Hydroxylfunktion(en) (eine Kombination der Funktion(en), die besonders vorteilhaft ist, wenn sie in eine Bindemittelschicht-Formulierung eingebracht wurde), ist in der 10 gezeigt, wobei n einen Mittelwert im Bereich von 3 bis 20, vorzugsweise 3 bis 10, hat. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform hat n einen Mittelwert von 3 bis 5. Interessanterweise hat das resultierende Oligomer, für das der Mittelwert für n 3 bis 5 ist, unter Umgebungsbedingungen tendenziell eine toffeeartige Konsistenz. Vorteilhafterweise bildet jedoch ein solches Oligomer in der Kombination mit anderen festen, durch Strahlung härtbaren Monomeren, Oligomeren und Polymeren leicht feste Partikel, so dass die Trockenbeschichtung erleichtert wird, fließt jedoch leicht beim Erwärmen nach dem Trockenbeschichten, was die Bildung von gleichförmigen geschmolzenen Bindemittelmatrizen erleichtert. Die Klasse der durch Strahlung härtbaren Phenololigomere des Novolaktyps, die das bestimmte Oligomer 100 enthalten und die in der 10 gezeigt sind, wurde im allgemeinen in den US-Patenten Nr. 4,903,440 und 5,236,472 beschrieben.
  • Eine weitere bevorzugte Klasse der durch Strahlung härtbaren aromatischen Oligomere mit Hydroxyfunktion(en), die sich in der erfindungsgemäßen Praxis als geeignet erwiesen haben, umfasst die Klasse der erhaltenen Epoxyoligomere, beispielsweise durch Kettenverlängerung von Bisphenol A bis zu einem geeigneten Molekulargewicht und dann Funktionalisieren des resultierenden Oligomers mit einer oder mehreren durch Strahlung härtbaren Funktion(en). Die 11 veranschaulicht beispielsweise ein solches Epoxyoligomer 110, das mit einer Acrylsäure umgesetzt worden war, so dass eine oder mehrere durch Strahlung härtbare Funktion(en) bereitgestellt werden. In 11 hat n vorzugsweise einen derartigen Wert, dass das Oligomer 110 ein zahlengemitteltes Molekulargewicht im Bereich von 800 bis 5000, vorzugsweise 1000 bis 1200, hat. Diese Materialien sind unter Umgebungstemperaturen gewöhnlich viskose Flüssigkeiten, bilden aber trotzdem beim Mischen mit anderen festen Materialien, wie festen Monomeren, festen Makromolekülen und/oder Calcium- und/oder Zinkstearat feste Pulver. Folglich können diese Materialien in fester Form unter Umgebungsbedingungen auch leicht trockenbeschichtet werden, zeigen aber dann beim Erwärmen hervorragende Fließeigenschaften, so dass die Bildung von Bindemittelmatrizen mit den gewünschten Leistungseigenschaften erleichtert wird. Tatsächlich ist jedes Oligomer, das unter Umgebungsbedingungen dieses duale Flüssigkeits-Feststoffverhalten aufweist, in Bezug auf die Erzielung dieser Verarbeitungsvorteile besonders bevorzugt. Acrylatoligomere gemäß 11 sind unter den Handelsbezeichnungen "RSX29522" bzw. "EBECRYL3720", von UCB Chemicals Corp., Smyrna, GA, erhältlich.
  • Die in der erfindungsgemäßen Praxis geeigneten Oligomere sind tatsächlich nicht nur auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Phenololigomere des Novolaktyps oder Epoxyoligomere eingeschränkt. Andere durch Strahlung härtbare Oligomere, die bei Raumtemperatur fest sind, oder die bei Raumtemperatur im Gemisch mit anderen Inhaltsstoffen Feststoffe bilden, umfassen beispielsweise Polyetheroligomere, wie Polyethylenglycol 200-Diacrylat mit der Handelsbezeichnung "SR259" und Polythylenglycol 400-Diacrylat mit der Handelsbezeichnung "SR344", die beide von Sartomer Co., Exton, PA, kommerziell erhältlich sind; und acrylierte Epoxyharze unter den Handelsbezeichnungen "CMD 3500", "CMD 3600" und "CMD 3700" von Radcure Specialties.
  • Eine große Vielzahl der durch Strahlung härtbaren Polymere kann ebenfalls vorteilhaft in die durch Strahlung härtbare Komponente eingebracht werden, obgleich die Polymere verglichen mit den Monomeren und Oligomeren tendenziell viskoser sind und beim Erwärmen nicht leicht fließen. Beispielhafte, durch Strahlung härtbare Polymere der vorliegenden Erfindung umfassen Vinyletherfunktion(en), Cyanatesterfunktion(en), (Meth)acrylatfunktion(en), (Meth)acrylamidfunktion(en), Cyanatesterfunktion(en), Epoxyfunktion(en), Kombinationen davon und dergleichen. Veranschaulichende Beispiele für Polymere, die mit einer oder mehreren dieser durch Strahlung härtbaren Gruppen funktionalisiert werden können, umfassen Polyamide, Phenolharze, Epoxyharze, Polurethane, Vinylcopolymere, Polycarbonate, Polyester, Polyether, Polysulfone, Polyimide, Kombinationen davon und dergleichen.
  • Bei einer Ausführungsform kann das durch Strahlung härtbare Polymer ein Harz mit Epoxyfunktion(en) sein, bei dem mindestens ein Oxiranring durch eine Ringöffnungsreaktion polymerisierbar ist. Diese Materialien haben gewöhnlich im Durchschnitt mindestens zwei Epoxygruppen pro Molekül (vorzugsweise mehr als zwei Epoxygruppen pro Molekül). Die polymeren Epoxide umfassen lineare Polymere mit endständigen Epoxygruppen (beispielsweise ein Diglycidylether eines Polyoxyalkylenglycols), Polymere mit Oxirangerüsteinheiten (beispielsweise Polybutadienpolyepoxid) und Polymere mit seitenständigen Epoxygruppen (beispielsweise ein Glycidylmethacrylatpolymer oder -copolymer). Das zahlengemittelte Molekulargewicht des Harzes mit Epoxyfunktion(en) kann meist von 1000 bis 5000 oder mehr variieren.
  • Eine weitere geeignete Klasse von Makromolekülen mit Epoxyfunktion(en) umfasst solche, die von Monomeren hergeleitete Cyclohexenoxidgruppen enthalten, wie Epoxycyclohexancarboxylate, für die 3,4-Epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexancarboxylat, 3,4-Epoxy-2-methylcyclohexylmethyl-3,4-epoxy-2-methylcyclohexancarboxylat und Bis(3,4-epoxy-6-methylcyclohexylmethyl)adipat typisch sind. Für eine eingehendere Liste derartiger geeigneter Epoxide kann das US-Patent Nr. 3,117,099 herangezogen werden.
  • Weitere in der erfindungsgemäßen Praxis besonders geeignete Makromoleküle mit Epoxyfunktion(en) umfassen Harze, die die Glycidylethermonomere der Formel:
    Figure 00280001
    enthalten, wobei R' Alkyl oder Aryl ist und n eine ganze Zahl von 1 bis 6 ist. Beispiele sind die Glycidylether mehrwertiger Phenole, die durch Umsetzung eines mehrwertigen Phenols mit einem Überschuss Chlorhydrin, wie Epichlorhydrin, erhalten werden, beispielsweise der Diglycidylether von 2,2-Bis-2,3-epoxypropoxyphenolpropan. Weitere Beispiele für derartige Epoxide sind in US-Patent Nr. 3,018,262 beschrieben.
  • Es gibt zudem mehrere kommerziell erhältliche Epoxymakromoleküle, die sich erfindungsgemäß verwenden lassen. Leicht verfügbare Epoxide umfassen insbesondere Octadecylenoxid, Epichlorhydrin, Styroloxid, Vinylcyclohexenoxid, Glycidol, Glycidylmethacrylat, Diglycidylether von Bisphenol A (beispielsweise solche, die unter den Handelsbezeichnungen "EPON 828", "EPON 1004" und "EPON 1001F" von Shell Company Co., erhältlich sind und "DER-332" und "DER-334" von Dow Chemical Co.), Diglycidylether von Bisphenol F (beispielsweise ARALDITE GY281" von Ciba-Geigy), Vinylcyclohexendioxid (beispielsweise mit der Handelsbezeichnung "ERL 4206" von Union Carbide Corp.), 3,4-Epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexencarboxylate (beispielsweise mit der Handelsbezeichnung "ERL-4221" von Union Carbide Corp.), 2-(3,4-Epoxycyclohexyl-5,5-spiro-3,4- epoxy)cyclohexanmetadioxan (beispielsweise mit der Handelsbezeichnung "ERL-4234" von Union Carbide Corp.), Bis(3,4-epoxy-cyclohexyl)adipat (beispielsweise mit der Handelsbezeichnung "ERL-4299" von Union Carbide Corp.), Dipentendioxid (beispielsweise mit der Handelsbezeichnung "ERL-4269" von Union Carbide Corp.), epoxidiertes Polybutadien (beispielsweise mit der Handelsbezeichnung "OXIRON 2001" von FMC Corp., Silikonharz mit Epoxyfunktion(en), Epoxysilane, beispielsweise beta-3,4-Epoxycyclohexylethyltrimethoxysilan und gamma-Glycidoxypropyltrimethoxysilan, die bei Union Carbide kommerziell erhältlich sind, feuerfeste Epoxyharze (beispielsweise mit der Handelsbezeichnung "DER-542", ein bromiertes Epoxyharz des Bisphenoltyps von Dow Chemical Co.), 1,4-Butandioldiglycidylether (beispielsweise mit der Handelsbezeichnung "ARALDITE RD-2" von Ciba-Geigy), Epoxyharze auf der Basis von hydriertem Bisphenol A-Epichlorhydrin (beispielsweise mit der Handelsbezeichnung "EPONEX 1510" von Shell Chemical Co.) und Polyglycidylether von Phenol-Formaldehyd-Novolak (beispielsweise mit der Handelsbezeichnung "DEN-431" und DEN-438" von Dow Chemical Co.).
  • Im erfindungsgemäßen Schutzbereich liegt ebenfalls die Verwendung eines Makromoleküls mit Epoxyfunktion(en), das sowohl Epoxy- als auch (Meth)acrylatfunktion(en) hat. Ein solches Harz mit solchen doppelten Funktion(en) ist in US-Patent Nr. 4,751,138 (Tumey et al.) beschrieben.
  • Neben der durch Strahlung härtbaren Komponente können die erfindungsgemäßen Bindemittelvorläuferpartikel ebenfalls ein thermoplastisches Harz enthalten, um die Eigenschaften der Partikel und/oder der resultierenden gehärteten Bindemittelmatrix zu steuern. Die thermoplastischen Harze können beispielsweise ebenfalls in die Partikel aufgenommen werden, um die Flusseigenschaften der Partikel beim Schmelzen einzustellen, damit die Schmelzschicht Haftklebeeigenschaften aufweisen kann, so dass die Schleifpartikel vor dem Härten aggressiver an der Schmelzschicht (vorzugsweise für eine Bindemittelschicht) haften können, so dass die Flexibilitätseigenschaften der resultierenden gehärteten Bindemittelmatrix, Kombinationen dieser Aufgaben und dergleichen eingestellt werden. Nur einige Beispiele der vielen verschiedenen Arten thermoplastischer Polymere, die sich in der vorliegenden Erfindung eignen, umfassen Polyester, Polyurethan, Polyamid, deren Kombinationen und dergleichen. Die Bindemittelvorläuferpartikel können bei Gebrauch bis zu 30 Gewichtsteile einer thermoplastischen Komponente pro 100 Gewichtsteile der durch Strahlung härtbaren Komponente aufweisen.
  • Bei alternativen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann statt der Verwendung von Bindemittelvorläuferpartikeln, wie vorstehend zur Herstellung der Überschicht 24 beschrieben, mindestens ein Abschnitt der Überschicht 24 aus einem schmelzbaren Pulver hergestellt werden, das mindestens ein Metallsalz einer Fettsäure umfasst. Vorteilhafterweise wirken Metallsalze einer Fettsäure beim Einbringen in die Überschicht 24 als Antiloading-Mittel, als Bindemittelkomponente und/oder Flusssteuerungsmittel. Das schmelzbare Pulver kann auch ein Bindemittel enthalten, das ein oder mehrere Monomere und/oder Makromoleküle umfasst, die thermoplastisch, thermisch härtbar und/oder durch Strahlung härtbar sein können, wie vorstehend in Zusammenhang mit den Bindemittelvorläuferpartikeln beschrieben, ist aber nicht erforderlich. In üblichen Ausführungsformen umfasst das schmelzbare Pulver 70 bis 95 Gewichtsteile von mindestens einem Metallsalz einer Fettsäure und 0 bis 30 Gewichtsteile des Bindemittels.
  • Die Metallsalze eines Fettsäureesters, die sich zur Verwendung in dem schmelzbaren Pulver eignen, können durch die in 9 gezeigte Formel 90 dargestellt werden, wobei R' eine gesättigte oder ungesättigte Einheit, vorzugsweise eine Alkylgruppe mit mindestens 10, vorzugsweise 12 bis 30, Kohlenstoffatomen ist, M ein Metallkation mit einer Wertigkeit von n ist, wobei n gewöhnlich 1 bis 3 ist. Spezifische Beispiele für Verbindungen der Formel 90 von 9 umfassen Lithiumstearat, Zinkstearat, Calciumstearat, Magnesiumstearat, deren Kombinationen und dergleichen. Das Metallsalz einer Fettsäure ist vorzugsweise Calciumstearat, Zinkstearat oder eine Kombination davon, wobei das Gewichtsverhältnis von Calciumstearat zu Zinkstearat im Bereich von 1:1 bis 9:1 liegt. Die Verwendung eines Pulvers, das eine Kombination von Calcium- und Zinkstearaten umfasst, liefert auch einen hervorragenden Weg zur Steuerung der Schmelzeigenschaften des Pulvers. Wenn man die Schmelztemperatur des Pulvers erhöhen möchte, kann man beispielsweise die verwendete Menge Calciumstearat in Bezug auf die Menge Zinkstearat erhöhen. Möchte man umgekehrt die Schmelztemperatur des Pulvers senken, kann die verwendete Menge Zinkstearat in Bezug auf die Menge Calciumstearat erhöht werden. Calciumstearat ist insofern einzigartig, als dieses Material niemals wirklich schmilzt. In feiner Pulverform, beispielsweise einem Pulver mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von weniger als etwa 125 µm, kann jedoch Calciumstearat an sich oder in Kombination mit anderen Materialien verwendet werden, so dass Pulver bereitgestellt werden, die frei fließen, wenn sie bei mäßig niedrigen Verarbeitungstemperaturen erwärmt werden.
  • Einzigartigerweise können die festen Ausführungsformen der Metallsalze von Fettsäuren, beispielsweise die Metallstearate, mit flüssigen Monomeren, Oligomeren und/oder Polymeren gemischt werden, so dass man Gemische erhält, die trotzdem fest sind und die zu feinen Pulvern gemahlen werden können. Diese Pulver haben hervorragende Viskositäts-, Schmelz- und Fließeigenschaften, wenn sie bei geeignet niedrigen Schmelzverarbeitungstemperaturen schmelzverarbeitet werden. Ausführungsformen, die diesen Vorteil der Erfindung aufzeigen, werden weiter unten in den Beispielen beschrieben.
  • Das schmelzbare Pulver der vorliegenden Erfindung kann im Optimalfall eine oder mehrere Fettsäuren enthalten. Vorteilhafterweise erleichtert das Vorhandensein einer Fettsäure die Schmelzverarbeitung des schmelzbaren Pulvers bei geeignet niedrigen Verarbeitungstemperaturen, beispielsweise 35 bis 180°C. Eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen schmelzbaren Pulvers kann Calciumstearat (ein Metallsalz einer Fettsäure) als Hauptkomponente enthalten. Ein schmelzbares Pulver, das nur Calciumstearat an sich enthält, lässt sich tendenziell schwer schmelzverarbeiten, weil Calciumstearat niemals wirklich schmilzt. Wenn eine Fettsäure zusammen mit Calciumstearat in das schmelzbare Pulver eingebracht wird, kann das resultierende Gemisch leicht bei geeigneten Temperaturen schmelzverarbeitet werden.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfassen gewöhnlich eine so große Menge einer Fettsäure, dass das schmelzbare Pulver bei der gewünschten Temperatur schmelzverabreitet werden kann, beispielsweise bei einer Temperatur im Bereich von 35°C bis 180°C. Bevorzugte erfindungsgemäße schmelzbare Pulver beinhalten bis zu 30, vorzugsweise etwa 10, Gewichtsteile von einer oder mehreren Fettsäuren pro 70 bis 100, vorzugsweise etwa 90, Gewichtsteile des Metallsalzes einer Fettsäure. Es kann zwar jede beliebige Fettsäure in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, jedoch ist eine bevorzugte Fettsäure die entsprechende Säureform des Metallsalzes einer verwendeten Fettsäure. Stearinsäure ist beispielsweise eine bevorzugte Fettsäure, wenn das Metallsalze einer Fettsäure ein Stearat, beispielsweise Zinstearat oder Calciumstearat, ist.
  • Die erfindungsgemäßen Bindemittelvorläuferpartikel und/oder das schmelzbare Pulver können ebenfalls eine oder mehrere Schleifhilfen enthalten. Geeignete Beispiele für Klassen von Schleifhilfen umfassen Wachse, organische Halogenid-Verbindungen, Halogenidsalze, Metalle und Legierungen von Metallen. Organische Halogenid-Verbindungen zerfallen gewöhnlich beim Schleifen und setzen eine Halogensäure oder eine gasförmige Halogenid-Verbindung frei. Beispiele für organische Halogenide umfassen chlorierte Wachse, wie Tetrachlornaphthalin, Pentachlornaphthalin und Polyvinylchlorid. Chlorierte Wachse können ebenfalls als Wachse angesehen werden. Beispiele für Halogenidsalze umfassen Natriumchlorid (NaCl), Kaliumchlorid (KCl), Kaliumfluorborat (KBF4), Ammoniumkryolith ((NH4)3AlF6) , Kryolith (Na3AlF6) und Magnesiumchlorid (MgCl2). Beispiele für Metalle umfassen Zinn, Blei, Wismuth, Kobalt, Antimon, Cadmium, Eisen und Titan. Andere Schleifhilfen umfassen Schwefel und organische Schwefelverbindungen, Graphit und Metallsulfide. Kombinationen von Schleifhilfen können ebenfalls verwendet werden. Die bevorzugte Schleifhilfe für Edelstahl ist Kaliumfluorborat. Die bevorzugte Schleifhilfe für Weichstahl ist Kryolith. Das Verhältnis von schmelzbarer organischer Komponente zur Schleifhilfe reicht von 0 bis 95, vorzugsweise von 10 bis 85, stärker bevorzugt 15 bis 60, Gewichtsteilen einer schmelzbaren organischen Komponente zu 5 bis 100, vorzugsweise 15 bis 85, stärker bevorzugt 40 bis 85 Gewichtsteilen Schleifhilfe.
  • Die Bindemittelvorläuferpartikel und/oder das schmelzbare Pulver der vorliegenden Erfindung können zusätzlich ein oder mehrere wahlfreie Additive umfassen, wie Weichmacher, andere Antiloading-Mittel (d.h. Materialien, die sich zur Reduktion oder Verhinderung der Ansammlung von Schleifstaub eignen), Schleifhilfen, Oberflächenmodifikatoren, Füllstoffe, Fließmittel, Härtungsmittel, hydroxylhaltige Additive, Klebrigmacher, Schleifhilfen, Expandierungsmittel, Fasern, Antistatikmittel, Gleitmittel, Pigmente, Farbstoffe, UV-Stabilisatoren, Fungizide, Bakterizide und dergleichen. Diese zusätzlichen Arten von Additiven können gemäß herkömmlicher Praktiken in die Bindemittelvorläuferpartikel aufgenommen werden.
  • Die Auswahl einer geeigneten Zusammensetzung der Bindemittelvorläuferpartikel und/oder des schmelzbaren Pulvers für eine bestimmte Anwendung hängt im großen Maße von dem Abschnitt des Bindesystems 18 ab, in den die Partikel eingebracht werden. Verschiedene Zusammensetzungen können je nachdem, ob die Bindemittelvorläuferpartikel in die Bindemittelschicht 20, die Deckschicht 22 und/oder die Überschicht 24 eingebracht werden sollen, stärker gewünscht sein. Zudem müssen nicht alle Bindemittelvorläuferpartikel, die in das Bindesystem 18 eingebracht werden sollen, gleich sein. Die Bindemittelvorläuferpartikel einer Zusammensetzung können beispielsweise in die Bindemittelschicht 20 und die Deckschicht 22 eingebracht werden, wohingegen die Bindemittelvorläuferpartikel einer zweiten Zusammensetzung in die Überschicht 24 eingebracht werden.
  • Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die sich zur Verwendung in der Bindemittelschicht 20 und/oder der Deckschicht 22 eignet, umfasst eine bevorzugte Bindemittelvorläuferpartikel-Zusammensetzung (Bindemittel/Deckschicht-Zusammensetzung I) 100 Gewichtsteile einer durch Strahlung härtbaren Bindemittelkomponente, etwa 1 bis 5 Gewichtsteile eines Flusssteuerungsmittels und etwa 0,5 bis 5 Gewichtsteile eines Photoinitiators oder Photokatalysators. Die bevorzugte, durch Strahlung härtbare Bindemittelkomponente umfasst (i) ein festes, durch Strahlung härtbares Monomer und (ii) ein festes durch Strahlung härtbares Oligomer und/oder Polymer, wobei das Gewichtsverhältnis von Monomer zu Oligomer/Polymer im Bereich von 1:10 bis 10:1, vorzugsweise 1:4 bis 4:1, stärker bevorzugt etwa 1:1, ist. Bevorzugte Beispiele für das feste Monomer umfassen das Monomer von 3, den Cyanatester von 8 und das TATHEIC-Monomer von 6. Bevorzugte Beispiele für das feste Oligomer/Polymer umfassen das Harz mit Epoxyfunktion(en), das kommerziell unter der Handelsbezeichnung "EPON 1001F" von Shell Chemical Co. erhältlich ist und das Oligomer mit Acrylatfunktion(en), das unter der Handelsbezeichnung "RSX 29522" von UCB Chemicals Corp. erhältlich ist. Bevorzugte Flusssteuerungsmittel umfassen Wachse und Acrylcopolymere, die kommerziell unter der Handelsbezeichnung Modarez MFP-V von Synthron, Inc. erhältlich sind, Metallstearate, wie Zinkstearat und/oder Calciumstearat, Kombinationen davon und dergleichen. Diese Inhaltsstoffe können miteinander schmelzgemischt, gekühlt und dann zu einem frei fließenden Pulver mit der gewünschten durchschnittlichen Partikelgröße gemahlen werden.
  • Bei einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die sich zur Herstellung der Bindemittelschicht 20 und der Deckschicht 22 eignet, wird eine Zusammensetzung (Bindemittel/Deckschicht-Zusammensetzung II), die identisch zur Bindemittel/Deckschicht-Zusammensetzung I ist, verwendet, außer dass das feste Oligomer/Polymer gegen ein flüssiges Oligomer und/oder Polymer ausgetauscht wird. Am stärksten bevorzugt ist das flüssige Oligomer oder Polymer hochviskos. "Hochviskos" bedeutet, dass das Material bei 25°C eine Flüssigkeit ist und ein gewichtsgemitteltes Molekulargewicht von mindestens 5000, vorzugsweise mindestens 8000, stärker bevorzugt mindestens 10000, hat. Bevorzugte Beispiele für hochviskose Oligomere und Polymere umfassen das Oligomer von 10, wobei n etwa 5 ist, sowie das Harz mit Acrylatfunktion(en) von 11.
  • Für eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die sich zur Verwendung in der Überschicht 24 eignet, umfasst eine bevorzugte Bindemittelvorläuferpartikel-Zusammensetzung (Überschicht-Zusammensetzung I) 75 bis 95 Gewichtsteile eines festen Metallsalzes einer Fettsäure, 5 bis 25 Gewichtsteile eines flüssigen, durch Strahlung härtbaren Monomers, Oligomers und/oder Polymers und 1 bis 5 Gewichtsteile eines Photostarters oder Photokatalysators. Trotz der flüssigen Beschaffenheit des durch Strahlung härtbaren Monomers, Oligomers und/oder Polymers können die Inhaltsstoffe schmelzgemischt, gekühlt und dann gemahlen werden, so dass eine freifließendes, festes Pulver erhalten wird. Bevorzugte Metallsalze einer Fettsäure umfassen Zinkstearat, Calciumstearat und deren Kombinationen. Bevorzugte flüssige Materialien umfassen Epoxy-Oligomere mit Acrylatfunktion(en), die unter den Handelsbezeichnungen "EBECRYL 3720 und 302" erhältlich sind, Polyester mit Acrylatfunktion(en), erhältlich unter der Handelsbezeichnung "EBECRYL 450", Polyurethane mit Acrylatfunktion(en), erhältlich unter der Handelsbezeichnung "EBECRYL 8804 und 270", ethoxyliertes Trimethylolpropantriacrylat und das phenolische Oligomer des Novolatyps von 10, wobei n etwa 5 ist.
  • Für eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform, die sich zur Verwendung in Überschicht 24 eignet, ist eine bevorzugte Bindemittelvorläuferpartikel-Zusammensetzung (Überschicht-Zusammensetzung II) identisch zur Überschicht-Zusammensetzung I, außer dass eine oder mehrere feste, durch Strahlung härtbare Monomere, Oligomere und/oder Polymere gegen die flüssigen durch Strahlung härtbaren Materialien ausgetauscht wird bzw. werden. Bevorzugte Beispiele für das feste, durch Strahlung härtbare Material umfassen das Monomer von 3, den Cyanatester von 8 und das TATHEIC-Monomer von 6. Bevorzugte Beispiele für das feste Oligomer/Polymer umfassen das Harz mit Epoxyfunktion(en), das kommerziell unter der Handelsbezeichnung "EPON 1001F" erhältlich ist und das Oligomer mit Acrylatfunktion(en), das unter der Handelsbezeichnung "RSX 29522" erhältlich ist.
  • Für eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform, die sich zur Verwendung in Überschicht 24 eignet, umfasst eine bevorzugte Bindemittelvorläuferpartikel-Zusammensetzung (Überschicht-Zusammensetzung III) 70 bis 95 Gewichtsteile eines Metallsalzes einer Fettsäure, wie vorstehend beschrieben, 5 bis 30 Gewichtsteile eines thermoplastischen Harzes und 5 bis 30 Gewichtsteile einer festen oder flüssigen, durch Strahlung härtbaren Komponente wie vorstehend beschrieben. Bevorzugte Beispiele für thermoplastische Harze umfassen Polyamide, Polyester, Ethylenvinylacetat-Copolymere, Kombinationen von diesen und dergleichen. Ein besonders bevorzugtes Harz ist von Union Camp Chemical Product Division unter der Handelsbezeichnung "UNIREZ 2221" erhältlich.
  • Die Bindemittelvorläuferpartikel und/oder schmelzbaren Pulver der vorliegenden Erfindung werden einfach durch ein Verfahren hergestellt, bei dem sämtliche Inhaltsstoffe, die in die Partikel oder das Pulver eingebracht werden sollen, gegebenenfalls zuerst miteinander gemischt werden, so dass ein homogenes festes Gemisch erhalten wird. Das Mischen kann durch gemeinsames Trockenmischen der Inhaltsstoffe in Pulverform erfolgen, wird aber vorzugsweise durch Schmelzverarbeitung durchgeführt, wobei mindestens die durch Strahlung härtbaren Inhaltsstoffe der Partikel während des Mischens verflüssigt werden. Das Schmelzverarbeiten erfolgt gewöhnlich bei einer Temperatur oberhalb der Glasübergangstemperaturen und/oder der Schmelzpunkte von mindestens einigen der durch Strahlung härtbaren Inhaltsstoffe und erfolgt trotzdem bei einer so niedrigen Temperatur, dass ein vorzeitiges Vernetzen der Bindemittelkomponenten vermieden wird. Die Schmelzverarbeitungstemperatur ist ebenfalls unter den Temperaturen, die beliebige temperaturempfindliche Inhaltsstoffe der Partikel zersetzen könnten. Die jeweilige Technik, die zur Bewerkstelligung der Schmelzbearbeitung und zum Mischen verwendet wird, ist nicht entscheidend, und es kann jede beliebige Technik verwendet werden. Als ein Beispiel eignet sich die Verarbeitung der Inhaltsstoffe durch einen Extruder, so dass man ein festes gemischtes Extrudat erhält, so lange die Extruder-Temperatur sorgfältig überwacht wird und ein vorzeitiges Vernetzen und eine Zersetzung der Inhaltsstoffe vermieden wird.
  • Nach der Herstellung des festen Gemischs kann der resultierende Feststoff gemahlen werden, beispielsweise zu Teilchen mit der gewünschten Partikelgröße gemahlen werden. Die Art der Mahltechnik ist nicht entscheidend, und veranschaulichende Beispiele umfassen kryogenes Mahlen, Hammermahlen (entweder kalt oder bei Raumtemperatur), mittels Mörser und Pistill, mittels Kaffeemühle, Kugelmühle und dergleichen. Das Hammermahlen bei Raumtemperatur ist derzeit bevorzugt.
  • Je nach der Zusammensetzung der Partikel können die trockenen Partikel dann verwendet werden, ohne dass auch irgendein Lösungsmittel verwendet wird, um die Bindemittelmatrix-Komponente der Bindemittelschicht 20, der Deckschicht 22 und/oder der Überschicht 24 wunschgemäß herzustellen. Gewöhnlich können die Partikel auf eine darunter liegende Oberfläche des Schleifgegenstandes 10 mit einer beliebigen geeigneten Trockenbeschichtungstechnik, wie Tropfbeschichtung, elektrostatischem Sprühen, elektrostatischer Wirbelbettbeschichtung, Heißschmelzsprühen und dergleichen, aufgetragen werden. Nach der Beschichtung werden die Teilchen, vorzugsweise durch Erhitzen, derart verflüssigt, dass die Partikel schmelzend zusammenfließen und eine gleichförmige Flüssigschmelzschicht hergestellt wird. Die Schmelzschicht kann dann einer geeigneten Energiequelle ausgesetzt werden, damit die Schmelzschicht härtet, so dass man eine wärmegehärtete, feste Bindemittelmatrix erhält. Bei der Herstellung der Bindemittelschicht 20 können die einzubringenden Schleifpartikel 16 zusammen mit den trockenen Bindemittelvorläuferpartikeln wenn gewünscht aufgebracht werden. Alternativ ist es ebenfalls möglich, die Bindemittelvorläuferpartikel und die Schleifpartikel 16 in einer beliebigen Reihenfolge nacheinander und gesondert aufzubringen. Die Bindemittelvorläuferpartikel können beispielsweise zuerst trockenbeschichtet und verflüssigt werden, wonach die Schleifpartikel 16 vor dem Härten in die Schmelzschicht eingebracht werden. Zur Förderung der Haftung der Bindemittelschicht 20 an dem Träger 12 kann man wünschenswerterweise die Oberfläche des Trägers 12, auf die die Bindemittelschicht 20 aufgebracht wird, modifizieren, beispielsweise grundieren. Geeignete Oberflächenmodifikationen umfassen Corona-Entladung, Ultraviolettlichteinwirkung, Elektronenstrahl-Einwirkung, Flammenentladung und Abrieb.
  • In Bezug auf den Schleifgegenstand 10 von 1, ist 12 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 200, die sich zur Herstellung des Schleifgegenstandes 10 eignet. Zur Veranschaulichung der Vielseitigkeit der vorliegenden Erfindung zeigt 12 die jeweilige Herstellung von Bindemittelschicht 20, Deckschicht 22 und Überschicht 24 des Schleifgegenstandes 10 aus den erfindungsgemäßen Bindemittelvorläuferpartikeln. Es versteht sich jedoch, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die veranschaulichte Anwendung eingeschränkt ist, wobei die Gesamtheit des Bindesystems 18 aus den Bindemittelvorläuferpartikeln hergestellt wird, sondern eher bei solchen Fällen anwendbar ist, bei denen ein oder mehrere Abschnitte des Bindesystems 18 von solchen Bindemittelvorläuferpartikeln hergeleitet ist.
  • Die 12 zeigt den Träger 202, der von der Zufuhrwalze 204 zur Aufnahmewalze 206 transportiert wird. Der Träger 202 kann gewöhnlich bei einer Geschwindigkeit im Bereich von 0,1 m/min bis sogar 100 m/min oder mehr transportiert werden. Während der Beförderung zwischen der Zufuhrwalze 204 und der Aufnahmewalze 206 wird der Träger 202 auf einer geeigneten Anzahl von Führungsrollen 208 gestützt, wenn der Träger 202 durch die Beschichtungsstationen 210, 212 und 214 gelangt. Die Bindemittelschicht 20, die Deckschicht 22 und die Überschicht 24 werden an den Stationen 210, 212 bzw. 214 aufgebracht. Zuerst werden bei Station 210 die Bindemittelvorläuferpartikel 216, die der Bindemittelmatrix der Bindemittelschicht 20 entsprechen, auf den Träger 202 aus der Trockenbeschichtungsvorrichtung 220 durch Tropfbeschichtung aufgebracht. Der Träger 202 gelangt dann durch den Ofen 224, worin die Partikel 216 erwärmt werden, so dass eine verflüssigte Bindemittelschicht-Schmelzschicht erhalten wird. Die Schleifpartikel 16 werden dann von dem Mineralbeschichter 226 elektrostatisch in die Bindemittelschicht-Schmelzschicht eingebracht. Der beschichtete Träger gelangt dann zur Ultraviolettlichtquelle 228, wo die Bindemittelschicht-Schmelzschicht Ultraviolettstrahlung ausgesetzt wird, damit die Bindemittelschicht vernetzt und gehärtet wird. Die vernetzte Bindemittelschicht bindet die Schleifpartikel 16 nun fest an den Träger 202.
  • Anschließend gelangt der beschichtete Träger 202 durch Station 212, so dass die Deckschicht 22 hergestellt wird. Die Bindemittelvorläuferpartikel 230, die der Bindemittelmatrix der Deckschicht 22 entsprechen, werden aus der Trockenbeschichtungsvorrichtung 232 auf die Bindemittelschicht 20 durch Tropfbeschichtung aufgebracht. Der beschichtete Träger 202 gelangt dann durch den Ofen 234, worin die Partikel 230 erwärmt werden, so dass eine verflüssigte Deckschicht-Schmelzschicht erhalten wird. Der beschichtete Träger gelangt dann zur Ultraviolettlichtquelle 238, wo die Deckschicht-Schmelzschicht Ultraviolettstrahlung ausgesetzt wird, damit die Deckschicht vernetzt und gehärtet wird. Die vernetzte Deckschicht verstärkt unterstützend die Bindung der Schleifpartikel 16 an den Träger 202.
  • Anschließend gelangt der beschichtete Träger 202 durch Station 214, so dass die Überschicht 24 hergestellt wird. Die Bindemittelvorläuferpartikel 240, die der Bindemittelmatrix der Überschicht 24 entsprechen, werden aus der Trockenbeschichtungsvorrichtung 242 auf die Deckschicht 22 durch Tropfbeschichtung aufgebracht. Der beschichtete Träger 202 gelangt dann durch den Ofen 244, worin die Partikel 240 erwärmt werden, so dass eine verflüssigte Überschicht-Schmelzschicht erhalten wird. Der beschichtete Träger 202 gelangt dann zur Ultraviolettlichtquelle 248, wo die Überschicht-Schmelzschicht Ultraviolettstrahlung ausgesetzt wird, damit die Überschicht vernetzt und gehärtet wird. Die vernetzte Überschicht verleiht dem Schleifgegenstand 10 unterstützend die gewünschten Leistungseigenschaften, beispielsweise Antiloading-Eigenschaften, wenn die Überschicht 24 ein Antiloading-Mittel enthält.
  • Der fertige Schleifgegenstand 10 wird dann auf der Aufnahmewalze 206 gelagert, wonach der Schleifgegenstand je nach der gewünschten Anwendung in eine Mehrzahl von Flächengebilden, Scheiben oder dergleichen geschnitten werden kann. Statt der direkten Lagerung auf der Aufnahmewalze 206 kann der Schleifgegenstand 10 natürlich direkt zur Schneidevorrichtung befördert werden, so dass Flächengebilde oder Scheiben hergestellt werden, wonach die Flächengebilde oder Scheiben aufbewahrt, zur Verteilung verpackt, verwendet werden können oder dergleichen.
  • Die Erfindung wird anhand der folgenden nicht einschränkenden Beispiele, in denen alle Prozentangaben, Verhältnisse usw. wenn nicht anders angegeben auf das Gewicht bezogen sind, besser verstanden.
  • Die Abkürzungen für die in der vorstehenden eingehenden Beschreibung definierten und in den folgenden Proben verwendeten Materialien sind in der folgenden Tabelle gezeigt.
  • Thermoplast
    • DS 1227
      Polyester mit hohem Molekulargewicht, erhältlich von Creanova, Piscataway, NJ, unter der Handelsbezeichnung "DYNAPOL 51227"
      Elvax 310
      Ethylenvinylacetat-Copolymer, kommerziell erhältlich von E. I. DuPont de Nemours and Company, Inc., Wilmington, DE
      Unirez 2221
      Dimersäure-Heißschmelzpolyamid, kommerziell erhältlich von Union Camp, Chemical Products Division, Jacksonville, FL
  • Wärmehärtende Harze
    • DZ1
      Pulverisiertes Phenolharz des Novolaktyps, kommerziell erhältlich von OxyChem, Occidental Chemical Corporation, Durez Engineering Materials, Dallas, TX, unter der Handelsbezeichnung "Durez 12687"
      DZ2
      Pulverisiertes Phenolharz des Novolaktyps, kommerziell erhältlich von OxyChem, Occidental Chemical Corporation, Durez Engineering Materials, Dallas, TX, unter der Handelsbezeichnung "Durez 12608"
      VM1
      Pulverisiertes Phenolharz des Novolaktyps, kommerziell erhältlich von OxyChem, Occidental Chemical Corporation, Durez Engineering Materials, Dallas, TX, unter der Handelsbezeichnung "Varcum 29517"
      UF1
      Pulverisiertes Harnstoff-Formaldehyd-Harz, erhältlich von Dynochem UK Ltd., Cambridge UK unter der Handelsbezeichnung "Aerolite UP 4145"
      UF2
      Harnstoff-Formaldehyd-Flüssigharz, kommerziell erhältlich von Borden Chemical "Durite Al-3029 R"
  • Durch Strahlung härtbare oder thermisch härtbare Epoxyharze
    • EP1
      Bisphenol-A-Epoxyharz, kommerziell erhältlich von Shell Chemical, Houston, TX, unter der Handelsbezeichnung "EPON 828" (Epoxy-Äquivalentgewicht von 185-192 g/Aq.)
      EP2
      Bisphenol-A-Epoxyharz, kommerziell erhältlich von Shell Chemical, Houston, TX, unter der Handelsbezeichnung "EPON 828" (Epoxy-Äquivalentgewicht von 185-192 g/Äq.)
      ERL 4221
      Cycloaliphatisches Epoxyharz, kommerziell erhältlich von Union Carbide Chemicals and Plastics Company Inc., Danbury, CT
  • Durch Strahlung härtbare Monomere, Oligomere und Polymere
    • EB1
      Bisphenol A-Epoxyacrylat, kommerziell erhältlich von UCB-Chemicals Corp., Smyrna, GA, unter der Handelsbezeichnung "Ebecryl 3720"
      EB2
      Fettsäure-modifiziertes Epoxyacrylat, kommerziell erhältlich von UCB Chemicals unter der Handelsbezeichnung "Ebecryl 3702"
      EB3
      Polyester-Hexaacrylat, kommerziell erhältlich von UCB Chemicals Corp., Smyrna, GA, unter der Handelsbezeichnung "Ebecryl 450"
      RSX 29522
      Experimentelles festes acryliertes Epoxyoligomer, erhalten von UCB Chemicals Corp., Smyrna, GA
      TRPGDA
      Tripropylenglycoldiacrylat, kommerziell erhältlich von Sartomer Co., Exton, PA, unter der Handelsbezeichnung "SR306"
      TMPTA
      Trimethylolpropantriacrylat, kommerziell erhältlich von Sartomer Co., Exton, PA, unter der Handelsbezeichnung "SR351"
      AMN
      Acrylamidonovolakharz in US-Patent 4,903,440 und 5,236,472
      PDAP
      p-Di(acryloyloxyethyl)terephthalat, hergestellt wie nachstehend bei IIA beschrieben
      PAN
      O-Acryliertes Novolakharz, hergestellt wie nachstehend bei IIA beschrieben
      PT60
      Cyanatesternovolak, kommerziell erhältlich von Lonza Inc., Fair Lawn, NJ, unter dem Handelsnamen "Primaset PT60"
  • Metallsalze von Fettsäuren/Antiloading-Mitteln
    • ZnSt2
      Zinkstearat, kommerziell erhältlich von Witco Chemical Corporation Memphis, TN, unter dem Handelsnamen "Lubrazinc W"
      CaSt2
      Calciumstearat, kommerziell erhältlich von Witco Chemical Corporation Memphis, TN, unter dem Handelsnamen "Calcium Stearate Extra Dense G"
      LiSt
      Lithiumstearat, kommerziell erhältlich von Witco Chemical Corporation Memphis, TN, unter dem Handelsnamen "Lithium Stearate 304"
      StA
      Stearinsäure, kommerziell erhältlich von Aldrich Chemical Milwaukee, WI
  • Schleifhilfen
    • KBF4
      Kaliumfluorborat, kommerziell erhältlich von Aerotech USA Inc. unter der Handelsbezeichnung "POTASSIUM FLUOROBORAT SPEC. 102"
  • Schleifpartikel
    • P180 AlO
      Aluminiumoxidpartikel der Qualität P180, kommerziell erhältlich von Triebacher Schleifmittel AG, Villach, Österreich
      P400 SiC
      Siliciumcarbidpartikel der Qualität P400, kommerziell erhältlich von Triebacher Schleifmittel AG, Villach, Österreich
      P80 CUB
      Keramische Aluminiumoxidpartikel der Qualität P80, kommerziell erhältlich von Minnesota Mining and Manufacturing Company, St. Paul, MN
      P80 AO
      Aluminiumoxidpartikel der Qualität P80, kommerziell erhältlich von Triebacher Schleifmittel AG, Villach, Österreich
      50 AZ
      Keramische Aluminiumoxidpartikel der Qualität 50, kommerziell erhältlich von Norton, WHERE
  • Hydroxylhaltige Materialien
    • CHDM
      Cyclohexandimethanol, kommerziell erhältlich von Eastman Chemical Company, Kingsport, CT
      SD 7280
      Pulverisiertes Phenolharz vom Novolaktyp (unkatalysiert), kommerziell erhältlich von Bordon Chemical Inc., Lousiville, KY
  • Initiatoren/Katalysatoren
    • "KB1"
      2,2-Dimethoxy-1,2-diphenyl-1-ethanon, kommerziell erhältlich von Sartomer Co., Exton, PA, unter der Handelsbezeichnung "KB1"
      IRG1
      2,2-Dimethoxy-1,2-diphenyl-1-ethanon, kommerziell erhältlich von Ciba Specialty Chemicals, unter der Handelsbezeichnung "IRGACURE 651"
      COM
      Eta6-[Xylole(gemischte Isomere)]eta5-cyclopentadienyleisen (1+)hexafluorantimonat (1-) (wirkt als Photokatalysator) wie in den US-Patenten 5,059,701; 5,191,101 und 5,252,694 beschrieben
      AMOX
      Di-t-amoxylat (wirkt als Beschleuniger) wie in den US-Patenten 5,252,694 und 5,436,063 beschrieben
      IMID
      2-Ethyl-4-methylimidazol, kommerziell erhältlich von Aldrich Chemical Milwaukee, WI
      PTSOH
      p-Toluolsulfonsäure, kommerziell erhältlich von Aldrich Chemical Milwaukee, WI
      ACL
      Aluminiumchlorid, kommerziell erhältlich von Aldrich Chemical Milwaukee, WI
  • Füllstoffe
    • FLDSP
      Feldspat, kommerziell erhältlich von K-T Feldstar Corporation, GA unter der Handelsbezeichnung "Minspar 3"
      CRY
      Kryolith, kommerziell erhältlich von TR International Trading Company Inc. Houston, TX, unter der Handelsbezeichnung "RTNC CRYOLITE"
      CaCO3
      Calciumcarbonat
      FEO
      Eisenoxid
  • Flusssteuerungsmittel
    • MOD
      Pulverbeschichtungs-Flussmittel, kommerziell erhältlich von Sythron Inc. Moganton, NC, unter der Handelsbezeichnung "Modarez MFP-V"
      CAB-O-SIL
      Hydrophobes behandelter amorpher Quarzstaub, kommerziell erhältlich von Cabot Corporation Tuscola, IL, unter der Handelsbezeichnung "CAB-O-SIL TS-720"
  • Lösungsmittel
    • Ethylacetat
      Ethylacetat ist kommerziell erhältlich von Aldrich Chemical Milwaukee, WI
  • BEISPIEL 1
  • A. HERSTELLUNG VON SCHLEIFGEGENSTÄNDEN MIT EINER TRÄGERSCHICHT UND EINER SCHLEIFBESCHICHTUNG (Bezugsbeispiel)
  • 1. Schleifgegenstand A
  • Diese Schleifgegenstände verwendeten als Träger den 95 g/m2 Papierträger C90233 EX, der kommerziell von Kimberly-Clark, Neenah, WI, erhältlich ist. Für jeden wurde ein Bindemittelschichtvorläufer aus DS1227 (20,7 Teile), EP1 (30,5 Teile), EP2 (33,7 Teile), CHDM (2,9 Teile), COM (0,6 Teile), KB1 (1,0 Teil) und AMOX (0,6 Teile) hergestellt. Die Charge wurde hergestellt durch gemeinsames Schmelzen von DS1227 und EP2 bei 140°C, Mischen und anschließendes Zugeben von EP1 und CHDM. Dann wurde TMPTA (4,5 Teile) unter Mischen bei 100°C dazu gegeben. Zu dieser Probe wurde COM, AMOX und KB1 gegeben, gefolgt von Mischen bei 100°C. Der Bindemittelschichtvorläufer wurde bei 125°C mit einer Rakelstreichmaschine auf den Papierträger bei einem Gewicht von etwa 20 g/m2 aufgetragen. Die Probe wurde dann, unmittelbar bevor P180 AO-Schleifpartikel elektrostatisch in den Bindemittelschichtvorläufer bei einem Gewicht von etwa 85 g/m2 geschleudert wurde, mit einer 400 W/cm "D"-Glühlampe bestrahlt (3 Durchgänge bei 18,3 m/min). Das Zwischenprodukt wurde 15 min bei einer Temperatur von 100°C thermisch gehärtet.
  • Ein Deckschichtvorläufer wurde auf die Schleifkörner mit einem Gewicht von etwa 50 g/m2 durch Walzenbeschichtung aufgetragen. Der Deckschicht-Vorläufer enthielt ein 100% Feststoffgemisch von EP1 (40 Teile), ERL 4221 (30 Teile), TMPTA (30 Teile), KB1 (1 Teil) und COM (1 Teil). Die Probe wurde dann mit einer 400W/cm "D"-Glühlampe bestrahlt (3 Durchgänge bei 18,3 m/min), gefolgt von thermischem Erhitzen für 10 min bei 100°C.
  • 2. Schleifgegenstand B
  • Der Schleifgegenstand B wurde durch die gleiche Methodik, wie vorstehend beschrieben mit den in der Tabelle 1 gezeigten Formulierungen hergestellt.
  • 3. Vergleichsproben B, D, F, H, J, K, N, P, BB, DD, FF, HH, JJ
  • Die Schleifgegenstände verwendeten als Träger den 95 g/m2 Papierträger C90233 EX, der kommerziell von Kimberley-Clark, Neenah, WI, erhältlich ist. Für jeden wurde ein Bindemittelschichtvorläufer aus DS1227 (20,7 Teile), EP1 (30,5 Teile), EP2 (33,7 Teile), CHDM (2,9 Teile), COM (0,6 Teile), KB1 (1,0 Teil) und AMOX (0,6 Teile hergestellt. Die Charge wurde hergestellt durch gemeinsames Schmelzen von DS1227 und EP2 bei 140°C, Mischen und anschließendes Zugeben von EP1 und CHDM. Dann wurde TMPTA (4,5 Teile) unter Mischen bei 100°C dazugegeben. Zu dieser Probe wurde COM, AMOX und KB1 gegeben, gefolgt von Mischen bei 100°C. Die Bindemittelschichtvorläufer wurden bei 125°C mittels Rakelstreichmaschine auf den Papierträger bei einem Gewicht von etwa 20 g/m2 aufgebracht. Die Probe wurde dann, unmittelbar bevor P180 AO-Schleifpartikel elektrostatisch in den Bindemittelschichtvorläufer bei einem Gewicht von etwa 85 g/m2 geschleudert wurden, mit einer 400 W/cm "D"-Glühlampe bestrahlt (3 Durchgänge bei 18,3 m/min). Das Zwischenprodukt wurde 15 min bei einer Temperatur von 100°C thermisch gehärtet.
  • Ein Deckschichtvorläufer wurde auf die Schleifkörner bei einem Gewicht von etwa 50 g/m2 mittels Walzenbeschichtung aufgebracht. Der Deckschichtvorläufer enthielt ein 100% Feststoff-Gemisch aus EP1 (40 Teile), ERL 4221 (30 Teile), TMPTA (30 Teile), KB1 (1 Teil) und COM 1 (1 Teil). Die Proben wurden dann mit einer 400 W/cm "D"-Glühlampe bestrahlt (3 Durchgänge bei 18,3 m/min), gefolgt von thermischem Härten für 10 min bei 100°C. Die Probe wurde dann bei einem Gewicht von etwa 35 g/m2 mit einer Calciumstearat-Lösung (wässrige Calciumstearat/Acrylbindemittellösung mit 50% Feststoffen), erhältlich von Witco Chemical Corporation, Memphis, TN, überschichtet.
  • 4. Vergleichsprobe L
  • Die Vergleichsprobe L wurde durch die gleiche Methodik, wie vorstehend für Schleifgegenstand A beschrieben, mit den in der Tabelle 1 gezeigten Formulierungen hergestellt.
  • 5. Vergleichsproben A, C, G, I, O, AA, CC
  • Die Vergleichsgegenstände A, C, G, I, O, AA, CC sind von Minnesota Mining und Manufacturing Company, St. Paul, MN, unter der Handelsbezeichnung "216U P180 Fre-Cut Production Paper A Weight" kommerziell erhältlich.
  • Figure 00500001
  • B. HERSTELLUNG VON BINDEMITTELVORLÄUFERPARTIKELN ZUR VERWENDUNG IN EINER ÜBERSCHICHT
  • Proben der erfindungsgemäßen Bindemittelvorläuferpartikel wurden aus den Formulierungen in der Tabelle 2 hergestellt. Zur Herstellung jeder Probe wurden die Inhaltsstoffe entweder (1) zusammen schmelzgemischt, verfestigt und zu einem Pulver gemahlen oder (2) trocken vermischt und zu Pulvern gemahlen. Die Proben wurden mit Mörser und Pistill oder mit der Hammermühle wenn nicht anders angegeben zu feinen Pulvern gemahlen. Einige Beispiele sind nachstehend zur Veranschaulichung der Methodik angegeben.
  • 1. Herstellung von Bindemittelvorläuferpartikeln, umfassend eine Kombination von ZnSt2/CaSt2/EB1/IRG1 (45/45/10/1)
  • Ein 0,5-Liter-Gefäß wurde mit 45 g ZnSt2, 45 g CaSt2 und 10 g EB1 beschickt. Die Materialien wurden bei 120 bis 160°C geschmolzen, gemischt, und 1 g IRG1 wurde dazugegeben. Das Material wurde gekühlt, und der resultierende Feststoff wurde zu einem feinen Pulver gemahlen.
  • 2. Herstellung von Bindemittelvorläuferpartikeln, umfassend eine Kombination von ZnSt2/UF1 (80/20)
  • Ein 0,5-Liter-Gefäß wurde mit 80 g ZnSt2 und 20 g UF1 beschickt. Die Feststoffe wurden in einer Mühle trocken gemischt.
  • 3. Herstellung von Bindemittelvorläuferpartikeln, umfassend ZnSt2/CaSt2/EP2/IMID (50/50/14/1)
  • Ein 0,5-Liter-Gefäß wurde mit 50 g ZnSt2, 50 g CaSt2 und 14 g EP2 beschickt. Die Materialien wurden bei 120 bis 140°C geschmolzen, gemischt, und 1 g IMID wurde hinzugegeben. Das Material wurde gekühlt, und der resultierende Feststoff wurde zu einem feinen Pulver gemahlen.
  • Tabelle 2 Bindemittelvorläuferpartikel-Formulierungen
    Figure 00520001
  • C. HERSTELLUNG VON SCHLEIFGEGENSTÄNDEN MIT EINER ÜBERSCHICHT
  • Die Bindemittelvorläuferpartikelproben 1-38H wurden auf die Schleifgegenstände A und/oder B (siehe Tabelle 3) durch Trockenbeschichtung aufgebracht, geschmolzen und dann verfestigt, so dass gemäß den folgenden Verfahren Überschichten erhalten wurde. Die Einzelheiten der resultierenden Schleifgegenstände sind in der Tabelle 3 offenbart.
  • Die Bindemittelvorläuferproben 2-15, 16, 22-36 und 38A-38B wurden jeweils auf den Schleifgegenstand A oder B aufgebracht. Insbesondere wurden die Bindemittelvorläuferpartikel bei etwa 7,0 bis 23 g/m2 durch Pulverbeschichtung auf die Schleifpartikel aufgebracht, und zwar durch Tropfbeschichten mit einer Maschensiebvorrichtung, Sprühbeschichten mit einer Wirbel- oder elektrostatischen Wirbel-Spritzpistole oder durch Beschichten mit einem elektrostatischen Wirbelbettbeschichter. Die Bindemittelvorläuferpartikel wurden dann durch Unterbringen des Schleifgegenstandes in einem Ofen bei einer Temperatur von etwa 120°C bis etwa 165°C für etwa 5-15 min geschmolzen. Die resultierende Schmelzschicht wurde dann durch Hindurchleiten des Schmelzgegenstandes durch eine UV-Lampe (1 Durchgang bei 7,6 m/min 157 W/cm-Glühlampe) gehärtet. Ein Haftbahnenmaterial wurde an der Rückseite des Schleifgegenstandes befestigt, und 10,2 cm oder 15,2 cm Scheiben wurden aus den Schleifgegenständen ausgestanzt. Die Scheiben wurden für die nachstehend beschriebene Schiefer- oder Freihand-DA-Untersuchung verwendet.
  • Überschichtproben, die aus den Bindemittelvorläuferpartikeln 1, 15, 37 bzw. 38H hergestellt wurden, wurden identisch zu den Proben 2-14, 16, 22-36 und 38A hergestellt, außer, dass die Materialien nach der Entfernen der resultierenden Schmelzschicht aus dem Ofen nicht gehärtet wurden. Das Haftbahnenmaterial wurde an der Rückseite des Schleifgegenstandes befestigt, und 10,2 cm oder 15,2 cm Scheiben wurden aus den Schleifgegenständen ausgestanzt. Die Scheiben wurden für die nachstehend beschriebene Schiefer- oder Freihand-DA-Untersuchung verwendet.
  • Überschichtproben, die jeweils aus den Bindemittelvorläuferpartikeln 38B-G hergestellt wurden, wurden identisch zu den Proben 2-14, 16, 22-36 und 38A hergestellt, außer dass die Zeitdauer, innerhalb der die Proben im Ofen untergebracht war, auf 30 – 90 min verlängert wurde, damit die resultierende Schmelzschicht thermisch gehärtet wurde. Das Haftbahnenmaterial wurde an der Rückseite der Schleifgegenstände befestigt, und 10,2 cm oder 15,2 cm Scheiben wurden aus den Schleifgegenständen ausgestanzt. Die Scheiben wurden für die nachstehend beschriebenen Schiefer-Untersuchungen verwendet.
  • Überschichtproben, die jeweils aus den Bindemittelvorläuferpartikeln 17-21 hergestellt wurden, wurden identisch zu den Proben 2-14, 16, 22-36 und 38A hergestellt, außer dass vor der Pulverbeschichtung eine Zusammensetzung mit 50 g eines durch Strahlung härtbaren Monomers (TRPGDA), 50 g Ethylacetat und 1 g Initiator (IRG1) vereinigt und in einer Sprühflasche untergebracht wurde. Die Lösung wurde auf 15,2 cm × 20,3 cm Abschnitte des Schleifgegenstandes A aufgesprüht und an der Luft trocknen gelassen. Etwa 8 g/m2 wurden dann auf den entsprechenden Schleifgegenstand durch eine elektrostatische Wirbel-Spritzpistole aufgebracht. Der Schleifgegenstand wurden dann in einem Ofen bei einer Temperatur im Bereich von etwa 120°C bis etwa 165°C zum Schmelzen der Partikel untergebracht. Schließlich wurde die erhaltene Schmelzschicht durch Hindurchleiten des Schleifgegenstandes durch eine UV-Lampe (1 Durchgang bei 7,6 m/min mit einer 157 W/cm-Glühlampe) gehärtet. Das Haftbahnenmaterial wurde an der Rückseite des Schleifgegenstandes befestigt, und 10,2 cm oder 15,2 cm Scheiben wurden aus den Schleifgegenständen ausgestanzt. Die Scheiben wurden bei der nachstehend beschriebenen Untersuchung verwendet.
  • Tabelle 3 Proben von mit einer Überschicht pulverbeschichteten Schleifgegenständen
    Figure 00550001
  • D. BEWERTUNG DER SCHLEIFGEGENSTÄNDE MIT EINER ÜBERSCHICHT
  • 1. Testverfahren
  • a. Schiefer-Testverfahren
  • Jede Scheibe mit 10,2 cm Durchmesser der Schleifgegenstände jeder Probe 1-38H und der Vergleichsproben A-O und AA-JJ (siehe Tabellen 4-7) wurden an einem Schaumsicherungskissen mit einem Haftkleber befestigt. Jeder Aufbau aus beschichteter Schleifscheibe und Sicherungskissen wurde auf einer Schiefer-Testmaschine befestigt, und die beschichtete Schleifscheibe wurde zum Abschleifen eines Celluloseacetatbutyratpolymers mit vorher bestimmtem Gewicht verwendet. Die Last betrug 4,5 kg. Der Test wurde nach 500 Umdrehungszyklen der beschichteten Schleifscheibe als beendet angesehen. Das Celluloseacetatbutyratpolymer wurde dann gewogen, und die Menge an entferntem Celluloseacetatbutyratpolymer wurde aufgezeichnet. Die Ergebnisse der Testverfahren sind nachstehend mit den geeigneten Vergleichsproben tabellarisch aufgeführt. Die in den Tabellen 4-7 nachstehend gezeigten Ergebnisse veranschaulichen kurz gesagt, dass Überschichten, die von durch Strahlung härtbaren Bindemittelvorläuferpartikeln, thermisch härtbaren Bindemittelvorläuferpartikeln und thermoplastischen Bindemittelvorläuferpartikeln hergeleitet wurden, eine entsprechende Leistung wie die herkömmlichen wässrigen Calciumstearat/Acryl-Bindemittel-Überschichten aufwiesen. Zusätzlich zu der besseren Leistung haben diese Bindemittelvorläuferpartikel für Überschichten Umwelt- und Verfahrensvorteile gegenüber herkömmlichen Überschichten, die aus lösungsmittelhaltigen Lösungen hergestellt werden.
  • Tabelle 4A Schiefer-Untersuchung der Proben 1-6 und der Vergleichsproben A und B
    Figure 00570001
  • Tabelle 4B Schiefer-Untersuchung der Proben 7-11 und der Vergleichsproben C und D
    Figure 00570002
  • Tabelle 4C Schiefer-Untersuchung der Proben 12-14 und der Vergleichsproben E und F
    Figure 00580001
  • Tabelle 5A Schiefer-Untersuchung der Proben 15-16 und der Vergleichsproben G und H
    Figure 00580002
  • Tabelle 5B Schiefer-Untersuchung der Proben 17-21 und der Vergleichsproben I und J
    Figure 00580003
  • Tabelle 6 Schiefer-Untersuchung der Proben 22-30 und der Vergleichsproben K und L
    Figure 00590001
  • Tabelle 7A Schiefer-Untersuchung der Proben 31-36 und der Vergleichsprobe N
    Figure 00590002
  • Tabelle 7B Schiefer-Untersuchung der Proben 38B-38D und der Vergleichsproben BB, DD und FF
    Figure 00600001
  • Tabelle 7C Schiefer-Untersuchung der Proben 38E-38H und der Vergleichsproben HH, JJ und AA
    Figure 00600002
  • 2. Freihand-DA-Testverfahren
  • Ein Anstrich-Feld, d.h. ein Stahlsubstrat mit einer e-Beschichtung, Grundierung, Basisbeschichtung und Klarbeschichtung, welches üblicherweise bei Autoanstrichen verwendet wird, wurde in jedem Fall mit erfindungsgemäß hergestellten beschichteten Schleifmitteln und mit beschichteten Schleifmitteln als Vergleichsbeispielen geschliffen. Jedes Schleifmittel hatte einen Durchmesser von 15,2 cm und wurde an einem Exzenterschleifer (erhältlich unter der Handelsbezeichnung "DAQ" von National Detroit, Inc. Rockford, IL) befestigt. Der Schleifdruck betrug etwa 19,6 kPa (0,2 kg/cm2), während der Schleifer bei etwa 60 PSI/am Werkzeug (413 kPa) betrieben wurde. Die gestrichenen Felder wurden von ACT Company, Hillsdale, MI, erhalten. Der Schliff in Gramm wurde in jedem Fall durch Wiegen des grundierten Substrates vor und nach dem Schleifen für eine festgelegte Dauer, beispielsweise 1 oder 3 min, gewogen.
  • Tabelle 8 DA-Untersuchung (3 min) der Proben 37, 38A und der Vergleichsproben O und P
    Figure 00610001
  • BEISPIEL II
  • A. HERSTELLUNG VON SCHLEIFGEGENSTÄNDEN MIT EINER TRÄGERSCHICHT UND SCHLEIFMITTEL
  • 1. Schleifgegenstand C
  • Diese Schleifgegenstände verwendeten als Träger den 95 g/m2 Papierträger C90233 EX, der kommerziell von Kimberly-Clark, Neenah, WI, erhältlich ist. Für die Herstellung jedes Gegenstandes wurde ein Bindemittelschichtvorläufer aus DS1227 (20,7 Teile), EP1 (30,5 Teile), EP2 (33,7 Teile), CHDM (2,9 Teile), COM (0,6 Teile), KB1 (1,0 Teile) und AMOX (0,6 Teile) hergestellt. Die Charge wurde durch gemeinsames Schmelzen von DS1227 und EP2 bei 140°C, Mischen und anschließendes Zugeben von EP1 und CHDM und Mischen hergestellt. Dann wurde TMPTA (4,5 Teile) unter Mischen bei 100°C dazu gegeben. Zu dieser Probe wurde COM, AMOX und KB1 gegeben, gefolgt von Mischen bei 100°C. Der Bindemittelschichtvorläufer wurde bei 125°C mit einer Rakelstreichmaschine auf den Papierträger bei einem Gewicht von etwa 20 g/m2 aufgetragen. Die Probe wurde dann, unmittelbar bevor P180 AO-Schleifpartikel elektrostatisch in den Bindemittelschicht-Vorläufer bei einem Gewicht von etwa 85 g/m2 geschleudert wurden, mit einer 400 W/cm "D"-Glühlampe bestrahlt (3 Durchgänge bei 18,3 m/min). Das Zwischenprodukt wurde für 15 min bei einer Temperatur von 100°C thermisch gehärtet.
  • 2. Schleifgegenstand D
  • Ein Schleifgegenstand verwendete einen 0,13 mm (5 Mil) dicken Polyesterträger, der kommerziell von Minnesota Mining und Manufacturing Company, St. Paul, MN, erhalten werden kann. Ein Bindemittelschichtvorläufer, umfassend eine wässrige UF2-Lösung, ein wässriges Resolphenolharz mit 75% Feststoffen mit einem Verhältnis von Formaldehyd zu Phenol von etwa 1,1-3,0/1 und einem pH-Wert von 9, ACL und PTSOH (85/15/2/1) wurde bei einem ungefähren Gewicht von 40 g/m2 durch Walzenbeschichtung auf den Träger aufgebracht. Anschließend wurde ein Gemisch von P180 und AlO/CUB-Schleifpartikeln (50-90/10-50) elektrostatisch in den Bindemittelschichtvorläufer bei einem Gewicht von etwa 155 g/m2 geschleudert. Das Harz der Bindemittelschicht wurde in einem Ofen bei 100°C für 60 min gehärtet.
  • 3. Vergleichsproben O und R
  • Diese Schleifgegenstände verwendeten als Träger den 95 g/m2 Papierträger C90233 EX, der kommerziell von Kimberly-Clark, Neenah, WI, erhältlich ist. Für die Herstellung jedes Gegenstandes wurde ein Bindemittelschichtvorläufer aus DS1227 (20,7 Teile), EP1 (30,5 Teile), EP2 (33,7 Teile), CHDM (2,9 Teile), COM (0,6 Teile), KB1 (1,0 Teil) und AMOX (0,6 Teile) hergestellt. Die Charge wurde durch gemeinsames Schmelzen von DS1227 und EP2 bei 140°C, Mischen und anschließendes Zugeben von EP1 und CHDM hergestellt. Dann wurde TMPTA (4,5 Teile) unter Mischen bei 100°C dazu gegeben. Zu dieser Probe wurde COM, AMOX und KB1 gegeben, gefolgt von Mischen bei 100°C. Der Bindemittelschicht-Vorläufer wurde bei 125°C mit einer Rakelstreichmaschine auf den Papierträger bei einem Gewicht von etwa 20 g/m2 aufgetragen. Die Probe wurde dann, unmittelbar bevor P180 AO-Schleifpartikel elektrostatisch in den Bindemittelschichtvorläufer bei einem Gewicht von etwa 85 g/m2 geschleudert wurden, mit einer 400 W/cm "D"-Glühlampe bestrahlt (3 Durchgänge bei 18,3 m/min). Das Zwischenprodukt wurde für 15 min bei einer Temperatur von 100°C thermisch gehärtet.
  • Ein Deckschichtvorläufer wurde auf die Schleifkörner bei einem Gewicht von etwa 50 g/m2 mittels Walzenbeschichtung aufgetragen. Der Deckschichtvorläufer enthielt ein 100%-Feststoffgemisch aus EP1 (40 Teile), ERL 4221 (30 Teile), TMPTA (30 Teile), KB1 (1 Teil) und COM (1 Teil). Die Proben wurden dann mit einer 400 W/cm "D"-Glühlampe bestrahlt (3 Durchgänge bei 18,3 m/min), gefolgt von thermischem Härten bei 100°C.
  • 4. Vergleichs-Schleifgegenstände S, T, U, V
  • Ein Schleifgegenstand verwendete einen 5 Mil dicken Polyesterträger, der kommerziell von Minnesota Mining und Manufacturing Company St. Paul, MN, erhalten werden kann. Ein Bindemittelschichtvorläufer, umfassend eine wässrige UF2-Lösung, ein wässriges Resolphenolharz mit 75% Feststoffen mit einem Verhältnis von Formaldehyd zu Phenol von etwa 1,1-3,0/1 und einem pH-Wert von 9, ACL und PTSOH (85/15/2/1), wurde auf den Träger bei einem ungefähren Gewicht von 40 g/m2 durch Walzenbeschichtung aufgebracht. Anschließend wurde ein Gemisch von P180 und AlO/CUB-Schleifpartikeln (50-90/10-50) elektrostatisch in den Bindemittelschichtvorläufer bei einem Gewicht von etwa 155 g/m2 geschleudert. Das Harz der Bindemittelschicht wurde in einem Ofen bei 93°C für 30 min gehärtet. Anschließend wurde ein Deckschichtvorläufer, umfassend eine wässrige Resolphenolharz-Lösung mit 75% Feststoffen mit einem Verhältnis von Formaldehyd zu Phenol von etwa 1,1-3,0:1, pH-Wert 9 und Feldspat (70/35), auf die Bindemittelschicht bei einem ungefähren Gewicht von 200 g/m2 aufgebracht. Die Deckschicht wurde gehärtet, indem die Probe in einem Ofen bei 100-110°C für 1-2 Std. untergebracht wurde.
  • Figure 00650001
  • B. HERSTELLUNG VON DURCH STRAHLUNG HÄRTBAREN BINDEMITTELN
  • 1. p-Di(acryloyloxyethyl)terephthalat (PDAP)
  • Zu einem 2-Liter Dreihals-Rundbodenkolben mit einem Tropfzugabetrichter, Thermometer, Eisbad und Schaufelrührer wurden 500 ml wasserfreies Tetrahydrofuran (THF), 103 g (1,02 mol) Triethylamin und 117 g (1 Mol) 2-Hydroxyethylacrylat gegeben. Es wurde mit Rühren begonnen. Zu dem Tropfzugabetrichter wurde eine Lösung von 102,5 g (0,5 Mol, plus leichter Überschuss) Terephthaloylchlorid in 500 ml wasserfreiem THF gegeben. Diese Lösung wurde derart in den Inhalt des Reaktionsgefäßes gegeben, dass die Temperatur des Inhalts nicht über 30°C stieg. Als diese Zugabe beendet war, wurde die Reaktion für eine weitere Stunde bei Umgebungstemperatur gerührt und durch einen gesinterten Büchnertrichter filtriert. Das entstandene Triethylaminhydrochlorid wurde sorgfältig mit wasserfreiem THF gespült und verworfen. Die THF-Lösung wurde auf einem Rotationsverdampfer mit einem 60°C-Wasserbad eingeengt, bis das Volumen des Lösungsmittels um etwa die Hälfte reduziert wurde. Dann wurde das Konzentrat mit dem doppelten Volumen Heptan gequencht und verrieben. Das feste Produkt fiel rasch aus. Der pastöse Feststoff wurde auf Umgebungstemperatur gekühlt und filtriert. Der Kuchen wurde mit zusätzlichem Heptan gespült und auf einer Glaskuchenpfanne zum Trocknen ausgebreitet. Isoliert wurden 85-90% der theoretischen Ausbeute . Das Produkt hatte gemäß DSC eine Tm von etwa 97°C. Die Dünnschichtchromatographie ergab, dass das Produkt rein war, wie es durch einen einzelnen Fleck bewiesen wurde (Elutions-Lösungsmittel 10% Methanol/90% Chloroform), mit F254 Silicagel-beschichteten Glasplatten). Das Infrarotspektrum zeigte einen charakteristischen Ester-Peak bei 1722 cm-1.
  • 2. O-Acryliertes Novolak (PAN)
  • Zu einem 1-Liter-Dreihals-Rundbodenkolben mit Schaufelrührer, Thermometer, Eisbad und Tropfzugabetrichter wurden 200 g Borden SD-7280 Phenolnovolakharz, gefolgt von 400 ml wasserfreiem Tetrahydrofuran (THF), gegeben. Es wurde mit Rühren begonnen. Bei Erhalt der Lösung wurde 52,6 g (0,52 Mol) Triethylamin zugegeben. Der Inhalt des Kolbens wurde auf 10°C gekühlt. Zu dem Tropfzugabetrichter wurden 45,3 g (0,5 Mol) Acryloylchlorid gegeben. Dieses Säurechlorid wurde über 30 min bei einer solchen Rate zu der Novolaklösung gegeben, dass die Temperatur des Inhalts auf Umgebungstemperatur steigen konnte. Das Triethylaminhydrochlorid bildete sich leicht. Der Inhalt wurde für weitere 2 Std. bei Umgebungstemperatur gerührt, dann filtriert. Der Filterkuchen wurde mit wasserfreiem THF gespült und in einem Rotationsverdampfer unter Erhitzen des Konzentrates auf 70°C zu einem viskosen harzartigen Sirup eingeengt. Das harzartige Produkt wurde in ein Glasgefäß überführt, wobei die Kolbenwände sachte erwärmt wurden, so dass dessen Strom unterstützt wurde. Die NMR-Analyse des Harzes zeigte, dass noch einige Spuren Triethylaminhydrochlorid und etwa 10 Gew.% THF zugegen waren. Das Hauptprodukt zeigte etwa 0,2 Mol Acrylatester pro Phenolring. Das Novolak hatte ein berechnetes Verhältnis von Formaldehyd zu Phenol von etwa 0,8.
  • 3. Acrylamidomethylnovolak (AMN)
  • AMN wurde wie in den US-Patenten Nr. 4,903,440 und 5,236,472 beschrieben hergestellt.
  • C. HERSTELLUNG DER DURCH STRAHLUNG HÄRTBAREN BINDEMITTELVORLÄFERPARTIKELN ZUR VERWENDUNG IN DER DECKSCHICHT (siehe Tabelle 10 für eine Zusammenfassung der Formulierung)
  • 1. Herstellung von Bindemittelvorläuferpartikeln, umfassend eine Kombination von AMN/PDAP/CAB-O-SIL/IRG1 (50/50/0,2/2)
  • Ein 0,5-Liter-Gefäß wurde mit 100 g AMN (eine viskose Flüssigkeit), 100g PDAP und 0,4 g CAB-O-SIL beschickt. Die Probe wurde für 30 min auf 110-115°C erwärmt und gemischt. Anschließend wurden 4 g IRG1 zu dem geschmolzenen Gemisch gegeben, es wurde gemischt und auf Raumtemperatur gekühlt. Der resultierende Feststoff wurde mit einer Mühle zu einem feinen Pulver gemahlen.
  • 2. Herstellung von Bindemittelvorläuferpartikeln, umfassend eine Kombination von PAN/PDAP/IRG1/MOD (50/50/2/0,2)
  • Ein 0,25-Liter-Gefäß wurde mit 25 g einer viskosen Flüssigkeit PAN und 25 g PDAP beschickt. Die Probe wurde für 30 min auf 110-115°C erwärmt und gemischt. Anschließend wurde 1 g IRG1 und 0,1 g MOD zu dem geschmolzenen Gemisch gegeben, es wurde gemischt und auf Raumtemperatur gekühlt. Der resultierende Feststoff wurde mit einer Mühle zu einem feinen Pulver gemahlen. Die Zugabe von flüssigem Stickstoff zu dem kühlenden Feststoff unterstützte den Mahlvorgang.
  • 3. Herstellung von Bindemittelvorläuferpartikeln, umfassend eine Kombination von AMN/PDAP/CRY/IRG1 (50/50/100/2)
  • Ein 0,5-Liter-Gefäß wurde mit 50 g AMN (eine viskose Flüssigkeit), 50g PDAP und 100 g CRY beschickt. Die Probe wurde für 30 min auf 110-115°C erwärmt und gemischt. Anschließend wurden 2 g IRG1 zu dem geschmolzenen Gemisch gegeben, es wurde gemischt und auf Raumtemperatur gekühlt. Der resultierende Feststoff wurde zu einem feinen Pulver gemahlen.
  • 4. Herstellung von Bindemittelvorläuferpartikeln, umfassend eine Kombination von EP1/EP2/SD 7280/COM (20/60/20/1)
  • Ein 0,5-Liter-Gefäß wurde mit 20 g EP1, 60g EP2 und 20 g SD 7280 beschickt. Die Probe wurde für 60 min auf 120°C erwärmt und gemischt. Anschließend wurde 1 g COM zu dem geschmolzenen Gemisch gegeben, es wurde gemischt und auf Raumtemperatur gekühlt. Der resultierende Feststoff wurde zu einem feinen Pulver gemahlen.
  • 5. Herstellung von Bindemittelvorläuferpartikeln, umfassend eine Kombination von EP1/EP2/SD 7280/CRY/COM (20/60/20/100/2)
  • Ein 0,5-Liter-Gefäß wurde mit 20 g EP1 (eine viskose Flüssigkeit), 60g EP2, 20 g SD 7280 und 100 g CRY beschickt. Die Probe wurde für 60 min auf 120°C erwärmt und gemischt. Anschließend wurden 2 g COM zu dem geschmolzenen Gemisch gegeben, es wurde gemischt und auf Raumtemperatur gekühlt. Der resultierende Feststoff wurde mit einer Mühle zu einem feinen Pulver gemahlen.
  • 6. Herstellung von Bindemittelvorläuferpartikeln, umfassend eine Kombination von PT60/COM (100/1)
  • Ein 0,5-Liter-Gefäß wurde mit 100 g PT-60 beschickt und auf 90°C erwärmt. 1 g COM wurde dazugegeben und der resultierende Feststoff auf Raumtemperatur gekühlt. Der Feststoff wurde mit einer Mühle zu einem feinen Pulver gemahlen.
  • 7. Herstellung von Bindemittelvorläuferpartikeln, umfassend eine Kombination von PT60/CRY/IRG1 (50/50/1)
  • Ein 0,5-Liter-Gefäß wurde mit 50 g 100/1 PT60/COM-Feststoff beschickt. Anschließend wurden 50 g CRY dazugegeben. Die beiden Feststoffe wurden mit einer Mühle zu einem feinen Pulver gemahlen.
  • 8. Herstellung von Bindemittelvorläuferpartikeln, umfassend eine Kombination von EP2/PDAP/IRG1/COM (70/30/1/1)
  • Ein 0,5-Liter-Gefäß wurde mit 70 g EP1 (eine feste Ausführungsform) und 30g PDAP beschickt. Die Probe wurde für 30 min auf 110-115°C erwärmt und gemischt. Anschließend wurde 1 g IRG1 und 1 g COM zu dem geschmolzenen Gemisch gegeben, es wurde gemischt und auf Raumtemperatur gekühlt. Der resultierende Feststoff wurde mit einer Mühle zu einem feinen Pulver gemahlen.
  • 9. Herstellung von Bindemittelvorläuferpartikeln, umfassend eine Kombination von EP2/PDAP (70/30/4/2/1/1)
  • Ein 0,5-Liter-Gefäß wurde mit 70 g (EP2) als Feststoff, 30g (PDAP), 4 g CaSt2 und 2 g ZnSt2 beschickt. Die Probe wurde für 30 min auf 110-115°C erwärmt und gemischt. Anschließend wurde 1 g IRG1 und 1 g COM zu dem geschmolzenen Gemisch gegeben, es wurde gemischt und auf Raumtemperatur gekühlt. Der resultierende Feststoff wurde mit einer Mühle zu einem feinen Pulver gemahlen.
  • Tabelle 10 Formulierungen für die Bindemittelvorläuferpartikel
    Figure 00700001
  • Figure 00710001
  • D. HERSTELLUNG VON SCHLEIFGEGENSTÄNDEN MIT EINER DECKSCHICHT
  • Die Bindemittelvorläuferpartikel-Proben 39-50 wurden auf eine oder mehrere Schleifgegenstände C und D zur Herstellung von Deckschichten gemäß dem folgenden Verfahren aufgebracht.
  • Die Bindemittelvorläuferpartikelproben 39-46 und 48 wurden auf Schleifgegenstand D aufgetragen, wohingegen die Bindemittelvorläuferpartikelproben 45 und 74 auf den Schleifgegenstand C aufgetragen wurden. Insbesondere wurden die Bindemittelvorläuferpartikel auf die Schleifgegenstände bei 30 bis 160 g/m2 durch Pulverbeschichtung aufgebracht, und zwar durch Tropfbeschichten mit einer Maschensiebvorrichtung. Die Bindemittelvorläuferpartikel wurden dann geschmolzen, indem der Schleifgegenstand in einem Ofen bei einer Temperatur im Bereich von etwa 120°C bis etwa 165°C für 5-15 min untergebracht wurde. Die Deckschicht wurde dann gehärtet, indem das Schleifmittel durch eine UV-Lampe (1 Durchgang bei 7,6 m/min mit einer 157 W/cm-Glühlampe) geleitet wurde. Die Proben 46 und 47 wurden für 10 min in einem Ofen bei 100°C untergebracht. Das Haftbahnenmaterial wurde an den Schleifgegenständen befestigt, und 10,2 cm Scheiben wurden aus den Schleifgegenständen ausgestanzt.
  • Die Bindemittelvorläuferpartikelproben 49 und 50 wurden auf den Schleifgegenstand C aufgebracht. Insbesondere die Bindemittelvorläuferpartikel wurden auf die Schleifgegenstände durch Pulverbeschichtung aufgebracht, und zwar durch Tropfbeschichten mit einer Maschensiebvorrichtung. Die Schleifproben wurden in einem Ofen bei einer Temperatur im Bereich von etwa 105°C bis etwa 140°C für etwa 2 Std. untergebracht. Das Haftbahnenmaterial wurde an den Schleifgegenständen befestigt, und 10,2 cm Scheiben wurden aus den Schleifgegenständen ausgestanzt.
  • Die Einzelheiten der erhaltenen Schleifgegenstände sind in der nachstehenden Tabelle 11 offenbart. Alle Scheiben wurden zur nachstehend beschriebenen Schiefer-Untersuchung verwendet.
  • Tabelle 11 Schleifgegenstände mit einer Deckschicht
    Figure 00720001
  • E. BEWERTUNG DER SCHLEIFGEGENSTÄNDE MIT EINER DECKSCHICHT
  • 1. Schiefer-Testverfahren
  • Jede Scheibe mit 10,2 cm Durchmesser der Schleifgegenstände jeder Probe 39-50 und der Vergleichsproben R-V (siehe Tabelle 11) wurde mit einem Haftkleber auf einem Schaumsicherungskissen befestigt. Jede Aufbau aus beschichteter Schleifscheibe und Sicherungskissen wurde auf einer Schiefer-Testmaschine befestigt, und die beschichtete Schleifscheibe wurde zum Abschleifen von Celluloseacetatbutyratpolymer der richtigen Größe mit vorher bestimmtem Gewicht verwendet. Die Last betrug 4,5 kg. Der Test wurde nach 500 Umdrehungszyklen der beschichteten Schleifscheibe als beendet angesehen. Das Celluloseacetatbutyratpolymer wurde dann gewogen, und die Menge an entferntem Celluloseacetatbutyratpolymer wurde aufgezeichnet. Die Ergebnisse des Testverfahrens sind nachstehend mit den Ergebnissen für die geeigneten Vergleichsproben tabellarisch aufgeführt. Die in den Tabellen 13-15 zusammengefassten Ergebnisse veranschaulichen kurz gesagt, dass Deckschichten, die von durch Strahlung härtbaren Bindemittelvorläuferpartikeln hergeleitet wurden, eine bessere Leistung als herkömmliche phenolische Deckschichten aufwiesen. Zusätzlich zu der besseren Leistung haben diese Bindemittelvorläuferpartikel für Deckschichten Umwelt- und Verfahrensvorteile gegenüber herkömmlichen Schichten.
  • Tabelle 12A Schiefer-Untersuchung der Proben 39-45, 48 und der Vergleichsproben S, T, U, V
    Figure 00730001
  • Figure 00740001
  • Tabelle 12B Schiefer-Untersuchung der Proben 46-47 und der Vergleichsproben R
    Figure 00740002
  • Tabelle 13 Schiefer-Untersuchung der Proben und der Vergleichsproben Q
    Figure 00740003
  • BEISPIEL III
  • A. HERSTELLUNG VON SCHLEIFGEGENSTÄNDEN MIT EINER TRÄGERSCHICHT UND SCHLEIFMITTEL
  • 1. Vergleichsgegenstand W
  • Diese Schleifgegenstände verwendeten als Träger den 95 g/m2 Papierträger C90233 EX, der kommerziell von Kimberly-Clark, Neenah, WI, erhältlich ist. Ein Bindemittelschichtvorläufer wurde aus DS1227 (20,7 Teile), EP1 (30,5 Teile), EP2 (33,7 Teile), CHDM (2,9 Teile), COM (0,6 Teile), KB1 (1,0 Teil) und AMOX (0,6 Teile) hergestellt. Die Charge wurde durch gemeinsames Schmelzen von DS1227 und EP2 bei 140°C, Mischen, dann Zugeben von EP1 und CHDM und weiteres Mischen hergestellt. Dann wurde TMPTA (4,5 Teile) unter Mischen bei 100°C dazu gegeben. Zu dieser Probe wurde COM, AMOX und KB1 gegeben, gefolgt von Mischen bei 100°C. Der Bindemittelschichtvorläufer wurde bei 125°C mit einer Rakelstreichmaschine bei einem Gewicht von etwa 30 g/m2 auf den Papierträger aufgetragen. Die Probe wurde dann, unmittelbar bevor P180 AO-Schleifpartikel elektrostatisch in den Bindemittelschichtvorläufer bei einem Gewicht von etwa 85 g/m2 geschleudert wurden, mit einer 400 W/cm "D"-Glühlampe bestrahlt (3 Durchgänge bei 18,3 m/min). Das Zwischenprodukt wurde 15 min bei einer Temperatur von 100°C thermisch gehärtet.
  • Ein Deckschichtvorläufer wurde bei einem Feuchtgewicht von etwa 50 g/m2 durch Walzenbeschichtung auf die Schleifkörner aufgebracht. Der Deckschichtvorläufer enthielt ein 100% Feststoff-Gemisch aus EP1 (40 Teile), ERL 4221 (30 Teile), TMPTA (30 Teile), KB1 (1 Teil) und COM (1 Teil). Die Probe wurde dann mit einer 400 W/cm "D"-Glühlampe bestrahlt (3 Durchgänge bei 18,3 m/min), gefolgt von einer thermischen Härtung für 10 min bei 100°C.
  • B. HERSTELLUNG VON BINDEMITTELVORLÄUFERPARTIKELN ZUR VERWENDUNG IN EINER BINDEMITTELSCHICHT
  • 1. Herstellung von Bindemittelvorläuferpartikeln, umfassend eine Kombination von PDAP/IRG1 (100/1)
  • Ein 0,5-Liter-Gefäß wurde mit 100 g PDAP beschickt. Die Probe wurde für 30 min auf 110-115°C erwärmt und gemischt. Anschließend wurde 1 g IRG1 zu dem geschmolzenen Gemisch gegeben, es wurde gemischt und auf Raumtemperatur gekühlt. Der resultierende Feststoff wurde mit einer Mühle zu einem feinen Pulver gemahlen.
  • 2. Herstellung von Bindemittelvorläuferpartikeln, umfassend eine Kombination von AMN/PDAP/IRG1 (70/30/1)
  • Ein 0,5-Liter-Gefäß wurde mit 70 g AMN (eine viskose Flüssigkeit) und 30 g PDAP beschickt. Die Probe wurde für 30 min auf 110-115°C erwärmt und gemischt. Anschließend wurde 1 g IRG1 zu dem geschmolzenen Gemisch gegeben, es wurde gemischt und auf Raumtemperatur gekühlt. Der resultierende Feststoff wurde mit einer Mühle zu einem feinen Pulver gemahlen.
  • 3. Herstellung von Bindemittelvorläuferpartikeln, umfassend eine Kombination von PAN/PDAP/IRG1 (50/50/1)
  • Ein 0,24-Liter-(8 Unzen)-Gefäß wurde mit 25 g einer viskosen Flüssigkeit PAN und 25 g PDAP beschickt. Die Probe wurde für 30 min auf 110-115°C erwärmt und gemischt. Anschließend wurde 1 g IRGACURE 651 zu dem geschmolzenen Gemisch gegeben, es wurde gemischt und auf Raumtemperatur gekühlt. Der resultierende Feststoff wurde mit einer Mühle zu einem feinen Pulver gemahlen.
  • 4. Herstellung von Bindemittelvorläuferpartikeln, umfassend eine Kombination von EP2/PDAP/IRG1/COM (70/30/1/1)
  • Ein 0,5-Liter-Gefäß wurde mit 70 g EP2, einem Feststoff und 30 g PDAP beschickt. Die Probe wurde für 30 min auf 110-115°C erwärmt und gemischt. Anschließend wurde 1 g IRG1 und 1 g COM zu dem geschmolzenen Gemisch gegeben, es wurde gemischt und auf Raumtemperatur gekühlt. Der resultierende Feststoff wurde mit einer Mühle zu einem feinen Pulver gemahlen.
  • Tabelle 14 Bindemittelvorläuferpartikel-Formulierungen
    Figure 00770001
  • C. HERSTELLUNG VON SCHLEIFGEGENSTÄNDEN MIT EINER BINDEMITTELSCHICHT
  • Die Bindemittelvorläuferpartikelproben 51-54 wurden auf eine von Kimberley-Clark, Neenah, WI, kommerziell erhältliche Papierbeschichtung EX C90233 durch Tropfbeschichtung aufgebracht. Die spezifischen Bindemittelschicht-Gewichte können in der Tabelle 15 gefunden werden. Anschließend wurden die Bindemittelvorstufenpartikel in einem Ofen bei 100-140°C auf den Träger geschmolzen, und P180 AO-Mineral wurde auf die Bindemittelschicht bei einem Gewicht von 115 g/m2 durch Tropfbeschichtung aufgebracht. Die Probe wurde dann mit einer 400 W/cm "D"-Glühlampe bestrahlt (3 Durchgänge bei 18,3 m/min).
  • Ein Deckschichtvorläufer wurde bei einem Feuchtgewicht von etwa 100 g/m2 durch Walzenbeschichtung auf die Schleifkörner aufgebracht. Der Deckschichtvorläufer enthielt ein 100% Feststoff-Gemisch aus EP1 (40 Teile), ERL 4221 (30 Teile), TMPTA (30 Teile), KB1 (1 Teil) und COM (1 Teil). Die Probe wurde dann mit einer 400 W/cm "D"-Glühlampe bestrahlt (3 Durchgänge bei 18,3 m/min), gefolgt von einer thermischen Härtung für 10 min bei 100°C.
  • Tabelle 15 Schleifgegenstände mit einer Bindemittelschicht
    Figure 00780001
  • D. BEWERTUNG DER SCHLEIFGEGENSTÄNDE MIT EINER BINDEMITTELSCHICHT
  • 1. Testverfahren
  • a. Schiefer-Testverfahren
  • Der beschichtete Schleifgegenstand aus jedem Beispiel wurde in eine Scheibe mit 10,2 cm Durchmesser umgewandelt und mit einem Haftkleber auf einem Schaumsicherungskissen befestigt. Der Aufbau aus beschichteter Schleifscheibe und Sicherungskissen wurden auf einer Schiefer-Testmaschine befestigt, und die beschichtete Schleifscheibe wurde zum Abschleifen eines Celluloseacetatbutyratpolymers verwendet. Die Last betrug 4,5 kg. Der Endpunkt des Tests war 500 Umdrehungen oder Zyklen der beschichteten Schleifscheibe. Es wurde die Menge an entferntem Celluloseacetatbutyratpolymer aufgezeichnet.
  • Wie in der Tabelle 16 veranschaulicht zeigen die durch Strahlung härtbaren Bindemittelvorläuferpartikel Verwendbarkeit als Bindemittelschichten, insbesondere wenn das oligomere Material Hydroxylfunktion hat, beispielsweise AMN und EP2.
  • Tabelle 16 Schiefer-Untersuchung Schleifgegenstände mit einer Bindemittelschicht
    Figure 00790001
  • BEISPIEL IV
  • A. HERSTELLUNG VON SCHLEIFGEGENSTÄNDEN MIT EINER TRÄGERSCHICHT UND SCHLEIFMITTEL
  • 1. Schleifgegenstand E
  • Die Schleifgegenstände verwendeten als Träger eine 1080 g/m2 Faser-Scheibe (Scheibe mit 17,8 cm Durchmesser), die von Kimberley-Clark, Neenah, WI kommerziell erhältlich ist. Für jeden wurde ein Bindemittelschichtvorläufer aus einer wässrigen 75% Feststoff-Lösung aus einem Phenolresol (Verhältnis von Formaldehyd/Phenol von 1,1-3,0/1, pH-Wert etwa 9), CaCO2 und FEO (50/50/2) hergestellt. Der Bindemittelschichtvorläufer wurde mit einem Pinsel auf den Träger aufgebracht. Anschließend wurde ein AZ-Mineral mit der Qualität 50 elektrostatisch bei einem Gewicht von etwa 685 g/m2 in den Bindemittelschichtvorläufer geschleudert. Das Zwischenprodukt wurde für 45 min bei einer Temperatur von 90°C thermisch gehärtet.
  • Ein Deckschichtvorläufer wurde bei einem Gewicht von 405 g/m2 mit einem Pinsel aufgebracht. Der Deckschichtvorläufer wurde aus einer wässrigen 75% Feststoff-Lösung aus einem Phenolresol (Verhältnis von Formaldehyd/Phenol von 1,1-3,0/1, pH-Wert etwa 9), CRY und FEO (50/60/2) hergestellt.
  • Die Probe wurde für 6 Std. bei 115°C thermisch gehärtet.
  • 2. Vergleichsprobe X
  • Die Schleifgegenstände verwendeten als Träger eine 1080 g/m2 Faser-Scheibe (Scheibe mit 17,8 cm Durchmesser), die von Kimberley-Clark, Neenah, WI kommerziell erhältlich ist. Ein Bindemittelschicht-Vorläufer wurde aus einer wässrigen 75% Feststoff-Lösung aus einem Phenolresol (Verhältnis von Formaldehyd/Phenol von 1,1-3,0/1, pH-Wert etwa 9), CaCO2 und FEO (50/50/2) hergestellt. Der Bindemittelschichtvorläufer wurde mit einem Pinsel auf den Träger aufgebracht. Anschließend wurde ein AZ-Mineral mit der Qualität 50 elektrostatisch bei einem Gewicht von etwa 685 g/m2 in den Bindemittelschichtvorläufer geschleudert. Das Zwischenprodukt wurde für 45 min bei einer Temperatur von 90°C thermisch gehärtet.
  • Ein Deckschichtvorläufer wurde bei einem Gewicht von 405 g/m2 mit einem Pinsel aufgebracht. Der Deckschichtvorläufer wurde aus einer wässrigen 75% Feststoff-Lösung aus einem Phenolresol (Verhältnis von Formaldehyd/Phenol von 1,1-3,0/1, pH-Wert etwa 9), CRY und FEO (50/60/2) hergestellt.
  • Die Probe wurde für 6 Std. bei 115°C thermisch gehärtet.
  • B. HERSTELLUNG VON BINDEMITTELVORLÄUFERPARTIKELN ZUR VERWENDUNG ALS SCHLEIFHILFEÜBERSCHICHT.
  • 1. Herstellung von Bindemittelvorläuferpartikeln mit einer Kombination von PDAP/KBF4/ZnSt2/IRG1 (30/60/10/1).
  • Ein 0,5-Liter-Gefäß wurde mit 30 g PDAP, 60 g KBF4 und 10 g ZnSt2 beschickt. Die Probe wurde für 30 min auf 110-115°C erwärmt und gemischt. Anschließend wurde 1 g IRG1 zu dem geschmolzenen Gemisch gegeben, es wurde gemischt und auf Raumtemperatur gekühlt. Der resultierende Feststoff wurde mit einer Mühle zu einem feinen Pulver gemahlen.
  • Tabelle 17 Bindemittelvorläuferpartikel-Formulierungen
    Figure 00810001
  • C. HERSTELLUNG VON SCHLEIFGEGENSTÄNDEN MIT EINER SCHLEIFÜBERSCHICHT
  • Die Bindemittelvorläuferpartikelprobe 55 wurde mit einer Maschensiebvorrichtung auf den Schleifgegenstand E durch Tropfbeschichten aufgebracht. Die spezifischen Überschicht-Gewichte finden sich in der Tabelle 18. Anschließend wurden die Bindemittelvorläuferpartikel in einem Ofen bei 100-140°C auf den Schleifgegenstand geschmolzen. Die Proben wurden dann mit einer 400 W/cm "D"-Glühlampe bestrahlt (1 Durchgang bei 18,3 m/min). (Die Probe 55 ist nicht innerhalb von Anspruch 4).
  • Tabelle 18 Schleifgegenstände mit einer Bindemittelschicht
    Figure 00810002
  • D. BEWERTUNG DER SCHLEIFGEGENSTÄNDE MIT EINER SCHLEIFHIFEÜBERSCHICHT
  • 1. Schwinghebel-Flat-Test
  • Die Schleifgegenstand-Proben (Scheiben mit 17,8 cm Durchmesser und einem Mittelloch mit 2,2 cm Durchmeser und 0,76 cm Dicke) wurden an einem Sicherungskissen angebracht und mit einer Metallschraubenhalterung an einem Schwinghebeltester befestigt. Ein 4130-Stahlwerkstück (35 cm Durchmesser) wurde gewogen und mit einer Metallhalterung an dem Schwinghebel befestigt. Der Druck betrug 4,0 kg. Der Endpunkt des Tests war 8 min bei 350 U/min. Die Menge an entferntem Stahl wurde aufgezeichnet.
  • Der Tabelle 19 zufolge zeigen die durch Strahlung härtbaren Bindemittelvorläuferpartikel Verwendung als Schleifhilfeüberschichten.
  • Tabelle 19 Flat-Test der Probe 55 und Vergleichsprobe X
    Figure 00820001
  • Zahlreiche Eigenschaften, Vorteile und Ausführungsformen der Erfindung wurden in der vorstehenden Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen eingehend beschrieben. Die Offenbarung ist jedoch lediglich veranschaulichend, und die Erfindung soll nicht auf die veranschaulichten genauen Ausführungsformen eingeschränkt sein.

Claims (15)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Schleifgegenstandes, das die Schritte umfasst: (a) Einbringen einer Mehrzahl von Schleifpartikeln in eine Mehrzahl von lösungsmittelfreien, festen Bindemittelvorläuferpartikeln, um ein aus Teilchen bestehendes Gemisch herzustellen, wobei die Bindemittelvorläuferpartikel eine durch aktinische Strahlung oder beschleunigte Teilchen härtbare Komponente umfassen, wobei die Komponente bei einer Temperatur im Bereich von 35°C bis 180°C flüssig fließfähig ist; (b) Aufbringen des aus Teilchen bestehenden Gemisches auf eine darunterliegende Oberfläche des Schleifgegenstandes durch eine Trockenbeschichtungstechnik; (c) Verflüssigen des Bindemittelvorläufers zur Herstellung einer Schmelzschicht und (d) Aussetzen der Schmelzschicht einer aktinischen Strahlung oder beschleunigten Teilchen zur Herstellung eines gehärteten Bindemittels.
  2. Verfahren zur Herstellung eines Schleifgegenstandes, das die Schritte umfasst: (a) Aufbringen von lösungsmittelfreien, festen Bindemittelvorläuferpartikeln auf eine darunterliegende Oberfläche des Schleifgegenstandes durch eine Trockenbeschichtungstechnik, wobei die Bindemittelvorläuferpartikel eine durch aktinische Strahlung oder beschleunigte Teilchen härtbare Komponente umfassen, wobei die Komponente bei einer Temperatur im Bereich von 35°C bis 180°C flüssig fließfähig ist; (b) Verflüssigen der Bindemittelvorläuferpartikel zur Herstellung einer Schmelzschicht; (c) Aufbringen einer Mehrzahl von Schleifpartikeln auf die Schmelzschicht und (d) Aussetzen der Schmelzschicht einer aktinischen Strahlung oder beschleunigten Teilchen zur Herstellung eines gehärteten Bindemittels.
  3. Lösungsmittelfreies Pulver zur Verwendung in einem Bindesystem eines Schleifgegenstandes, umfassend eine durch aktinische Strahlung oder beschleunigte Teilchen härtbare Komponente, die bei Temperaturen unter 35°C ein Feststoff ist und einen Fest- zu Nichtfest-Phasenübergang bei einer Temperatur im Bereich von 35°C bis 180°C aufweist, wobei die härtbare Komponente (i) mindestens ein polyfunktionelles, vernetzbares, durch Strahlung härtbares Monomer und (ii) mindestens ein polyfunktionelles, vernetzbares, durch Strahlung härtbares Makromolekül, das aus einem Oligomer, einem Polymer und einer Kombination mindestens eines Oligomers und mindestens eines Polymers ausgewählt ist, umfasst, wobei das Gewichtsverhältnis von Monomer zu Makromolekül im Bereich von etwa 1:10 bis etwa 10:1 liegt und wobei das Monomer und das Makromolekül aus (meth)acrylamidfunktionellen Polyestern, (meth)acrylatfunktionellen Estern aromatischer Dicarbonsäuren, (meth)acrylatfunktionellen Amiden aromatischer Dicarbonsäuren, Cyanatestern, Gemischen von Cyanatestern und Epoxyharzen, Acrylamidomethylnovolaken und Kombinationen davon ausgewählt sind.
  4. Verfahren zur Herstellung einer Überschicht auf einer darunterliegenden Schleifschicht eines Schleifgegenstandes, das die Schritte umfasst: (a) Trockenbeschichten eines schmelzbaren, lösungsmittelfreien Pulvers auf die Schleifschicht, wobei das schmelzbare Pulver mindestens ein Metallsalz einer Fettsäure und bis zu 30 Gewichtsteile einer schmelzbaren organischen Komponente, die aus einem durch Strahlung härtbaren Bindemittelvorläufer ausgewählt ist, pro 100 Gewichtsteile des Metallsalzes eines Fettsäureesters umfasst und bei einer Temperatur im Bereich von 35°C bis 180°C schmelzverarbeitet werden kann; (b) Verflüssigen des schmelzbaren Pulvers zur Herstellung einer geschmolzenen Überschicht und (c) Verfestigen der geschmolzenen Überschicht, wodurch die Überschichtbeschichtung erhalten wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die durch Strahlung härtbare Komponente mindestens einen durch Strahlung härtbaren Bindemittelvorläufer umfasst, der ein Grundgerüst mit einer aromatischen oder heterocyclischen Einheit aufweist.
  6. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die durch Strahlung härtbare Komponente mindestens einen durch Strahlung härtbaren Bindemittelvorläufer umfasst, der eine Mehrzahl durch Strahlung härtbare Reste und eine Mehrzahl von OH-Gruppen aufweist.
  7. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die durch Strahlung härtbare Komponente (i) mindestens ein polyfunktionelles, durch Strahlung härtbares Monomer und (ii) mindestens ein polyfunktionelles, durch Strahlung härtbares Makromolekül, das aus einem Oligomer, einem Polymer und einer Kombination mindestens eines Oligomers und mindestens eines Polymers ausgewählt ist, umfasst, wobei das Gewichtsverhältnis von Monomer zu Makromolekül im Bereich von 1:10 bis 10:1 liegt.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Monomer aus einem poly(meth)acrylatfunktionellen Polyester, einem Isocyanurat(meth)acrylat, einem Cyanatester, einem Vinylether und Kombinationen davon ausgewählt ist.
  9. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Oligomer aus einem mit einer Mehrzahl durch Strahlung härtbarer Reste funktionalisierten phenolischen Oligomer des Novolaktyps, einem kettenverlängerten, mit einer Mehrzahl durch Strahlung härtbarer Reste funktionalisierten Epoxyoligomer des Bisphenol-A-Typs, einem epoxyfuntionellen Oligomer, einem mit Cyanatesterfunktionalität funktionalisierten Oligomer des Novolaktyps und Kombinationen davon ausgewählt ist.
  10. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die durch Strahlung härtbare Komponente ein Monomer der Formel:
    Figure 00860001
    umfasst, wobei W eine zweiwertige aromatische Einheit ist, X ein zweiwertiger, verbindender Rest ist und R aus einem Wasserstoffatom oder einem Niederalkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen ausgewählt ist.
  11. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2 oder Pulver nach Anspruch 3, wobei die Bindemittel vorläuferpartikel oder das Pulver ferner ein Metallsalz einer Fettsäure umfassen.
  12. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei Schritt (d) das Bestrahlen der Schmelzschicht mit einer härtenden Menge Strahlungshärtungsenergie umfasst.
  13. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das schmelzbare Pulver Calciumstearat und Zinkstearat umfasst, wobei das Gewichtsverhältnis von Calciumstearat zu Zinkstearat im Bereich von 1:1 bis 9:1 liegt.
  14. Verwendung eines Pulvers, das eine durch aktinische Strahlung oder beschleunigte Teilchen härtbare Komponente umfasst, die bei Temperaturen unter 35°C ein Feststoff ist und einen Fest- zu Nichtfest-Phasenübergang bei einer Temperatur im Bereich von 35°C bis 180°C aufweist, wobei die härtbare Komponente (i) mindestens ein polyfunktionelles, vernetzbares, durch Strahlung härtbares Monomer und (ii) mindestens ein polyfunktionelles, vernetzbares, durch Strahlung härtbares Makromolekül, das aus einem Oligomer, einem Polymer und einer Kombination mindestens eines Oligomers und mindestens eines Polymers ausgewählt ist, umfasst, wobei das Gewichtsverhältnis von Monomer zu Makromolekül im Bereich von 1:10 bis 10:1 liegt und wobei das Monomer und das Makromolekül aus (meth)acrylamidfunktionellen Polyestern, (meth)acrylatfunktionellen Estern aromatischer Dicarbonsäuren, (meth)acrylatfunktionellen Amiden aromatischer Dicarbonsäuren, Cyanatestern, Gemischen von Cyanatestern und Epoxyharzen, Acrylamidomethylnovolaken und Kombinationen davon ausgewählt sind, für ein Bindesystem eines Schleifgegenstandes.
  15. Verfahren zur Herstellung einer Deckschicht eines Schleifgegenstandes, das die Schritte umfasst: (a) Aufbringen lösungsmittelfreier, fester Bindemittelvorläuferpartikel auf die Bindemittelschicht eines Schleifgegenstandes durch eine Trockenbeschichtungstechnik, wobei die Bindemittelvorläuferpartikel eine durch aktinische Strahlung oder beschleunigte Teilchen härtbare Komponente umfassen, wobei die Komponente bei einer Temperatur im Bereich von 35°C bis 180°C flüssig fließfähig ist; (b) Verflüssigen der Bindemittelvorläuferpartikel zur Herstellung einer Schmelzschicht und (c) Aussetzen der Schmelzschicht einer aktinischer Strahlung oder beschleunigten Teilchen zur Herstellung eines gehärteten Bindemittels.
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