DE7013238U

DE7013238U - Flexibles schleif- oder poliermittel

Info

Publication number: DE7013238U
Application number: DE7013238U
Authority: DE
Inventors: Frederick B Anthon
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-05-08
Filing date: 1970-04-10
Publication date: 1970-12-10
Also published as: US3605349A

Description

Die Neuerung betrifft ein Schleif- oder Poliermittel aus einer Unterlage oder einem Trägermaterial in Form von Chamoisleder oder einem äquivalenten 'werkstoff, welcher gegenüber Aufschlämmungen in Wasser cöer organischen Flüssigkeiten, insbesondere Ölen, durchlassig ist und auf der Oberfläche eingebettet in einem Bindemittel in Form eines

enthält thermoplastischen, biegsamen Klebers Schleifkorn/; welches so orientiert ist, daß der größte Teil der ebenen Flächen nach oben zu ausgerichtet ist und damit an die zu bearbeitende Oberfläche angreifen kann. Bevorzugt geschieht die Aufbringung des Bindemittelüberzugs mit Schleifkorn in einem Muster aus Schleifkorn^vereichen und schleifkornfreien Bereichen in der Art von Inseln zwischen einem

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freien Netzwerk oder dergleichen, Diese freien Bereiche gestatten eine freie Strömung des Schlamms.

Allgemein gesprochen kann man sagen, daß die Neuerung ein Schleifmittel betrifft, welches aufgebaut ist auf einem Träger und darauf aufgetragen einer Schleifkornschicht im Bindemittel. Der Träger kann Papier, ein Gewebe oder dergleichen sein. Die Anwendungsgebiete der neuen Schleifmittel sind sehr weitreichend, und zwar von einfachen F.einigungsvorgängen bis zu Pertigbearbeitung von Gegenständen auf höchste Oberflächengüte und weniger im Hinblick auf eigentliche Schneidarbeit oder Materialabtrag. I'.iit den neuen Schleifmitteln kann ohne schneidender oder kratzender 'wirkung die Oberfläche von Gegenständen aus Glas, Kunststoff, Bijouteriewaren, anodisch oxydierten Aluminiuiagegenständen, feine Anstriche und dergleichen be arbeit·-!· werden, die durch übliche Schleifmittel im allgemeinen beschädigt würden. Die Bearbeitung mit dem neuen Schleifmittel führt zu hoher Oberflächengüte, ohne daß es zu einem Reissen oder Kratzen kommt und Fehler sichtbar werden.

Es ist ein Schleifmittel mit sehr feinem Schleifkorn bekannt, welches in einer Latexschicht auf einer textlien Unterlage befestigt ist. Das Schleifkorn ist so orientiert

oder angeordnet, daß weitgehend im wesentlichen plane Flächen oder Facetten tttrf djo Schleifkorns in einer gemeinsamen Ebene liegen,und zwar unmittelbar über der Oberfläche der Bindeiüitelschicht. Das Schleifkorn ist so durch die Bindemittelschicht elastisch gelagert. Durch diese Lagerung kann das Schleifkorn in gewissem Ausmaß eingedrückt oder verlagert v/erden, v/enn Spitzen oder Kanten von Schleifkorn zur Einwirkung auf die zu polierende Fläche kommen vriirden. Das Schleifkorn gibt etwas nach, so daß ein

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Kratzen oder Schürfen an der Oberfläche vermieden wird. Dieses Material stellte bereits eine wesentliche Verbesserung gegenüber üblichen Schleifpapieren oder -leinen mit unorientiertem Schleifkorn dar, die ja bekanntlich starr eingebettetes Schleifkorn in der Art von Pflugscharen aufweisen.

Die Neuerung betrifft nun eine weitere Verbesserung dieser Schleifmittel. Es gestattet ein Naßschleifen unter V/asser oder einer öligen flüssigkeit, die zur kontinuierlichen Abführung des Abschliffs führt und ein Beladen oder Zuschmieren der schleifenden iV.äche vermeidet. Ein v/es ent licher Gesichtspunkt des neuen Schleifmittels ist auch darin zu sehen, daß eine bessere und tiefere gefederte Lagerung des Schleifkorns erreicht «ird. Damit wird das Eindrücken und eine nicht kratzende Schleifwirkung auch in allen den Fällen erleichtert, v/o das Schleifkorn scharfe Spitzen oder Kante besitzt, die in diie Arbeitsfläche reichen. Die Bind .mi elschicht und das Trägermaterial sind so weitgehend miteinander verträglich, daß keine Tendenz zum Trennen auch bei langer Betriebszeit herrscht.

Bei der am meisten bevorzugten Ausführungsform des neuen Schleifmittels ist der Träger oder die Unterlage weiches, faltbares, natürliches Chamoisleder. Darauf befindet sich eine Bindemittelschicht für das Schleifkorn in Perm einer themoplastischen Substanz. Das Schleifkorn kann ein übliches sein, wie Flint, Siliciumcarbid, Granat, Schmi^rgel, Aluminiumoxid oder dergleichen. Die Körnung des Schleifkorns kann weitgehend schranken und liegt im allgemeinen zwischen 0,15 mm und kann bis herunter zu 10/tm betragen (100 bis 1000 mesh), abhängig von der gewünschten Oberflächengüte. Das Schleifkorn ist gekennzeich-

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net durch verschiedene unregelmäßige Punkte oder Kanten, begrenzend im wesentlichen ebene Flächen oder Facetten, Die Anordnung des Schloifkornes in dem neuen Schleifmittel ist vorzugsweise mit einer solchen Orientierung, daß ein großer Teil im wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene über der Oberfläche der Bindemittelschicht liegen. Man soll dafür sorgen, daß Kanten oder Spitzen nicht aus dieser Ebene herausragen. Die planen Flächen des Sohle ifkorns gleiten über die zu bearbeitenden Flächen, ohne daß die Kanten beansprucht weraen, was wesentlich ist für ein Kratzen odor Einebnen, nicht jedoch für eine schneidende oder schürfende Wirkung. Chamoisleder als Untergrund ist sehr flexibel und elastisch, so daß das einzelne Schleifkorn gegen die Schleiffläche nicht starr gehalten wird, sondern es kann augenblicklich nachgeben, um ein Kratzen oder Schaben zu vermeiden.

Für viele Anwendungszwecke ist die Anwendung eines wässrigen Schlamms zweckmäßig. So kann man z.B. den Gegenstand vorerst in Wasser tauchen. Das Chamoisleder oder der Träger sind porös, sie besitzen eine Vielzahl von miteinander in Verbindung stehenden Zellen, Poren oder Zwischenräume innerhalb eines Netzwerkes von miteinander verfilzten, verwobenen oder sonstwie verbundenen Fasern. Das Wasser kann also sofort eindringen; das Porenv/asser stellt also ein Reservoir für die Kühl- und Spülflüssigkeit während des Schleifvorganges dar. Dadurch wird das Austreten

des
von Wasser oder AbriebSchlammes erleichtert. Um dies noch zu untersützen weist das neue Schleifmittel in seiner bevorzugtesten Ausführungsforia getrennte Pereiche von mit Schleifkorn besetzter Bindemittelschicht, z.B. in Form von Inseln, Flecken, Streifen, Tupfen oder ähnlichen Mustern auf. Die Flüssigkeit kann aus dem porösen Träger in diese freien Stellen zwischen den Inseln, Streifen und dergleichen ein-

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dringen und wie in einer Art von Kanälen weiterfließen. Insbesondere bei Anwendung einer öligen Flüssigkeit ist iiea Vux*löilha£L1 denn uieae: käiiii auf die RÜcköeiLt; ueö Trägers aufgebracht werden, z.B. mit einer Ölkanne. Da<3 Öl durchdringt den Träger, gelangt auf die entgegengesetzte Oberfläche und verteilt sich insbesondere über die freien, kanalartigen Streifen oder Bereiche zwischen den mit Schleif korn besetzten Inseln oder Flächen. Über die schleifenden

Bereiche wird die erforderliche Menge an Schleifmedium verteilt, wodurch in einwandfreier Weise Schmutz und Abrieb aus deni Arbeitsbereich entfernt wird, ohne daß es zu einer Beschädigung der zu beaioeitenden Oberfläche oder zu einem Verschmieren des Schleifmaterials kommt.

Chamois Ie el er ist ein elastomeres Materia] , es ist weich und faltbar, schmiegt sich an alle Formen und Konturen, auch unregelmäßige Arbeitsflächen an und kehrt umgehend wieder in seine Ausgangsform zurück. Aus dem gleichen Grund soll die Bindemittelschicht für die Einbettung des Schleifkorns vorzugsweise elastisch sein. Es soll also der Träger und die Bindemittelschi~ht faltbar und biegsam sein, und zwar in möglichst gleichem Ausmaß, wodurch ein Abschälen der Bindemittelschicht von dem Träger auf ein Minimum herabgesetzt wird. Andererseits ist bekenntlich die Neigung einer Bindemittelschicht mit eingebettetem Schleifkorn dahingehend, zu versteifen. Wird jedoch die mit Schleifkorn besetzte Bindemittelcchient in kleine Flächenelemente aufgeteilt, kann die Flexibilität oder Biegsamkeit des Schleifmaterials wesentlich erhöht wenden.

Bei den neuen Schleifmitteln sind verschiedene Variationsmöglichkeiten gegeben. Eine bevorzugte Ausführungpforia wird im fölenden näher beschrieben.

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Ein Schleifkorn, beispielrr-: ise mit einer Körnung von etwa 62 ^m (240 mesh), wird ml:. '■· '...-.!Pm thermoplastischen Binder gemischt, z.B. einem Polyvinyl -κΧ ^ststoff, wie er zum Heißsiegeln allgemein verfügbar ist. In der Masse wird noch l Weichmacher für den Klebstoff angewandt, wie Rizinusöl, und zwar in einer Volumenmenge von etwa 5 bis 10$ bei derartigen handelsüblichen Keißversiegelungsklebern auf der Basis von Polyvinyl-Kunststoffen. Auf diese Weise erreicht man die erforderliche 'Reichs te llung der Bindemittelschicht für den Anvendungszweck. Dem Gemisch kann auch noch ein Lösungsmittel, wie Aceton, luethyiäthylketon zugesetzt werden, um die für die Aufbringungsart erforderliche Konsistenz des Bindemittels zu erreichen. Die Aufbringung kann auf übliche Weise, z.B. durch Spritzen, erfolgen, ähnlich wie eine Lederbeschichtung für Taschenbücher, Schuhe, Handschuhe oder dergleichen angewandt wird. Es kann aber auch eine- Polyurethanlösung mit einem entsprechenden Härter unter Verwendung von gegebenenfalls Lösungsmitteln und dergleichen angewandt werden.

Einige brauchbare thermoplstische Produkte erfordern einen Härter und keinen Weichmacher. Die Auswahl der entsprechenden Substanzen ist iedoch die übliche. Das Verspritzen soll gleichmäßig in der gewünschten Schichtstärke erfolgen. Ivlan kann dazu mit der Spritzpistole mehrere l.iale über die Bahn gehen. Die Schichtstärke ist nicht kritisch, man muß nur zumindest so viol anwenden, wie für die einwandfreie Bindung des Schleifkornc erforderlich ist. Das Schleifkorn steht anfänglich über die Bindemittelschicht hinaus; da das Bindemittel jedoch nachgiebig und elastisch ist, wirkt es zusammen mit dem Trager als Kissen. DaB Bindemittel kann nach der Auf crinkling an der Luft trocknen, z.B. 24 h.

Nach diesem Trocknen oder Härten kann der mit Bindemittel-ochleifkornschicht versehene Träger zwischen Heiß-

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walzen durchgeführt v/erden, die sich auf einer Temperatur von etwa 77 bis 93⁰C befinden. Bei dieser Temperatur erweicht der thermoplastische Kunststoff, so daß das Schleifkorn darin bewegt und orientiert werden kann, Der Y/alzenschlitz ist schmal genug, daß das Schleifkorn seine planen Flächen nach oben richtet und diese in eine gemeinsame Ebene ausgerichtet werden. Wie immer auch das Schleifkorn zu liegen kommt, die obersten Teile befinden sich entweder in ocsr unter dieser Ebene.

Die Aufbringung der Bindemittelschicht kann auch mit Hilfe einer Auftragswalze erfolgen. Da jedoch das Spritzverfahren sehr günstig ist, wird dieses bevorzugt.

Um nun dem neuen Schleifmittel die oben erwähnte Verteilung der schleifenden Bereiche in Inseln oder Streifen zu verleihen, so ist es wohl am zweckmäßigsten, den Auftrag des Bindemittels durch ein Gitterwerk oder Netz, welches unmittelbar auf den Träger aufgelegt wird, vorzunehmen. IvIan kann auch den Schleifkorn tragenden Überzug von der Innenseite einer umlaufenden Trommel oder Walze, über welche der Träger läuft, aufbringen. In diesem Fall ist die Zylinderfläche der Trommel ein Wetz oder Gitter. Die Spritzpistole kann sich innerhalb der Trommel befinden, «o daß das Gemisch von Bindemittel und Schleifkorn von den: Innenraum der Trommel aus durch das Gitter auf die Innenseite des Trägern, der über die Trommel läuft, gespritzt wird. Die Auftragatrommel kann jedoch auch ein hochstehendes Relief besitzen, auf dessen erhabene Flächen das Gemisch von Bindemittel und Schleifkorn aufgetragen wird, also diese eigentlich wie eine Druckpresse arbeitet.

Das neue Schleifmittel und ein Verfahren zu dessen Herstellung wird nun anhand der Figuren näher erläutert.

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.-'■'>,. 1 zeigt einen Querschnitt d ;rch das neue Schleifmatt. - ' "L und

Pig. 1a eine vergrößerte Ansicht des Trägermateriais, um den porösen Charakter deutlich zu zeigen.

Pig. 2 zeigt eine besonders weitgehende Vergrößerung des Materials von Fig. 1.

Pig. 3 zeigt schematisch die Aufbringung des Gemisches Bindemittel und Schleifkorn auf den Träger.

Pig. 4 zeigt eine Draufsicht auf das in Pig. 3 zur Anwendung gelangende Gitter.

Pig. 5 zeigt das neue Schleifinaterial mit dem gitterförmigen Muster , hergestellt nach Pig. 3.

Pig. 6 zeigt das Einwalzen des Schleifkorns. In

Pig. 7 ist eine andere Möglichkeit zur Aufbringung der Schleifkornschicht gezeigt und in

Pig. 8 ist eine v/eitere Aufbringungsmöglichkeit angedeutet.

Der Träger hat eine Stärke, wie sie für Ghamoisleder üblich ist. Die Besetzung der Bindemittelschicht mit Schleifkorn erfolgt im wesentlichen in einer Lage, also liegt eine Schleifkorn^chicht im Bindemittel entsprechend dem größten Korn vor. Das Schleifkorn kann eine Körnung von etwa 62 /a<\ besitzen, man kann jedoch auch Schleifkorn mit einer Körnung von 0,15 mm oder herunter bis zu etwa 10/m anwenden (800 oder 1000 mesh).

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ί Das Schleifmittel 10 nach Pig. 1 besteht auo einem _;

^; weichen, biegsamen Träger 11 ₃ in diesem Fall aus Chamois- I

leder. Kr ist für Wasser und Öl durchlässig, besitzt Poren. Zellen ciex vischenräume, die miteinander in Verbindung stehen. Ein auf eine Jeite aufgetragener Schlamm kann also durch das Trägermaterial auf die andere Seite dringen. Bevorzugt/fcnamoisleder, weil es besonders flexibel und falt-

' bar ist, elascische Eigenschaften aufweist, weich, glatt,

anschmiegsam und poiös ist. Es können auch andere Werkstoffe angewandt v/erdsn, die nicht alle diese Eigenschaften in gleichem Ausmaß besitzen müssen. Ist z.B, beabsichtigt, das Schleifmaterial nur für Trockenschleifvorgänge anzuwenden, so ist eine Porosität niht erforderlich. Obzwar hochelastische Produkte weitgehend bevorzugt werden, so kann man in einigen Fällen auch gewebte oder gefilzte Träger ;j:..i geringer oder keiner Elastizität anwenden. Außer dem trwähnten natürlichen

"* ' Leder kann man auch Kunstleder, Textilien und Filze anwenden.

Auf dem Trägermaterial 11 befindet sich eine Bindemit-"celöchicht 12 aus einem thermoplastischen Material, wie oben bereits beschrieben, in welcher Schleifkorn 15 z.B. mit einer Körnung bis 62^m eingebettet ist. Das Schleifkorn soll relativ scharf sein und scharfe Kanten und Ecken aufweisen, die 'elativ ebene Flächen oder Facetten begrenzen. Bevorzugt wird ein Material, in dem Schleifkornflächen in der Fläche der Eindemittelschicht orientiert sind, also Flächen oder Facetten des Schleifkorns zusammenfallen oder parallel sind mit der

S oberen oder unteren Fläche der Bindemittelschicht. Die Schleif-

■ kornflächen können, wie in Fig. 2 gezeigt, etwas über das

• Bindemittel herausstellen.

Nach Fig. 3 wird auf den Träger 11 über ein Gitter, z.B. ein Streckmetall 1G₁ mit Hilfe einer Spritzpistole ein flüssiges oder halbflüssiges Gemisch von Kleber und Schleif-

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korn auf die Oberfläche des Trägers 11 durch das Gitter 16 aufgetragen. Die Stäbe des Gitters, also die freien Flächen auf dem herzustellenden Schleifniaterial, sollen vorzugsweise

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sonst der Auftrag behindert wercien könnte. Mit der Spritzpistole wird einige Male über den Träger gestrichen, und zwar in verschiedensten Richtungen, um eine gleichmäßige Bedeckung des Trägers mit der Schleifkornschicht zu gewährleisten. Die .ichichtötärke soll etwa 50 bis 76jU-m ausmachen, abhängig von der Körnung des Sohleifkorns.

Aus Fig. 5 entnimmt man · das auf diese Weise gebildete Lluster von mit SchleifV:orn bedeckten Bereichen 30 und dazwischen freie \.ege oder streifen 31» die zum Abtransport des Abschliff:; una Schleif mediums dienen. Der Flächenanteil an v.lx Schleifkorn besetzten und freien Stellen soll etwa in der CrübenorJnung von 5:1 bis 4:1 liegen. Im allgemeinen dringt ein geringer Anteil an Klebstoff unter das Gitter und scheidet sich damit innerhalb der freien Wege ab, jedoch wird die Menge nach im;en zu immer geringer. Dies führt jedoch noch keineswegs zu einer Verhinderung der V/asserführun;; in diesen 'wegen oder Kanälen 31 zwischen den schleifenden j--ereichen 30. Das auf die Rückseite d ■■ Schleifmittels aufgebrachte Schleifneäium wie Y/'asser oder eine andere ?Iüs:.iip;k-jit cder auch üblicherweise bereits auf die Oberfläche des Schleifmittels dringt unmittelbar in diese V;c-ge oder Kanüle ein und läuft da entlang, wodurch der Abschliff aus de^ Arbeitsbereich entfernt wird. Durch dieses NaScchleifen wird auch die Gefahr des Reissens verringert. Diese V.'ege gewährleisten den Abtransport von allen Peststoffen, die anderenfalls auch zu einem Verschmieren des Schleifmittels führen können.

Die Bindemittelschicht nit dem Schleifkorn kann an der Luft etwa 24 h härten, der beschichtete Träger wird

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dann zwischen zwei erhitzte Druckwalzen 34 (Fig. 6) durchgeführt, wodurch eine Glättung der Schleifkornschicht hervorgerufen wird. Die Schleifkornteilchen v/erden eingeebnet und orientiert, so daß def^größte Flächen v/eitgehend gleichmäßig in einer gemeinsamen Ebene liegen. Die erwärmten Druckwalzen führen zu einer Erweichung des thermoplastischen Klebntoflo, die damit diece Orientierung ermöglicht.

Fig. 7 zeigt schematisch eine andere Aufbringungsform für die dar? Schleifkorn 13 tragende Kleberschicht 12, und zwar mit Hilfe einen gelochten Zylinders 41, welcher über den Träger 11 läuft. Die Öffnungen dos Zylinders können verschiedene Formen, wie rosctten- oder rautenförmig, besitzen. Mit Hilfe der Spritzdüse n¹ wird das Gemisch von Klebstoff in Form einer thermcpiastii-.chen öubatanz und Schleifkorn gegen die Öffnungen de.; Zylinders/und da ^riit auf die OberfJäciie des Trägers 11 aufgebracht.

In der ü'ig. ist eine weitere üiöglidkeit der Aufbringung gezeigt, .,lit Jilfe der Walze 40'. welche hoher stehende,

wird reliefartig liegende Bereiche 41' besitzen,/ein entsprechendes Muster auf die Unterlagt 11 aufgetragen ^i?*. Das Gemisch aus Kleber und Schleifkorn v/ird auf die Walze 40 mit Hilfe einer Auftragswalze 42 übertragen, die ihrerseits dann das Gemisch auf den Träger überträgt. Es handelt sich also hierbei um eine Art eines Druckvorganges.

Ein wesentliches Merkmal des neuen Schleifmittels liegt in der Anwendung eines spezisllen Trägers, der eine ganz besonders gute Lagerung und Einbettung des Schleifkorns gewährleistet. Die Wirksamkeit des neuen Schleifmaterials liegt in " der gleichen Orientierung der Hauptflächen des Schleifkorns in der Arbeitsebene, wobei das Schleifkorn nachgiebig so gelagert ist, daß es aus dieser Arbeitsfläche nicht aufsteht.

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Auf diese Weise wird ein Reissen des Schleifmaterials vermieden. Ein waiterer wesentlicher Vorteil des neuen SchleifmaterLals ist darin zu erblicken, daß die Reibungswärme leicht abgeführt wird und zu einer geringen Erweichung der thermoplastischen Kleber für das Schleifkorn führt. Die Schleifkornteilchen können also während des Schleifvorganges arbeiten und sich leicht bewegen, mit anderen V/orten sich an die Arbeitsfläche gut anschmiegen. Das weiche, nachgiebige Trägermaterial zusammen mit dem erweichenden Bindemittel sind für die hohe Leistungfähigkeit der neuen Schleifmittel verantwortlich. Der angewandte Träger, vorzugsweise (Jhamoisleder, iüt nicht nur relativ weich und faltbar v/ie ein elastomeres Material, z.B. Kautschuk, sondern von Bedeutung ist auch, daß die Faltbarkeit des Trägers Uiid der Bindeinittelschicht für das Schleifmittel ähnlich sind. Es treten also bei der Bewegjng keine Spannungen zwischen den beiden Materialien auf. Ein weiterer Punkt ist die Möglichkeit einer freien Zirkulation des Schleifmediurns durch das Trägermaterial und zwischen den mit Schleifkorn besetzten Bereichen zum Abtransport des Abschliffs.

Es sollen zwar bei dem neuen üchloiiinaterial d;e Spaltflächen des bchleifkorns möglichst in einer gemeinsamen Ebene liegen, jedoch sind viele der Teilchen zu kleii. für eine derartige Orientierung. Es muß also dafür Sorge ge craven werden, daß der Hauptanteil der Teilchen groß genug ist für eine derartige Orientierung.

- Schutzansprüche -

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Claims

Sc hutz'a η Sprüche

It flächiges, flexibles Schleifmittel in form von Platten, Scheiben, Bändern und dergleichen aus einem Träger und einer Bindemittelschicht aus thermoplastischem Klebstoff, in welcher das Schleifkorn '.veitgehend mit seinen flächen in einer geüieinsaman ]£bei;e orientiert eingebettet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger weich, biegsam, faltbar und saugfähig, vorzugsweise flüssigkeitsdurchlässig, insbesondere Uhamoisleder, ist.
2.

Schleifmittel nach Anspruch 1, dadurch

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ze: ohnet, daß die Bindemittelschicht mit eingebettetem Schleifkorn in Form von Bereichen oder Inseln angeordnet ist, zwischen denen sich bindemittel- und schleifkornfreie Wege oder Kanäle befinden, durch welche flüssiges Schleifmedium den Abschliff abzuführen vermag.
3. Schleifmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegsamkeit, Geschmeidigkeit und Festigkeit der Bindemittelschicht im wesentlichen der des Trägermaterials entspricht.

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