DE69320375T2

DE69320375T2 - Faserverbundschleifkörper, herstellungsverfahren, gegenstände die solche körper enthalten

Info

Publication number: DE69320375T2
Application number: DE69320375T
Authority: DE
Inventors: Loren L. Jr. P.O.Box 33427 Saint Paul Mn 55133-3427 Barber; Richard M. 3M Center Saint Paul Mn 55133-3427 Pihl; Dennis G. 3M Center Saint Paul Mn 55133-3427 Welygan
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1992-03-19
Filing date: 1993-02-11
Publication date: 1999-05-06
Anticipated expiration: 2013-02-12
Also published as: TW222668B; BR9306055A; US5571296A; DE69320375D1; ATE169545T1; EP0739261B1; US5518794A; AU3664493A; ES2119892T3; US5737794A; MX9301242A; US5616411A; EP0739261A1; KR950700811A; WO1993018890A1; ZA931149B; JPH07504852A; CA2128092A1; AU658494B2; US5460883A

Description

TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft Verbundschleiffilamente, die vorgefertigte Kerne umfassen, die mit einem schleifmittelgefüllten thermoplastischen Elastomer beschichtetet sind.

TECHNISCHER HINTERGRUND

Nylonschleiffilamente wurden in den späten fünfziger Jahren als künstliche Alternative zu natürlichen Schleiffilamenten entwickelt. In etwa dieser Zeit wurde ein Extrusionsverfahren entwickelt, um Schleifteilchen gleichmäßig in einer Nylonmatrix in Form eines Filaments zu dispergieren (US-Patentschriften 3,522,342 und 3,947,169). Eine Übersicht über Nylonschleiffilamente wird von J. H. Watts in "Abrasive Monofilaments - Critical Factors that Affect Brush Tool Performance", Society of Manufacturing Engineers Technical Paper, 1988, einer schriftlichen Version einer Präsentation des Autors auf der WESTEC Conference, abgehalten vom 21-24. März 1988, vorgestellt. Wie Watts erklärt, werden, wenn Filamente dieser Art verschleißen, neue Schleifteilchen freigesetzt. Ein unter Verwendung einer Vielzahl dieser Filamente hergestelltes Bürstenwerkzeug mit Schleiffilamenten wird so während des Gebrauchs regeneriert. Einige der Vorteile von Nylonschleiffilamenten sind deren Sicherheit, Sauberkeit, Schleifgeschwindigkeit, geringe Kosten, überlegener Radius und Steuerung der Oberflächenbeschaffenheit, Anpassungsfähigkeit und Leichtigkeit der Formgebung.
Eine Schlüsseleigenschaft von Nylon und anderen thermoplastischen Materialien ist ihr "Gedächtnis". Bei einem Bürstenfilament wird dies auf dem Fachgebiet als "Biegungserholung" oder die Neigung eines umgebogenen Filaments, zu seiner ursprünglichen Aufstellung zurückzukehren, bezeichnet. Die Biegungserholung beträgt für Nylon im allgemeinen über 90%, d. h. das Filament kehrt, nachdem es umgebogen wurde, zu etwa 90% seiner ursprünglichen Aufstellung zurück.
Im Lauf der Betriebszeit, wie z. B. bei einem Bürstenwerkzeug, erhalten die meisten schleifmittelgefüllten polymeren Filamente eine bleibende Verformung, und sofern sich die Filamente des Bürstenwerkzeugs nicht erholen, wird das Bürstenwerkzeug weich und verliert seine Wirksamkeit. Die Biegungserholung wird durch den Durchmesser des Filaments, die Entspannungszeit, Beanspruchung, Umbiegungszeit und die Umweltbedingungen bestimmt. Unter den zur Zeit hergestellten synthetischen Filamenten bietet Nylon die beste Biegungserholung von einer Beanspruchung, die für einen ausgedehnten Zeitraum aufrechterhalten wird.
Obwohl die verschiedenen Nylonarten für viele Zwecke angemessen sind, haben die Erfinder hier gefunden, daß sie Einschränkungen der Eigenschaften aufweisen, die ihre Verwendung in Schleiffilamenten nicht ganz optimal machen. Nylonschleiffilamente haben eine begrenzte Steifigkeit und können ihre Steifigkeit verlieren, wenn die Filamenttemperatur sich 70ºC nähert, und können so nicht geeignet sein, schwere Gußhaut oder Grate zu entfernen, wenn erhöhte Filamenttemperaturen entwickelt werden. Die Temperaturbeständigkeit ist kritisch für die Aufrechterhaltung der Steifigkeit der Filamente. Erhöhte Temperaturen beeinflussen im allgemeinen alle Nylonpolymere in einer ähnlichen Weise: Die Steifigkeit, wie sie durch den Biege(Tangential)-Modul gemessen wird, sinkt, wenn die Temperatur steigt. Wärmeerzeugung ist normalerweise kein Problem beim Entgraten mit langen Filamenten, wo die Geschwindigkeiten des Bürstenwerkzeuges niedrig sind. Jedoch können bei kurzen Zurichtbürsten hoher Leistung der Druck des Werkzeugs auf das Teil und/oder hohe Geschwindigkeit in einer trockenen Umgebung hohe Temperaturen an den Spitzen der Filamente erzeugen.
Eine andere Einschränkung von Nylonschleiffilamenten ist, daß Feuchtigkeit beliebiger Herkunft einen merklichen Einfluß auf die Leistung von Bürstenwerkzeugen mit Nylonfilamenten haben kann. Feuchtigkeit beeinflußt die Steifigkeit des Filaments und damit die Angriffsstärke des Werkzeugs. Nylon 6,12 behält die Steifigkeit besser bei als andere Nylonmaterialien und ist bei großer Feuchtigkeit oder wenn es mit Ölen oder Lösungsmitteln gesättigt ist oder wenn Wasser vorhanden ist, 2-3 Mal steifer als andere Arten von Nylon.
Wenn der Grad der Beladung mit Schleifmitteln steigt, neigen bei allen schleifmittelgefüllten polymeren Filamenten, zurückzuführen auf unzureichende Bindung von Schleifkörper und Polymer, die Zugfestigkeit und Biegeermüdungbeständigkeit dazu, abzunehmen. Der Biegemodul für ein Filament kann einfach als Biegefestigkeit definiert werden. Dies ist eine inhärente Eigenschaft des für das Schleiffilament verwendeten Polymers. Der Biegemodul ist im allgemeinen vom Filamentdurchmesser unabhängig, und da der Biegemodul einer Familie von Schleiffilamenten, die aus dem gleichen Polymer hergestellt sind, der gleiche ist, sind die Haupteigenschaften, die die Steifigkeit des Filaments beeinflussen, der Durchmesser und die Länge des Filaments.
Die abschleifende Schleiffähigkeit von schleifmittelgefüllten Nylonfilamenten zeigt die ausgeprägte Eigenschaft des Schleifens relativ gut am Beginn des Arbeitsvorganges, gefolgt von einem deutlichen Verlust der Schleifwirkung innerhalb etwa 1 Stunde. Abb. 7 zeigt die Verschlechterung der Schleiffähigkeit von schleifmittelgefüllten Nylonfilamenten, die mit einem typischen Aluminiumoxidschleifmittel gefüllt sind, wenn die Filamente an einer Nabe befestigt werden, wobei eine Bürste erzeugt wird, und die Nabe gedreht wird, so daß die Filamente ein stationäres Werkstück treffen (und deshalb abschleifen). Abb. 7 stellt den Schliff dar, der auf einer flachen Platte aus Kohlenstoffstahl (1018) als Funktion der Zeit bei einer konstanten Belastung von 1,36 kg erhalten wurde. Die Apparatur ist typischerweise ausgelegt, den Bürstenbetrieb umzukehren, um die Schleifwirkung auf ihren ursprünglichen Wert der Wirksamkeit zurückzuversetzen. Eine jähe Zunahme des Schliffes kann erreicht werden, wenn die Bürste "abgerichtet" wird, zum Beispiel, indem das Bürsten gegen einen Drahtschirm betrieben wird. Dies ist in Abb. 7 bei 2 Stunden 15 Minuten gezeigt. Ein anderes Problem, das mit schleifmittelgefüllten Nylonfilamenten verknüpft ist, ist deren schlechte Biegeermüdungsbeständigkeit. Bei ausgedehnten Betriebszeiten neigen die Filamente dazu, nahe dem Befestigungspunkt an der Nabe zu brechen, eine Unbequemlichkeit für den Anwender, die zu verringerter Lebensdauer und verringertem wirtschaftlichen Wert der Bürste führt.
Die vorliegende Erfindung wendet sich einigen der vorstehend erwähnten Probleme mit schleifmittelgefüllten Nylon- und anderen Filamenten zu, indem ein Verbundschleiffilament vorgestellt wird, das einen vorgefertigten Kern umfaßt, der mit einem schleifmittelgefüllten thermoplastischen Elastomer beschichtet ist. Diese Herangehensweise stellt die Idee in den Mittelpunkt, daß ein vorgefertigter Kern, der mit einer Schleifmittelumhüllung beschichtet ist, einen höheren anfänglichen Biegemodul, einen als Funktion von Zeit, Temperatur, Feuchtigkeit und chemischer Umgebung konstanteren Biegemodul sowie eine höhere Zugfestigkeit hat als ein schleifmittelgefülltes thermoplastisches Filament.
Verbundschleiffilamente können eine bis zu doppelte Beladung mit Schleifkörnern in die Beschichtung aus thermoplastischem Elastomer gestatten, ohne im Vergleich mit schleifmittelgefüllten Nylonfilamenten deutlich verringerte Biegeermüdungsbeständigkeit zu zeigen. Es wurden viel höhere Werte der anfänglichen und andauernden Schleifwirkung beobachtet, als von der Zunahme der Beladung mit Schleifkörpern zu erwarten gewesen wäre. Dieses Verhalten steht in Zusammenhang mit dem Verbundcharakter der thermoplastischen Elastomere ebenso wie mit dem Herstellungsverfahren der Verbundschleiffilamente.
Das Experimentieren mit und die Herstellung von Schleiffilamenten hat eine lange Geschichte. Beispielhaft für den Stand der Technik sind die US-Patentschriften 2,328,998; 2,643,945; 2,793,478; 2,920,947; 3,146,560; 3,260,582; 3,522,342; 3,547,608; 3,669,850; 3,696,563; 3,854,848; 4,097,246; 4,172,440; 4,507,361; 4,627,950; 4,585,464; 4,866,888 und 5,068,142. Andere Dokumente sind die französische Patentanmeldung 2,624,773 und die EPO-Veröffentlichung 0,282,243. Weiterhin betrifft EP-A-0,513,798 eine Schleifbürste, die mindestens einen Stift umfaßt, der aus langen anorganischen Fasern besteht, die ausgerichtet und mit einem Harz verklebt sind.
Die vorliegende Erfindung betrifft Verbundschleiffilamente, die vorgefertigte Kerne umfassen, die zumindest teilweise mit Zusammensetzungen aus schleifmittelgefüllten thermoplastischen Elastomeren beschichtet sind, die die unerwarteten Eigenschaften haben, eine bis zu zweifache Beladung der verbindenden polymeren Umhüllung mit Schleifkörnern zu gestatten, während sie ein im Vergleich zu früher bekannten Filamenten Vielfaches der Biegeermüdungszeit zeigen. Es wurden viel höhere Werte der Schleifwirkung beobachtet, als aus der einfachen Zunahme der Beladung mit Schleifmittel zu erwarten gewesen wäre.
Thermoplastische Elastomere sind in Thermoplastic Elastomers, A Comprehensive Review, herausgegeben von N. R. Legge, G. Holden und H. E. Schroeder, Hanser Publishers, New York, 1987 (hier als "Legge et al." bezeichnet) erklärt und in einer Übersicht dargestellt. Thermoplastische Elastomere (wie von Legge et al. definiert und hier verwendet) sind im allgemeinen das Reaktionsprodukt eines polyfunktionellen Monomers mit niedrigem Äquivalentgewicht und eines polyfunktionellen Monomers mit hohem Äquivalentgewicht, wobei das polyfunktionelle Monomer mit niedrigem Äquivalentgewicht imstande ist, bei Polymerisation ein hartes Segment zu erzeugen (und in Verbindung mit anderen harten Segmenten kristalline harte Bereiche oder Bezirke) und das polyfunktionelle Monomer mit hohem Äquivalentgewicht imstande ist, bei Polymerisation weiche, flexible Ketten zu erzeugen, die die harten Bereiche oder Bezirke verbinden. Diese Art von Material wurde noch nicht für die Verwendung in Schleiffilamenten vorgeschlagen. "Thermoplastische Elastomere" unterscheiden sich von "Thermoplasten" und "Elastomeren" (eine Sammelbezeichnung für Stoffe, die mit natürlichem Kautschuk wetteifern, indem sie sich unter Zugspannung dehnen, eine hohe Zugfestigkeit haben, sich schnell zurückziehen und im wesentlichen ihre ursprünglichen Abmessungen wiedergewinnen) darin, daß thermoplastische Elastomere beim Erwärmen über die Schmelztemperatur der harten Bereiche eine homogene Schmelze bilden, die (ungleich Elastomere) mit Verfahren für Thermoplaste, wie z. B. Spritzgießen, Extrudieren, Blasformen und dergleichen, verarbeitet werden kann. Anschließendes Abkühlen führt wiederum zur Absonderung von harten und weichen Bereichen, was ein Material mit elastomeren Eigenschaften ergibt, dies erfolgt jedoch nicht mit Thermoplasten.
Einige im Handel erhältliche thermoplastische Elastomere sind segmentierte thermoplastische Polyesterelastomere, segmentierte thermoplastische Polyurethanelastomere, segmentierte thermoplastische Polyurethanelastomere, die mit anderen thermoplastischen Materialien vermischt sind, segmentierte thermoplastische Polyamidelastomere und ionomere thermoplastische Elastomere.
"Segmentiertes thermoplastisches Elastomer", wie hier verwendet, bezeichnet die Unterklasse thermoplastischer Elastomere, die auf Polymeren basieren, die das Reaktionsprodukt eines polyfunktionellen Monomers mit hohem Äquivalentgewicht und eines polyfunktionellen Monomers mit niedrigem Äquivalentgewicht sind.
"Ionomere thermoplastische Elastomere" bezeichnet eine Unterklasse thermoplastischer Elastomere, die auf ionischen Polymeren (Ionomeren) basieren. Ionomere thermoplastische Elastomere sind aus zwei oder mehreren biegsamen Polymerketten zusammengesetzt, die an einer Vielzahl von Stellen durch ionische Verknüpfungen oder Cluster miteinander verbunden sind. Die Ionomere werden typischerweise durch Copolymerisation eines funktionalisierten Monomers mit einem olefinischen ungesättigten Monomer oder durch direkte Funktionalisierung eines vorgefertigten Polymers hergestellt. Carboxylfunktionalisierte Ionomere werden durch direkte Copolymerisation von Acryl- oder Methacrylsäure mit Ethylen, Styrol und ähnlichen Comonomeren durch radikalische Polymerisation erhalten. Das so erhaltene Copolymer ist im allgemeinen als freie Säure erhältlich, die mit Metallhydroxiden, Metallacetaten und ähnlichen Salzen bis zum gewünschten Grad neutralisiert werden kann.
Verbundschleiffilamente der vorliegenden Erfindung, die vorgefertigte Kerne und Beschichtungen aus schleifmittelgefülltem thermoplastischen Elastomer umfassen, erzeugen viel größere Werte an anfänglichem Schliff, behalten ihre höhere Schleiffähigkeit, wenn ein Gleichgewichtszustand erreicht worden ist, und sind viel beständiger gegen Biegeermüdungsbruch als schleifmittelgefüllte Nylonfilamente.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung überwindet oder verringert viele der Probleme, die mit den früher bekannten Schleiffilamenten verbunden sind. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verbundschleiffilament vorgestellt, das mindestens einen vorgefertigten Kern einschließt, der zumindest teilweise mit einem thermoplastischen Elastomer mit darin dispergierten und verklebten Schleifteilchen beschichtet ist. Es wird als innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung angesehen, mehr als ein thermoplastisches Elastomer einzuschließen.
Das thermoplastische Elastomer und die Schleifteilchen umfassen zusammen eine gehärtete Zusammensetzung, wobei der Begriff "gehärtet" den physikalischen Zustand des thermoplastischen Elastomers bezeichnet, wenn die Temperatur des thermoplastischen Elastomers unter der Schmelz- oder Dissoziationstemperatur der harten Bereiche (segmentierte thermoplastische Elastomere) oder ionischen Cluster (ionomere thermoplastische Elastomere) liegt, wie sie durch Standardtests, wie z. B. den Test D2117 der American Society of Testing Materials (ASTM), bestimmt werden. Der Begriff kann auch verwendet werden, um die. Härte (Shore-D-Skala) des thermoplastischen Elastomers bei Raumtemperatur (d. h. etwa 10 bis etwa 40ºC) zu beschreiben. Es wird bevorzugt, daß die in der Erfindung verwendete, nach ASTM D790 bestimmte Shore-D-Durometer-Härte der thermoplastischen Elastomere bei Raumtemperatur mindestens etwa 30 beträgt, stärker bevorzugt im Bereich von etwa 30 bis etwa 90 liegt. Der Begriff soll nicht physikalische und/oder chemische Behandlung des Gemisches thermoplastisches Elastomer/Schleifteilchen zur Erhöhung von dessen Härte einschließen.
Wie hier verwendet, bedeutet der Begriff "Verbundschleiffilament" ein Schleiffilament, das über zumindest einem Teil, vorzugsweise über der gesamten Oberfläche mindestens eines vorgefertigten Kernes die vorstehend beschriebene gehärtete Zusammensetzung hat, wobei das Verhältnis der Querschnittsfläche der gehärteten Zusammensetzung zu der des vorgefertigten Kerns im Bereich von etwa 0,5 : 1 bis etwa 300 : 1, vorzugsweise von etwa 1 : 1 bis etwa 10 : 1, stärker bevorzugt von etwa 1 : 1 bis etwa 3 : 1 liegt, wobei der Querschnitt durch eine Fläche senkrecht zur Hauptachse des Verbundschleiffilaments definiert ist. Die Verbundschleiffilamente können jede gewünschte Länge haben und können natürlich rund, oval, quadratisch, dreieckig, rechteckig, polygonal oder multilobal (wie z. B. trilobal, tetralobal und dergleichen) im Querschnitt sein.
"Vorgefertigter Kern", wie hier verwendet, bedeutet einen oder mehrere Kernelemente, die in einem Schritt erzeugt werden, der getrennt ist von und vor einem oder mehreren Beschichtungsschritten liegt, von denen einer den vorgefertigten Kern mit schleifmittelgefülltem thermoplastischen Elastomer beschichtet; mit anderen Worten wird ein vorgefertigter Kern nicht gleichzeitig mit der gehärteten Zusammensetzung hergestellt. Der Querschnitt des vorgefertigten Kerns ist nicht beschränkt, was die Form betrifft; es wurde jedoch gefunden, daß vorgefertigte Kerne mit im wesentlichen runden oder rechteckigen Querschnitten geeignet sind.
Der vorgefertigte Kern kann aus endlosen einzelnen metallischen Drähten, einer Vielzahl endloser einzelner metallischer Drähte, einer Vielzahl nichtmetallischer endloser Filamente oder einem Gemisch der zwei letzteren bestehen.
Bevorzugte vorgefertigte Kerne schließen einfache und vielsträngige metallische Kerne ein, z. B. aus unlegierten Kohlenstoffstählen, Edelstählen und Kupfer. Andere bevorzugte vorgefertigte Kerne schließen eine Vielfalt nichtmetallischer Filamente ein, z. B. aus Glas, Keramik und synthetischen organischen polymeren Materialien, wie z. B. Aramid, Nylon, Polyester und Polyvinylalkohol.
Segmentierte thermoplastische Elastomere sind vorzugsweise das Produkt der Kondensationsreaktion eines polyfunktionellen Monomers mit hohem Äquivalentgewicht mit einer Durchschnittsfunktionalität von mindestens 2 und einem Äquivalentgewicht von mindestens etwa 350 und eines polyfunktionellen Monomers mit niedrigem Äquivalentgewicht mit einer Durchschnittsfunktionalität von mindestens etwa 2 und einem Äquivalentgewicht von weniger als etwa 300. Das polyfunktionelle Monomer mit hohem Äquivalentgewicht ist imstande, bei der Polymerisation ein weiches Segment zu erzeugen, und das polyfunktionelle Monomer mit niedrigem Äquivalentgewicht ist imstande, bei der Polymerisation ein hartes Segment zu erzeugen. Segmentierte thermoplastische Elastomere (TPE), die in der vorliegenden Erfindung verwendbar sind, sind Polyester-TPE, Polyurethan-TPE, Polyimid-TPE und Siliconelastomer/Polyamid- Blockcopolymer-TPE, wobei die polyfunktionellen Monomere mit niedrigem und hohem Äquivalentgewicht in geeigneter Weise ausgewählt werden, um das jeweilige TPE herzustellen.
Die segmentierten TPE schließen vorzugsweise "Kettenverlängerer" ein, Verbindungen mit niedrigem Molekulargewicht (typischerweise mit einem Äquivalentgewicht von weniger als 300), die eine Funktionalität von etwa 2 bis 8 aktiven Wasserstoffatomen haben und die auf dem Fachgebiet der TPE bekannt sind. Zu besonders bevorzugten Beispielen gehören Ethylendiamin und 1,4-Butandiol.
Gemische von TPE und thermoplastischen Materialien liegen ebenfalls innerhalb der Erfindung, was noch größere Flexibilität bei der Maßfertigung mechanischer Eigenschaften der Verbundschleiffilamente der Erfindung erlaubt.
Ein anderer Aspekt der Erfindung ist ein Schleifgegenstand, umfassend mindestens eine Art eines Verbundschleiffilaments, vorzugsweise an einer Trägerunterlage, wie z. B. eine Nabe, befestigt, die angepaßt ist, daß sie mit hoher Umdrehungsgeschwindigkeit gedreht werden kann, wobei die Filamente einen vorgefertigten Kern umfassen, der zumindest teilweise mit thermoplastischem Elastomer mit darin dispergierten und verklebten Schleifteilchen beschichtet ist.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundschleiffilaments (wie vorstehend beschrieben), wobei das Verfahren die Schritte einschließt:
(a) Schmelzen eines TPE und Vereinen der Schleifteilchen damit;
(b) Beschichten zumindest eines Teils eines vorgefertigten Kerns mit einer Beschichtung, die das geschmolzene thermoplastische Elastomer und Schleifteilchen umfaßt; und
(c) Abkühlen der Beschichtung auf eine Temperatur, die ausreichend ist, um das geschmolzene thermoplastische Elastomer zu härten und so eine gehärtete Zusammensetzung zu erzeugen.
Bevorzugt werden Verfahren, bei denen das TPE segmentiert ist, wobei ein Extruder verwendet wird, um das TPE zu schmelzen, und wobei der vorgefertigte Kern aus strangförmigem metallischen oder strangförmigem nichtmetallischen Material besteht. Der Begriff "geschmolzen", wie er hier verwendet wird, bedeutet den physikalischen Zustand des TPE, wenn es auf eine Temperatur erwärmt wird, die unter stark scherenden Mischbedingungen zumindest oberhalb der Dissoziationstemperatur der harten Bereiche oder ionischen Cluster des TPE liegt.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Abb. 1-4 zeigen jeweils eine vergrößerte perspektivische Ansicht einer von vier Ausführungsformen der Verbundschleiffilamente gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei jeweils ein Teil seiner schleifmittelgefüllten gehärteten TPE-Zusammensetzung entfernt ist, um den vorgefertigten Kern zu zeigen;
Abb. 5 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Bürstenwerkzeuges (in diesem Fall ein Drehbürstenwerkzeug), das Verbundschleiffilamente gemäß der Erfindung enthält;
Abb. 6 ist eine Querschnittsansicht (verkleinert) einer Extrusionsdüse mit geschmolzenem, schleifmittelgefülltem TPE und vorgefertigtem Kern, der angedeutet gezeigt ist;
Abb. 7 ist ein Säulendiagramm, das das Gewicht in Gramm, das von einem Werkstück entfernt wurde (im Fachgebiet auch als "Schliff" bezeichnet), als eine Funktion der Zeit für ein rotierendes Bürstenwerkzeug mit einer Vielzahl von Nylonschleiffilamenten des Standes der Technik zeigt;
die Abb. 8, 11, 13, 15, 21 und 23 sind Säulendiagramme, die die Testergebnisse zeigen, bei denen die von einer 1018-Stahl-Platte entfernte Menge als Funktion der Zeit von Bürsten unter Verwendung von Nylonschleiffilamenten des Standes der Technik mit Bürsten unter Verwendung von Verbundschleiffilamenten gemäß der vorliegenden Erfindung verglichen wird;
die Abb. 9, 12, 14, 16, 22 und 24 sind Säulendiagramme, jeweils ähnlich denen der Abb. 8, 11, 13, 15, 21 und 23, bei denen die von einem perforierten Schirm aus 1008-Stahl entfernte Menge verglichen wird;
Abb. 10 ist ein Diagramm, das die Wirkung einer vergrößerter Beladung mit Schleifmittel in TPE-Beschichtungen der Verbundschleiffilamente der Erfindung auf die Fähigkeit von rotierenden Bürsten, die solche Körper enthalten, Stahlplatte und Schirm abzuschleifen, zeigt;
die Abb. 17-20 sind Säulendiagramme, die Ergebnisse eines vergleichenden Schleiftests von rotierenden Bürsten, die Verbundschleiffilamente der Erfindung in den Bürsten einschließen, wobei die Filamente verschiedene Arten von Schleifteilchen in der gehärteten Zusammensetzung aufweisen, zeigen; und
die Abb. 25-28 sind Säulendiagramme, die für zylindrische Bürsten, die Verbundschleiffilamente gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten, Testergebnisse des vom Werkstück Entfernten als Funktion der Strommenge zeigen.

BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN

Ausführungsformen der Verbundschleiffilamente

Vier Ausführungsformen 10, 20 30 und 40 von Verbundschleiffilamenten gemäß der vorliegenden Erfindung sind in den Abb. 1-4 in vergrößerten perspektivischen Ansichten abgebildet, wobei in jeder Ausführungsform erkennbar ist, daß ein Teil der gehärteten Zusammensetzung, die TPE und Schleifteilchen umfaßt, entfernt worden ist, um die vorgefertigten Kerne zu zeigen.
Abb. 1 zeigt eine vergrößerte perspektivische Ansicht des Verbundschleiffilaments 10 mit einem vorgefertigten Kern 12, der teilweise von einer gehärteten Zusammensetzung 14 aus TPE und Schleifteilchen 18 bedeckt ist. Der vorgefertigte Kern 12 in dieser Ausführungsform ist ein 1 · 7-strängiger vorgefertigter Kern, der zum Beispiel aus sieben einzelnen Edelstahldrähten 16 erzeugt ist. Das TPE der gehärteten Zusammensetzung 14 hat überall dispergiert und verklebt eine Vielzahl von Schleifteilchen 18, wie z. B. Aluminiumoxidschleifteilchen.
Abb. 2 zeigt eine andersartige Ausführungsform eines Verbundschleiffilaments, bei dem der vorgefertigte Kern 12a aus einer Vielzahl paralleler, endloser metallischer Drähte oder nichtmetallischer Einzelfilamente 16a gebildet wird, während Abb. 3 eine zweite andersartige Ausführungsform zeigt, in der der vorgefertigte Kern 12b ein Kabel ist, das eine 3 · 7-Anordnung von drei Strängen 16b aufweist, wobei die Stränge ihrerseits jeweils 1 · 7-Stränge von sieben einzelnen metallischen Drähten oder nichtmetallischen Einzelfilamenten wie in Abb. 1 sind. Die Verbundschleiffilamente 20 und 30 haben jeweils eine gehärtete Zusammensetzung 14 aus thermoplastischem Elastomer mit darin dispergierten und verklebten Schleifteilchen 18, die die vorgefertigten Kerne 12a bzw. 12b teilweise bedeckt. Betrachtet man die in Abb. 2 gezeigte Ausführungsform, sollte beachtet werden, daß sich die gehärtete Zusammensetzung zwischen den parallelen Einzelfilamenten des vorgefertigten Kerns befinden kann, so daß die einzelnen Einzelfilamente gleichmäßig oder ungleichmäßig voneinander entfernt sein können.
Abb. 4 zeigt eine vergrößerte perspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform eines Verbundschleiffilaments gemäß der vorliegenden Erfindung. Der vorgefertigte Kern 12c in dieser Ausführungsform ist ein einzelner endloser Draht oder ein Monofilament aus zum Beispiel Edelstahl oder Glasfaser. Wie bei den vorhergehenden Ausführungsformen befindet sich auf dem Kern 12c eine gehärtete Zusammensetzung 14 aus TPE mit einer Vielzahl darin dispergierter und verklebter Schleifteilchen 18.
Der Durchmesser vorgefertigter Kerne für Verbundschleiffilamente der vorliegenden Erfindung, die auf typischen von Hand gehaltenen Werkzeugen verwendet werden, beträgt vorzugsweise mindestens etwa 0,1 mm, während die Verbundschleiffilamente selbst vorzugsweise einen Durchmesser im Bereich von etwa 1,0 mm bis etwa 20 mm haben.
Verbundschleiffilamente der Erfindung mit einem Durchmesser im Bereich von etwa 0,75 mm bis etwa 1,5 mm haben eine Reißfestigkeit (gemessen unter Verwendung eines Standardprüfgeräts für Zerreißfestigkeit, das unter der Handelsbezeichnung "Instron" Model TM bekannt ist, gemäß dem nachfolgend beschriebenen Test) von mindestens etwa 2,0 kg, eine 50%ge Beständigkeit gegen Ermüdungsbruch (d. h. die Zeit, die für 50% der Filamente in einer gegebenen Bürste erforderlich ist, um sich unter gegebenen Bedingungen von der Bürste abzulösen) von mindestens etwa 15 Minuten; und eine Schleifwirksamkeit (d. h. vom Werkstück entferntes Gewicht pro Gewicht verlorener Filamente) auf einer Platte aus kalt gerolltem Stahl (1018) von mindestens etwa 2. Wie nachstehend an den Beispielen gesehen werden kann, kann der Ausgleich dieser Vorzüge vom Werkstück abhängen.

Thermoplastische Elastomere

Segmentierte TPE, die in den Verbundschleiffilamenten der vorliegenden Erfindung verwendbar sind, umfassen im allgemeinen und vorzugsweise das Reaktionsprodukt eines polyfunktionellen Monomers mit hohem Äquivalentgewicht mit einer Funktionalität von mindestens etwa 2 und einem Äquivalentgewicht von mindestens etwa 350, das angepaßt wird, um bei der Polymerisation ein weiches Segment zu erzeugen, und ein polyfunktionelles Monomer mit relativ niedrigem Äquivalentgewicht mit einer Funktionalität von höchstens etwa 2 und einem Äquivalentgewicht von höchstens etwa 300, das angepaßt wird, um bei der Polymerisation ein hartes Segment zu erzeugen.
Kettenverlängerer werden typischerweise in segmentierten thermoplastischen Elastomeren verwendet, um die Größe des harten Segments und des harten Bezirks zu vergrößern und so einen Mechanismus zu liefern, um die physikalischen Eigenschaften des so erhaltenen segmentierten TPE zu ändern. Kettenverlängerer, die in den segmentierten TPE der vorliegenden Erfindung verwendbar sind, haben vorzugsweise eine Funktionalität der aktiven Wasserstoffatome im Bereich von etwa 2 bis 8, vorzugsweise von etwa 2 bis 4 und stärker bevorzugt von etwa 2 bis 3, und ein Äquivalentgewicht von weniger als etwa 300, stärker bevorzugt weniger als etwa 200. Gut geeignete Kettenverlängerer sind die linearen Glycole, wie z. B. Ethylenglycol, 1,4-Butandiol, 1,6-Hexandiol und Hydrochinonbis(2-hydroxyethyl)ether.
Segmentierte TPE, die in den Verbundschleiffilamenten der vorliegenden Erfindung verwendbar sind, umfassen vorzugsweise segmentierte Polyester-TPE, segmentierte Polyurethan- TPE und segmentierte Polyamid-TPE. Die polyfunktionellen Monomere mit niedrigem und hohem Äquivalentgewicht werden unterschiedlich ausgewählt, um einen der vorstehenden segmentierten TPE herzustellen. Wenn zum Beispiel das TPE einen segmentierten Polyester umfaßt, wie z. B. die segmentierten Copoly(etherester), sind die polyfunktionellen Monomere mit niedrigem und hohem Äquivalentgewicht vorzugsweise Poly(tetramethylenterephthalat) bzw. Poly(tetramethylenoxid). Wenn das TPE ein segmentiertes Polyurethan umfaßt, ist das polyfunktionelle Monomer mit niedrigem Äquivalentgewicht vorzugsweise ein polyfunktionelles Isocyanat, und das polyfunktionelle Monomer mit hohem Äquivalentgewicht ist vorzugsweise ein polyfunktionelles Amin.
Die Gewichtsprozent des polyfunktionellen Monomers mit niedrigem Äquivalentgewicht im Gesamtgewicht der Monomere, die sich zur Herstellung segmentierter TPE umsetzen, liegen vorzugsweise im Bereich von etwa 20 bis etwa 60 Prozent, stärker bevorzugt im Bereich von etwa 20 bis etwa 40 Prozent.
Ionomere, die bei der Erzeugung von ionomeren TPE verwendbar sind, umfassen typischerweise und vorzugsweise das Reaktionsprodukt eines funktionalisierten Monomers mit einem olefinischen ungesättigten Monomer oder umfassen ein polyfunktionalisiertes vorgefertigtes Polymer. In die Begriffe "ionomere TPE" und "Ionomere" sind Anionomere, Kationomere und Zwitterionomere eingeschlossen.
TPE (segmentierte und ionomere), die in Verbundschleiffilamenten der Erfindung verwendbar sind, haben Werte der Shore-D-Durometer-Härte im Bereich von etwa 30 bis etwa 90, stärker bevorzugt im Bereich von etwa 50 bis etwa 80.
Die mechanischen Eigenschaften der segmentierten thermoplastischen Elastomere (wie z. B. Zugfestigkeit und Reißdehnung) sind von mehreren Faktoren abhängig. Der Anteil der harten Segmente in den Polymeren, die die TPE erzeugen, deren chemische Zusammensetzung, deren Molekulargewichtsverteilung, das Herstellungsverfahren und die thermische Vorgeschichte des TPE beeinflussen alle das Maß der Erzeugung der harten Bezirke. Erhöhung des Anteils des polyfunktionellen Monomers mit niedrigem Äquivalentgewicht neigt dazu, die Härte und den Modul des so erhaltenen TPE zu vergrößern, während die Dehnungsgrenze herabgesetzt wird.
Die obere Verwendungstemperatur segmentierter TPE ist von dem Erweichungs- oder Schmelzpunkt des polyfunktionellen Monomers mit niedrigem Äquivalentgewicht, das die harten Segmente umfaßt, abhängig. Für das Langzeitaltern ist die Stabilität des polyfunktionellen Monomers mit hohem Äquivalentgewicht, das das weiche Segment umfaßt, ebenfalls wichtig. Bei erhöhten Temperaturen und mit einem geringeren Prozentsatz an harten Segmenten, die zu den harten Bezirken beitragen können, sind der Biegemodul und die Zugfestigkeit des TPE im allgemeinen verringert.
Zu bevorzugten TPE, die die vorstehenden Eigenschaften haben und in der Erfindung verwendbar sind, gehören diejenigen, die aus segmentierten Polyestern, die durch die allgemeine Formel I
dargestellt werden, erzeugt werden, und Gemische davon, wobei:
d und e ganze Zahlen sind, jeweils im Bereich von etwa 2 bis etwa 6, und wobei d und e gleich oder verschieden sein können, aber sich um nicht mehr als 1 ganze Zahl unterscheiden; und
x und y ganze Zahlen sind, die so ausgewählt sind, daß das so erhaltene segmentierte Polyester-TPE eine Shore-D-Durometer-Härte im Bereich von etwa 30 bis etwa 90 hat.
Das Gesamtmolekulargewicht (Zahlenmittel) der segmentierten Polyester in der allgemeinen Formel I liegt im Bereich von etwa 20 000 bis etwa 30 000; x liegt im Bereich von etwa 110 bis etwa 125; und y liegt im Bereich von etwa 30 bis etwa 115, stärker bevorzugt von etwa 5 bis etwa 70.
Bevorzugte Ionomere, die zur Erzeugung von in der Erfindung verwendbaren ionomeren TPE verwendet werden, umfassen das Produkt der Copolymerisationsreaktion eines funktionalisierten Monomers und eines olefinischen ungesättigten Monomers, wobei die Ionomere durch die allgemeine Formel II
dargestellt werden, und Gemische davon, wobei:
R¹, R² und R³ die gleich oder unterschiedlich sein können, aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einem Wasserstoffatom, einer Alkylgruppe, einer substituierten Alkylgruppe, einer Arylgruppe und einer substituiertem Arylgruppe besteht;
m und n ganze Zahlen sind, die gleich oder verschieden sein können, die so ausgewählt sind, daß der Gewichtsprozentsatz des funktionalisierten Monomers im Bereich von etwa 3 bis etwa 25 Gewichtsprozent des gesamten Ionomerengewichts liegt, und so, daß das so erhaltene ionomere TPE eine Shore-D-Durometer-Härte im Bereich von etwa 30 bis zu etwa 90 hat; D eine funktionelle Gruppe ist, ausgewählt aus der Gruppe, die aus der COO-Gruppe und der SO&sub3;-Gruppe besteht; und
M aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Na, Zn, K, Li, Mg, Sr und Pb besteht. Besonders bevorzugt sind diejenigen Monomere, die durch die allgemeine Formel II dargestellt werden, in der R¹ = R² = R³ = CH&sub3; und D = COO ist. Ein besonders bevorzugtes Ionomer liegt vor, wenn R¹ = CH&sub3;, D = COO und M = Na ist, wobei ein derartiges Ionomer im Handel erhältlich ist, zum Beispiel das, das unter der Handelsbezeichnung "Surlyn 8550" (Du Pont) bekannt ist.
Die Werte von m und n werden normalerweise von den Herstellern nicht angegeben, werden aber ausgewählt, um das so erhaltene ionomere TPE mit einer Shore-D-Durometer-Härte bei Raumtemperatur im Bereich von etwa 30 bis etwa 90 auszustatten. In einer anderen Ausführungsform können m und n dadurch gekennzeichnet werden, daß sie das geschmolzene ionomere TPE mit einer Fließgeschwindigkeit (früher auf dem Fachgebiet als "Schmelzindex" bezeichnet) im Bereich von etwa 1 g/10 min bis etwa 10 g/10 min ausstatten (laut ASTM-Test D1238-86, Bedingung 190/2.16, früher D1238-79, Bedingung E). Kurz gesagt beinhaltet der Test das Einbringen einer Probe in die Bohrung eines vertikalen, erwärmten Zylinders, der am unteren Ende der Bohrung mit einer Düse versehen ist. Ein gewogener Kolben wird dann in die Zylinderbohrung gebracht, und die Menge in Gramm des geschmolzenen Polymers, die aus dem Zylinder durch die Düse austritt, wird über einen Zeitraum von 10 Minuten in Gramm aufgezeichnet.
Das funktionalisierte Monomer kann aus Acrylsäure, Methacrylsäure, Vinylacetat und dergleichen sowie Copolymeren davon ausgewählt werden, wobei Acryl- und Methacrylsäure besonders bevorzugt werden.
Das olefinische Monomer kann aus Ethylen, Propylen, Butadien, Styrol und dergleichen sowie Copolymeren davon ausgewählt werden, wobei Ethylen wegen seiner Verfügbarkeit und relativ geringen Kosten das olefinische Monomer der Wahl ist.
Das funktionalisierte Monomer und das olefinische Monomer werden typischerweise und vorzugsweise unter Verwendung freier Radikale direkt copolymerisiert, wobei solche Verfahren auf dem Fachgebiet gut bekannt sind und hier keiner weiteren Erklärung bedürfen.
Besonders bevorzugte segmentierte Polyamide, die bei der Herstellung von in der Erfindung verwendbaren segmentierten Polyamid-TPE verwendbar sind, sind diejenigen segmentierten Polyamide, die durch die allgemeine Formel III
dargestellt werden, und Gemische davon, wobei:
PA = ein difunktionelles Polyamid mit einem Äquivalentgewicht von weniger als etwa 300;
PE = ein Dihydroxypolyether, der ein Äquivalentgewicht von mindestens 350 hat und Polymere umfaßt, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Dihydroxypolyoxyethylen, Dihydroxypolyoxypropylen und Dihydroxypolvoxytetramethylen besteht; und
z = eine ganze Zahl, die ausgewählt ist, um das so erhaltene segmentierte Polyamid-TPE mit einer Shore-D-Durometer-Härte im Bereich von etwa 30 bis etwa 90 auszustatten.
Segmentierte Polyamide innerhalb der Formel III sind im Handel erhältlich, wie z. B. diejenigen, die unter der Handelsbezeichnung "Pebax" bekannt sind, erhältlich von Atochem Group of Elf Aquitaine, wobei die Versionen der Shore-D-Durometer-Härte 63 und 70 in der vorliegenden Erfindung besonders bevorzugt werden.
Obgleich die Werte von z Eigentum der Hersteller sind und Polymere innerhalb der allgemeinen Formel III gemäß der Härte gekennzeichnet werden können, können sie in einer anderen Ausführungsform gemäß ihrer Schmelzflußgeschwindigkeit (wie vorstehend beschrieben) gekennzeichnet werden, wobei Werte im Bereich von etwa 1 g/10 min bis zu etwa 10 g/10 min bevorzugt werden (ASTM 1238-86, 190/2.16).
Besonders bevorzugte segmentierte Polyurethane, die bei der Herstellung von in der Erfindung verwendbaren Polyurethan-TPE verwendbar sind, sind diejenigen segmentierten Polyurethane, die durch die allgemeine Formel IV dargestellt werden, und Gemische davon. wobei:
Polyol = ein Polyesterpolyol oder Polyetherpolyol mit einem mittleren Molekulargewicht im Bereich von etwa 600 bis etwa 4000; und
t = eine ganze Zahl, ausgewählt, um das so erhaltene segmentierte Polyurethan- TPE mit einer Shore-D-Durometer-Härte im Bereich von etwa 30 bis etwa 90 auszustatten.
Der Wert von "t" wird relativ zu dem Molekulargewicht des Polyols ausgewählt, wobei sich ein Bereich von Molekulargewichten ergibt; typischerweise und vorzugsweise liegt das Zahlenmittel des Molekulargewichts der durch die allgemeine Formel IV dargestellten segmentierten Polyurethane im Bereich von etwa 35 000 bis etwa 45 000.
Im allgemeinen können segmentierte Polyurethane durch Zusammenmischen des ersten und zweiten polyfunktionellen Monomers und des Kettenverlängerers bei Temperaturen oberhalb von etwa 80ºC hergestellt werden. Vorzugsweise liegt das Verhältnis der isocyanatfunktionellen Gruppen zu den isocyanatreaktiven Gruppen im Bereich von etwa 0,96 bis etwa 1,1. Werte unterhalb von etwa 0,96 führen zu Polymeren mit unzureichendem Molekulargewicht, während oberhalb von etwa 1,1 die thermoplastische Verarbeitung wegen der übermäßigen Vernetzungsreaktionen schwierig wird.
Wie vorstehend erwähnt, haben sich Gemische von TPE und anderen Polymeren ebenfalls als verwendbar erwiesen, wie z. B. die Polyurethan/Acrylnitril-Butadien-Styrol-Gemische, bekannt unter der Handelsbezeichnung "Prevail", Sorte 3050, 3100 und 3150, alle von Dow Chemical. Sorte 3050 hat eine Schmelzflußgeschwindigkeit (ASTM-1238-86, 230/2.16) von 26 g/10 min und eine Shore-D-Härte von etwa 62.
Blockcopolymere, die vom Fachmann auf dem Gebiet der Plastikverarbeitung als TPE betrachtet werden, einschließlich der elastomeren Copolymere von Siliconen und Polyimiden, können sich in Verbundschleiffilamenten der Erfindung ebenfalls als verwendbar erweisen. Zu im Handel erhältlichen elastomeren Copolymeren von thermoplastischen Siliconen und Polyimiden gehören diejenigen, die unter der Handelsbezeichnung "Siltem STM-1500" von GE Silicones bekannt sind.
Jedes der Polymere in den Formeln I-IV, wie sie vorstehend angegeben wurden, wird nun in größerer Ausführlichkeit diskutiert.

Segmentierte Polyester

Wie vorstehend erwähnt, basieren, wenn das TPE auf einem segmentierten Polyester, wie z. B. der segmentierte Copoly(etherester), wie er in Formel I angegeben ist, basiert, die polyfunktionellen Monomere mit niedrigem und hohem Äquivalentgewicht vorzugsweise auf Poly(tetramethylenterephthalat), das bei der Polymerisation das harte Segment erzeugt, bzw. Poly(tetramethylenoxid), das bei der Polymerisation das weiche Segment erzeugt. Die Poly(ether)- Komponente des Copoly(etheresters) leitet sich vorzugsweise von α-Hydro-ω- hydroxyoligo(tetramethylenoxid) mit einem Zahlenmittel des Molekulargewichts im Bereich von etwa 1000 bis etwa 2000 ab. Die Copoly(ester)-Komponente des Copoly(etheresters) basiert vorzugsweise auf Poly(tetramethylenterephthalat), das bei der Polymerisation harte Segmente mit mittleren Molekulargewichten im Bereich von etwa 600 bis etwa 3000 erzeugt. Das Molekulargewicht für Copoly(etherester)polyester innerhalb der Formel I liegt vorzugsweise im Bereich von etwa 20 000 bis etwa 40 000.

Ionomere

Ionomere, die sich wie ionomere TPE verhalten können und so in der vorliegenden Erfindung verwendbar sind, wie z. B. diejenigen Ionomere, die unter der Handelsbezeichnung "SURLYN" (Formel II) bekannt sind, werden vorzugsweise durch Copolymerisation eines funktionalisierten Monomers und eines olefinischen ungesättigten Monomers oder, wie früher bemerkt, durch direkte Funktionalisierung eines vorgefertigten Polymers hergestellt. Ionomere innerhalb der Formel II werden für die Erzeugung ionomerer TPE zur Verwendung in gehärteten Zusammensetzungen in Verbundschleiffilamenten der Erfindung besonders bevorzugt. Die große Anzahl von Ethylen/Methacrylsäure-Copolymeren handelsüblicher Qualität, die zum Beispiel zwischen etwa 5 und etwa 20 Gewichtsprozent Methacrylsäure-Komponente enthalten, macht diese Ionomere in der vorliegenden Erfindung besonders verwendbar.
M in der Formel II wird typischerweise und vorzugsweise aus Natrium (Na) und Zink (Zn) ausgewählt, obwohl Ionomere unter der Verwendung von Kalium (K), Lithium (Li), Magnesium (Mg), Strontium (Sr) und Blei (Pb) als im Bereich der Formel II liegend angesehen werden.

Segmentierte Polyamide

Polyamide innerhalb der Formel III und verwendbar zur Erzeugung segmentierter Polyamid-TPE zur Verwendung in der Erfindung werden typischerweise als Polyetherblockamide (oder "PEBA") beschrieben, wobei die letzteren durch die Polykondensationsreaktion in geschmolzenem Zustand von Dihydroxypolyetherblöcken und auf Dicarbonsäure basierenden Polyamidblöcken, wie sie in Formel III gezeigt werden (wobei PA "Polyamid" darstellt und PE "Polyether" darstellt), erhalten werden können. Dicarbonsäurepolyamidblöcke können durch die Umsetzung von Polyamidvorverbindungen mit einem Dicarbonsäure-Kettenbegrenzer hergestellt werden. Die Umsetzung wird vorzugsweise bei hoher Temperatur (vorzugsweise höher als 230ºC) und vorzugsweise unter Druck (bis zu 2,5 MPa) ausgeführt. Das Molekulargewicht des Polyamidblocks wird typischerweise durch den Anteil des Kettenbegrenzers gesteuert.
Die Polyamidvorverbindung kann aus Aminosäuren (wie z. B. Aminoundecansäure und Aminododecansäure); Lactamen (wie z. B. Caprolactam, Lauryllactam und dergleichen); Dicarbonsäuren (wie z. B. Adipinsäure, Azelainsäure, Dodecansäure und dergleichen) und Diaminen (wie z. B. Hexamethylendiamin, Dodecamethylendiamin und dergleichen) ausgewählt werden.
Die Dihydroxypolyetherblöcke können aus Polyethervorverbindungen durch eine von zwei unterschiedlichen Umsetzungen hergestellt werden: eine ionische Polymerisation von Ethylenoxid und Propylenoxid zur Erzeugung von Dihydroxypolyoxyethylen- und Dihydroxypolyoxypropylen- Polyether-Vorverbindungen und kationische Polymerisation von Tetrahydrofuran zur Herstellung von Dihydroxypolyoxytetramethylenpolyether-Vorverbindungen.
Die Polyetherblockamide werden dann durch Blockcopolymerisation der Polyamidvorverbindungen und Dihydroxypolyethervorverbindungen hergestellt. Die Blockcopolymerisation ist eine Polyveresterung, die typischerweise bei höher Temperatur (vorzugsweise im Bereich von 230 bis 280ºC) unter Vakuum (10 bis 1400 Pa) und der Verwendung eines geeigneten Katalysators, wie z. B. Ti(OR)&sub4;, wobei R eine kurzkettige Alkylgruppe ist, ausgeführt wird. Es ist ebenfalls im allgemeinen notwendig, Verarbeitungshilfsstoffe, wie z. B. ein Antioxidans und/oder optische Aufheller, während der Polymerisation einzuführen.
Die Struktur der so erhaltenen Polyetherblockamide umfaßt lineare, regelmäßige Ketten steifer Polyamidsegmente und biegsamer Polyethersegmente. Da Polyamid- und Polyethersegmente nicht mischbar sind, zeigen Polyetherblockamide, wie z. B. diejenigen, die durch die Formel III dargestellt sind, eine "biphasische" Struktur, wobei jedes Segment dem Polymer seine eigenen Eigenschaften anbietet.

Segmentierte Polyurethane

Segmentierte Polyurethan-TPE, die in der vorliegenden Erfindung verwendbar sind, werden vorzugsweise aus segmentierten Polyurethanen innerhalb der Formel IV erzeugt, die, wie vorstehend beschrieben, ein polyfunktionelles Monomer mit hohem Äquivalentgewicht und ein polyfunktionelles Monomer mit niedrigem Äquivalentgewicht umfassen, und können auch einen Kettenverlängerer mit niedrigem Molekulargewicht, ebenfalls wie vorstehend beschrieben, einschließen. In thermoplastischen Polyurethanelastomeren wird das harte Segment durch Zugabe des Kettenverlängerers, zum Beispiel 1,4-Butandiol, zu einem Diisocyanat, zum Beispiel 4,4'Diphenylmethandiisocyanat (MDI), erzeugt. Das weiche Segment besteht aus langen, biegsamen polymeren Polyether- oder Polyesterketten, die zwei oder mehrere harte Segmente verbinden. Bei Raumtemperatur sind die niedrig schmelzenden weichen Segmente mit den polaren hoch schmelzenden harten Segmenten inkompatibel, was zu einer Mikrophasentrennung führt.
Polyurethane, die zur Erzeugung segmentierter Polyurethan-TPE verwendbar sind, werden im allgemeinen aus langkettigen Polyolen mit einem mittleren Molekulargewicht im Bereich von etwa 600 bis 4000 (polyfunktionelles Monomer mit hohem Äquivalentgewicht), Kettenverlängerern mit einem Molekulargewicht im Bereich von etwa 60 bis etwa 400 und Polyisocyanaten (polyfunktionelles Monomer mit niedrigem Äquivalentgewicht) hergestellt. Bevorzugte langkettige Polyole sind die Polyester mit Hydroxylendgruppen und die Polyether mit Hydroxylendgruppen.
Ein bevorzugter Polyester mit Hydroxylendgruppen wird aus Adipinsäure und einem Überschuß eines Glycols, wie z. B. Ethylenglycol, 1,4-Butandiol, 1,6 Hexandiol, Neopentylglycol, oder Gemischen dieser Diole, hergestellt.
Langkettige Polyetherpolyole, die bei der Herstellung von Polyurethanen innerhalb der Formel IV verwendbar sind, die bei der Herstellung segmentierter Polyurethan-TPE verwendbar sind, die in Verbundschleiffilamenten der Erfindung verwendbar sind, kommen bevorzugt aus zwei Klassen: den Poly(oxypropylen)glycolen und den Poly(oxytetramethylen)glycolen. Die ersteren Glycole können durch den basekatalysierten Zusatz von Propylenoxid und/oder Ethylenoxid zu bifunktionellen Initiatoren zum Beispiel Propylenglycol oder Wasser, hergestellt werden, während die letzteren durch kationische Polymerisation von Tetrahydrofuran hergestellt werden können. Diese beiden Klassen von Polyethern haben eine Funktionalität von etwa 2. Die gemischten Polyether aus Tetrahydrofuran und Ethylen- oder Propylenoxid können ebenfalls wirksam als weiches Segment in dem Polyurethan-TPE verwendet werden.
Im Gegensatz zu anderen Polyurethanen sind für die Herstellung thermoplastischer Elastomerpolyurethane nur wenige Polyisocyanate geeignet. Das am meisten verwendbare, bevorzugte Polyisocyanat ist das vorstehend erwähnte MDI. Andere sind Hexamethylendiisocyanat (HDI), 1-Isocyanato-3-isocyanatomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexan (IPDI); 2,4- und 2,6-Toluoldiisocyanat (TDI); 1,4-Benzoldiisocyanat und trans-Cyclohexan-1,4- diisocyanat.

Vorgefertigte Kerne

In der vorliegenden Erfindung verwendbare vorgefertigte Kernmaterialien können als eine Trägerunterlage für eine Schleifmittelbeschichtung angesehen werden, die in ihren Oberflächeneigenschaften mechanischen Eigenschaften und Eigenschaften der Umweltstabilität ausgewählt oder modifiziert werden kann. Das vorgefertigte Kernmaterial wird vorzugsweise so ausgewählt oder ist imstande, so modifiziert zu werden, daß seine Oberfläche die Fähigkeit hat, Haftung zwischen dem Kern und der Beschichtung aus thermoplastischem Elastomer zu erreichen. Wichtige mechanische Eigenschaften sind Zugfestigkeit und Biegeermüdungsbeständigkeit während des Betriebes unter verschiedenen chemischen, thermischen und atmosphärischen Bedingungen.
Vorgefertigte Kerne, die in den Verbundschleiffilamenten der vorliegenden Erfindung verwendbar sind, schließen ein: Metalldraht, wie z. B. Edelstahl, Kupfer und dergleichen, anorganische Fasern, wie z. B. Glas- und Keramikfasern; synthetische Fasern, wie z. B. Aramid, Rayon und dergleichen, Naturfasern, wie z. B. Baumwolle, und Gemische von diesen. Obwohl endlose Einzelfilamente verwendet werden können, werden strangförmige, Kabel- und Garnversionen dieser Materialien bevorzugt. "Strangförmig", wie hier verwendet, bezeichnet miteinander verdrehte Drähte, während "Garn" miteinander verdrehte nichtmetallische Einzelfilamente bezeichnet. Typische Anordnungen sind 1 · 3-, 1 · 7-, 1 · 19- und 3 · 7- Anordnungen, wobei die erste Zahl die Anzahl der Stränge oder Garne bezeichnet und die zweite Zahl die Anzahl der einzelnen Einzelfilamente oder Drähte bezeichnet, die in jedem Garn oder Strang miteinander verdreht sind. "Kabel" bezeichnet zwei oder mehr miteinander verdrehte Stränge, während "gefachte Garne" zwei oder mehr miteinander verdrehte Garne bezeichnet, die vorzugsweise, verglichen mit Kabeln, die entgegengesetzte Richtung der Verdrehung haben (wenn zum Beispiel die Kabel "rechts herum" miteinander verdreht sind, kann das gefachte Garn "links herum" verdreht sein). In einer anderen Ausführungsform kann der vorgefertigte Kern die Form nichtverdrehter endloser Drähte oder Einzelfilamente haben. Bevorzugte Garne sind Garne aus Glasfasern, Keramikfasern, Aramidfasern, Nylonfasern, Polyethylenterephthalatfasern, Baumwollfasern, die gefachte Version davon und Gemische davon.
Der Durchmesser des vorgefertigten Kerns beträgt vorzugsweise mindestens etwa 0,01 mm, stärker bevorzugt im Bereich von etwa 0,1 mm bis etwa 0,7 mm, obgleich es wirklich keine obere Grenze für den Durchmesser außer der gibt, die durch die derzeit bekannten Verfahren zur Herstellung von Verbundschleiffilamenten auferlegt ist.

Schleifteilchen

Schleifteilchen sind vorzugsweise überall in der gehärteten TPE-Beschichtung dispergiert und darin verklebt. Schleifteilchen, die in den Verbundschleiffilamenten der vorliegenden Erfindung verwendbar sind, können einzelne Schleifkörner oder Agglomerate einzelner Schleifteilchen sein. Geeignete agglomerierte Schleifteilchen sind in den US-Patentschriften 4,652,275 und 4,799,939 beschrieben. Die Schleifteilchen können aus jedem bekannten Schleifmaterial bestehen, das üblicherweise auf dem Fachgebiet der Schleifmittel verwendet wird.
Vorzugsweise haben die Schleifteilchen eine Härte von mehr als etwa 7 Mohs, am meisten bevorzugt von mehr als etwa 9 Mohs. Beispiele geeigneter Schleifteilchen sind einzelne Siliciumcarbidschleifteilchen (einschließlich feuerbeständiger beschichteter Siliciumcarbidschleifteilchen), geschmolzenes Aluminiumoxid, wärmebehandeltes geschmolzenes Aluminiumoxid, Aluminiumoxid-Zirconiumdioxid, kubisches Bornitrid, Granat, Bimsstein, Sand, Schmirgel, Glimmer, Korund, Quarz, Diamant, Borcarbid, Elektrokorund, gesintertes Aluminiumoxid, auf alpha-Aluminiumoxid basierendes keramisches Material.
Die Schleifteilchen liegen vorzugsweise in der gehärteten TPE-Beschichtung mit Gewichtsprozent (pro Gesamtgewicht von TPE und Schleifteilchen) im Bereich von etwa 0,1 bis etwa 65 Gewichtsprozent, stärker bevorzugt von etwa 3 bis etwa 60 Gewichtsprozent vor.
Die Größe der in der gehärteten TPE-Beschichtung enthaltenen Schleifteilchen hängt von der beabsichtigten Verwendung der Verbundfilamente ab. Für Anwendungen, die Abschleifen oder rohe Oberflächenbearbeitung erfordern, werden größere Schleifteilchen bevorzugt, während Schleifteilchen mit geringerer Größe für Anwendungen der Oberflächenbearbeitung bevorzugt werden. Vorzugsweise ist der mittlere Durchmesser der Schleifteilchen nicht größer als etwa 1/2 Durchmesser des Verbundschleiffilaments, stärker bevorzugt nicht größer als etwa 1/3 des Durchmessers des Verbundschleiffilaments.
Die Oberfläche der Schleifteilchen (oder ein Teil ihrer Oberfläche oder ein Teil der Teilchen, aber deren gesamte Oberfläche) kann mit Kupplungsmitteln behandelt werden, um die Haftung an und die Dispergierbarkeit in dem geschmolzenen TPE zu erhöhen. Beispiele geeigneter Kupplungsmittel sind Silan-, Zircoaluminat- und Titanatkupplungsmittel.

Schleifgegenstände

Verbundschleiffilamente der Erfindung können in einer breiten Vielfalt von Bürsten enthalten sein, entweder gesammelt, wobei ein offenes, hochragendes Schleifkissen erzeugt wird, oder an verschiedene Trägerunterlagen gebunden. Abb. 5 zeigt eine Ausführungsform einer Scheibenbürste 50 innerhalb der Erfindung mit einer Vielzahl von Verbundschleiffilamenten 51, die geklebt oder in anderer Weise an eine Nabe gebunden sind. Ein Aufbau einer derartigen Bürste ist nachstehend in "Testbürstenaufbau II" beschrieben.
Die Verbundschleiffilamente der Erfindung können in Bürsten vieler Arten und für unzählige Nutzanwendungen, wie z. B. Reinigen, Entgraten, Abrunden, Verleihen von dekorativen Oberflächenbeschaffenheiten auf Metall-, Plastik- und Glassubstraten und dergleichen Nutzanwendungen, enthalten sein. Zu Bürstenarten gehören Scheibenbürsten, Zylinderbürsten (wie z. B. Bürsten zum Reinigen gedruckter Schaltungen), Minischmirgelbürsten, Fußbodenscheuerbürsten, Schalenbürsten, Kopfbürsten, gebördelte Schalenbürsten, kreisförmige gebördelte Schalenbürsten, beschichtete Schalen- und Kopfbürsten zum variablen Abrichten, gekapselte Kopfbürsten, Führungsverbindungsbürsten, Röhrenbürsten verschiedener Formen, Spiralfederbürsten, Rauchfangreinigungsbürsten, Schornstein- und Rohrbürsten und dergleichen. Die Filamente in jeder Bürste können natürlich gleich oder verschieden sein.

Verfahren zur Herstellung von Verbundschleiffilamenten

Verbundschleiffilamente gemäß der vorliegenden Erfindung können nach einem beliebigen von einer Vielfalt von Verfahren hergestellt werden, einschließlich das Hindurchführen eines oder mehrerer vorgefertigter Kerne durch eine Düse, in der geschmolzenes, mit Schleifkörnern gefülltes TPE auf die vorgefertigten Kerne aufgebracht wird, wenn sie sich durch die Düse bewegen, Sprühbeschichtung von schleifmittelgefülltem, geschmolzenem TPE auf einen vorgefertigten Kern oder Hindurchführen eines vorgefertigten Kerns durch ein Bad mit geschmolzenem TPE, gefolgt vom Aufbringen der Schleifteilchen auf die geschmolzene TPE-Beschichtung. (In einer anderen Ausführungsform könnten sich die Schleifteilchen in dem Bad aus geschmolzenem TPE befinden.) Schleifteilchen können auf einen TPE-beschichteten Kern aufgebracht werden, indem die Schleifkörner durch eine Kraft, wie z. B. eine elektrostatische Kraft, zu dem TPE-beschichteten vorgefertigten Kern hingeschleudert werden. Das bevorzugte Verfahren ist jedoch das zuerst erwähnte, wobei ein oder mehrere vorgefertigte Kerne durch eine Düse geführt werden, die die vorgefertigten Kerne zumindest teilweise mit geschmolzenem, schleifmittelgefülltem TPE beschichtet, und das geschmolzene TPE gekühlt wird, wobei die gehärtete Zusammensetzung erzeugt wird.
In einem bevorzugten Verfahren gemäß der Erfindung wird eine Düse 60, wie z. B. die in Abb. 6 gezeigte, mit dem Ausgang eines Extruders verbunden, wobei ein Extruder eine bevorzugte Technik ist, um das TPE zu schmelzen und die Schleifteilchen in das geschmolzene TPE einzumischen. Die Apparatur und das Verfahren von Nungesser et al., US-Patentschrift 3,522,342, ist ein bevorzugtes Verfahren. Abb. 6 zeigt geschmolzenes, schleifmittelgefülltes TPE (oder, wenn gewünscht, ein Gemisch von schleifmittelgefülltem TPE/thermoplastischem Polymer) angedeutet unter 62 und einen einzelnen vorgefertigten Kern 61, ebenfalls angedeutet, wobei vom Fachmann zu erkennen ist, daß die Polymerschmelze und der vorgefertigte Kern wie angegeben von links nach rechts fließen. Der schleifmittelgefüllte, TPEbeschichtete vorgefertigte Kern 63 tritt wie angegeben aus des Düse 60 aus. Unter 64 wird eine Schraubenverbindung zum Verbinden der Düse mit dem Extruder (nicht gezeigt) gezeigt.
Geeignete Modifizierungen der Düse 60 können ausgeführt werden, um eine Mehrzahl von vorgefertigten Kernen hindurchzuführen, wobei diese Modifizierungen innerhalb des Könnens des Fachmanns liegen.
Für jedes TPE werden die Temperaturen der Zonen des Extruders und die Temperatur der Düse vorzugsweise auf Temperaturen eingestellt, die technisch für jedes TPE empfohlen werden (siehe Tabelle A), wobei die Hauptbegrenzung die Schmelz- oder Dissoziationstemperatur der harten Bezirke oder der ionischen Cluster des TPE ist. Bevorzugte Temperaturen der Extruderzonen und der Düse sind in Tabelle A aufgelistet. Der Extruder (oder andere TPE schmelzende Mittel, wie z. B. ein erwärmtes Gefäß und dergleichen) erwärmt vorzugsweise das TPE über die Schmelz- oder Dissoziationstemperatur des harten Bezirks oder des ionischen Clusters (die in einem Bereich liegen kann, der sich mit der Art und Sorte des TPE verändern kann) und drückt das geschmolzene TPE durch eine erwärmte Düse.
Schleifteilchen können zu dem geschmolzenen TPE durch eine Zuführungsöffnung in dem Extruder in die geschmolzene TPE-Masse gegeben werden, vorzugsweise an einem Punkt, der früh genug ist, um eine angemessene Dispergierung der Schleifteilchen überall in dem geschmolzenen TPE zu ergeben. In einer anderen Ausführungsform können Schleifteilchen über einen zweiten Schritt (d. h. nachdem der vorgefertigte Kern mit dem geschmolzenen TPE beschichtet wurde) in der geschmolzenen TPE-Beschichtung verteilt werden, wie z. B. durch elektrostatische Beschichtung. TABELLE A¹: TEMPERATUREN DER ZONEN DES EXTRUDERS UND DER DÜSE ºC
¹ Werte von Legge et al.
² "1" entspricht der ersten erwärmten Zone, während "4" die Zone bezeichnet, die der Düse vorausgeht
³ niedrigere Temperatur für Sorten geringerer Härte, höhere Temperatur für Sorten höherer Härte
&sup4; höhere Temperatur nahe der Zone 4, tiefere Temperatur nahe dem Auslaß der Düse.
Eine Abschreckeinrichtung mit kaltem Wasser befindet sich direkt stromabwärts von der Düse, durch die der mit geschmolzenem TPE beschichtete, vorgefertigte Kern hindurchtritt, um eine schnelle Abkühlung des geschmolzenen TPE zu erreichen, wobei eine gehärtete Zusammensetzung erzeugt wird, die TPE und Schleifteilchen auf dem vorgefertigten Kern umfaßt, bevor der beschichtete vorgefertigte Kern auf eine Aufwickelrolle aufgewickelt wird. Ein Verfahren, bei dem viele vorgefertigte Kerne gleichzeitig beschichtet werden, kann vom Standpunkt der Massenproduktion von Verbundschleiffilamenten vorteilhaft sein, was unter Verwendung einer Verteileranlage erreicht werden kann. In diesem Fall kann mehr als eine Aufwicklungsrolle erforderlich sein.
Herkömmliche Düsen können einen Rollenmechanismus mit horizontalen und vertikalen Einstellvorrichtungen, die sich direkt stromabwärts von der Abschreckeinrichtung mit kaltem Wasser befinden, erfordern, um Mittel bereitzustellen, den vorgefertigten Kern in der Düse zu zentrieren und konzentrische Beschichtungen zu liefern. Neuerdings stellen im Handel erhältliche Düsen diese Zentrierfunktion ohne die Verwendung eines gesonderten Mechanismus bereit. Eine Düse, die unter dem Handelsnamen "LOVOL" bekannt ist, erhältlich von Genca Die, Clearwater, Florida, mit einer Anordnung mit vier spiralförmigen Festpunkten, ergibt eine annehmbare Dispergierung der Schleifteilchen in dem geschmolzenen TPE, im wesentlichen konzentrische Beschichtungen und ist mit dem vorgefertigten Kernmaterial leichter wieder einzufädeln, wenn das vorgefertigte Kernmaterial geändert wird.
Die Dicke der schleifmittelgefüllten TPE-Beschichtung kann verändert werden, indem mechanische Einsätze in der Düse verwendet werden. Die Dicke der Beschichtung kann ebenfalls durch die Geschwindigkeit, mit der der vorgefertigte Kern durch die Düse tritt, etwas reguliert werden, wobei höhere Geschwindigkeiten etwas dünnere TPE-Beschichtungen ergeben. Eine Geschwindigkeit des vorgefertigten Kerns im Bereich von etwa 30 bis zu etwa 100 re/min hat sich als vorteilhaft erwiesen, stärker bevorzugt von etwa 30 bis zu etwa 45 re/min für Arbeiten im Versuchsmaßstab, während Produktionsgeschwindigkeiten beträchtlich höher sein können, wie z. B. 300 re/min bei Arbeiten im großen Maßstab.
Der gehärtete, schleifmittelgefüllte, TPE-beschichtete vorgefertigte Kern kann in einzelne Verbundschleiffilamente mit der gewünschten Länge geschnitten werden. Es besteht keine Notwendigkeit, die Filamente zu orientieren, um vor der Anwendung ihre Zugfestigkeit zu erhöhen.
Ausführlichere Beschreibungen des Verfahrens zur Herstellung von Verbundschleiffilamenten und Verfahren zum Abschleifen einer flachen Platte und eines flachen Schirms als Werkstücken zusammen mit Testergebnissen der Leistung werden in den Beispielen angegeben, die folgen.

BEISPIELE

Die folgenden Beispiele werden als Erläuterung der Erfindung angegeben und sind nicht als deren Begrenzung gedacht. In allen Beispielen beziehen sich alle Teile und Prozentsätze auf das Gewicht, wenn nichts anderes festgestellt wird. "P" bezeichnet wärmebehandelte Schleifteilchen, wenn es in Verbindung mit einer Bezeichnung für Schleifteilchen verwendet wird, während die "Körnung" der Schleifteilchen diejenige bezeichnet, die vom Grinding Wheel Institute (ANSI ASC B74.18-1984) verwendet wird. "CRS" bezeichnet "cold rolled steel" (kalt gewalzter Stahl).

TESTVERFAHREN

Beständigkeit gegen Ermüdungsbruch

Dieser Test wurde verwendet, um den Ermüdungsbruch von Verbundschleiffilamenten zu bewerten, und diese Ergebnisse können verwendet werden, um die relative Gebrauchslebensdauer einer Bürste, die aus den Verbundschleiffilamenten der Erfindung hergestellt wird, vorherzusagen. Das verwendete Testverfahren wurde veröffentlicht und beschrieben im Technical Bulletin No. 6, "Fatigue Resistance and Some of the Factors That Affect Flex Life of Brush Filling Materials", Februar 1978, von du Pont, Plastic Products and Resins Department, Code # E-19743. Das Testverfahren wurde genau befolgt, mit der Ausnahme, daß die Haltevorrichtung für das Filament an dem Testgerät auf vier Spannfutter verändert wurde, von denen jedes eingestellt werden konnte, um ein Verbundschleiffilament fest zu greifen. Bei diesem Test waren die vier Spannfutter an einer Antriebswelle angebracht, jedes von ihnen wurde verwendet, um ein einzelnes Verbundschleiffilament oder ein Kontrollfilament zu befestigen. Die Spannfutter wurden 90º voneinander entfernt angebracht, wobei jedes 50 mm von der Mitte der Antriebswelle entfernt war. Die Antriebswelle wurde mit 500 U/min betrieben. Gemäß dem Testverfahren wurde die Interferenz zwischen den Filamenten und dem Schlag-Prüfstab abhängig vom Durchmesser des Filaments eingestellt. Für ein Filament mit einem Durchmesser von 1,02 mm betrug die Interferenz. 12,22 mm; für ein 1,14-mm-Filament betrug die Interferenz 13,21 mm; für ein 1,27-mm-Filament betrug die Interferenz 16,51 mm und für ein 1,40-mm-Filament wurde die Interferenz auf 18,16 mm eingestellt. Nach dem Befestigen der vier identischen Testfilamente an der Antriebswelle wurde die Antriebswelle gedreht, und die Zeit, die erforderlich war, um das Brechen von 50% der Filamente zu bewirken, wurde aufgezeichnet. Dieser Wert ist in der Tabelle 4 für die Beispiele 1-27 und die Vergleichsbeispiele A-F angegeben.

Testbürstenaufbau I

Verbundschleiffilamente wurden verwendet, um Schleifbürsten herzustellen, indem ein Ende der Verbundschleiffilamente an einer bearbeiteten, zweiteiligen Gußaluminiumnabe befestigt wurde. Der erste Teil der bearbeiteten Gußaluminiumnabe bestand aus einer 5 mm dicken Aluminiumscheibe mit einem Mittelloch von 32 mm, einem Außendurchmesser von 102 mm und hatte an der Peripherie eine erhöhte, im Querschnitt quadratische Oberfläche, die um 4 mm erhöht war. Der zweite Teil der Gußaluminiumnabe war aus einer 19 mm dicken Gußaluminiumscheibe herausgearbeitet, die ebenfalls ein Mittelloch von 32 mm mit einem Außendurchmesser von 102 mm hatte. Der zweite Teil der Gußaluminiumnabe wurde bearbeitet, bis er 5 mm dick war, mit der Ausnahme von drei kreisförmigen erhöhten Oberflächen auf einer Seite der Scheibe, jede konzentrisch mit dem Mittelloch: eine äußere, eine mittlere und eine innere kreisförmige erhöhte Oberfläche, alle drei erhöhten kreisförmigen Oberflächen parallel zu den Hauptoberflächen der Scheibe. Die äußere kreisförmige erhöhte Oberfläche hatte einen quadratischen Querschnitt von 4 mm · 4 mm und einen Außenkantendurchmesser von 102 mm. Die mittlere kreisförmige erhöhte Oberfläche hatte einen Außenkantendurchmesser von 73 mm und einen Innenkantendurchmesser von 68 mm und war 13 mm über die Hauptoberfläche der Scheibe erhöht. Der Kreisring, der durch eine der Hauptoberflächen der Scheibe und die mittlere erhöhte Oberfläche gebildet wurde, wurde bearbeitet, um acht Bohrungen von gleicher Größe und gleichem Abstand herzustellen, die sich radial durch den Kreisring erstreckten, wobei jede Bohrung einen Durchmesser von 9 mm hatte, wobei der Abstand zwischen benachbarten Bohrungen etwa 3 mm betrug. Diese Bohrungen definierten Löcher, in die anschließend die Verbundschleiffilamente gesteckt wurden. Die innere kreisförmige, erhöhte Oberfläche hatte einen Innenkantendurchmesser von 32 mm, der, wenn die beiden Nabenteile zusammengefügt wurden, das Mittelloch der Nabe definierte. Die äußere Kante der inneren erhöhten Oberfläche hatte einen Durchmesser (gemessen von der Mitte der Nabe) von 44 mm und war 13 mm über die Hauptoberfläche der Scheibe erhöht. Die innere erhöhte Oberfläche und die mittlere erhöhte Oberfläche der zweiten Nabenscheibe definierten die Fläche, gegen die der erste Nabenteil gesetzt wurde. Die erhöhten quadratischen Querschnitte des ersten und zweiten Nabenteils standen einander gegenüber.
Ein Ende von annähernd 125 bis 150 Verbundschleiffilamenten, jedes 83 mm lang, wurde in jede der acht Bohrungen gesteckt. Eine ausreichende Anzahl von Filamenten wurde in jede Bohrung gesteckt, wobei jede Bohrung im wesentlichen ausgefüllt wurde. Eine zweiteilige Epoxidkleber-Flüssigharz-Zusammensetzung (Kombination des Epoxids "Epi-Rez" WD-510, von Rhone-Poulenc, und des Amins "Jeffamine" D-230, erhältlich von Texaco Chemical Company, Bellaire, Texas) wurde über das Ende des Filaments gegeben, das in die Bohrung hineinragte. Der erste Teil der bearbeiteten Aluminiumnabe wurde, wobei vier Schrauben, 4 mm im Durchmesser, verwendet wurden, durch vier Löcher im gleichen Abstand 42 mm von der Mitte der bearbeiteten Aluminiumnabe an dem zweiten Teil befestigt. Dies bewirkte, daß sich die Verbundschleiffilamente fächerförmig leicht verbreiterten, woraus sich eine Zurichtlänge der Filamente von etwa 50 mm ergab. Nachdem die Verbundschleiffilament-Bürsten annähernd 24 Stunden lang bei Raumtemperatur (etwa 25ºC, um das Epoxidharz aushärten zu lassen) gehalten wurden, gefolgt von einer Nachhärtung bei etwa 60ºC für etwa 1 Stunde, waren die Verbundschleiffilament- Bürsten für nachfolgende Bewertungen bereit. Die Bürsten hatten ein Mittelloch von 32 mm und einen Außendurchmesser von annähernd 200 mm.

Testbürstenaufbau II

Eine Form wurde hergestellt, so daß Verbundschleiffilamente der Erfindung verwendet werden konnten, um Schleifbürsten herzustellen, wie sie in Abb. 5 gezeigt sind. Eine runde Grundplatte mit einem durchgehenden Mittelloch von 3,18 cm Durchmesser, das geeignet war, ein festes, zylindrisches Kernstück mit einem äußeren Durchmesser von etwas weniger als 3,18 cm aufzunehmen, wurde hergestellt. In eine Oberfläche der Grundplatte wurden Schlitze eingearbeitet, wobei ein radiales Muster erzeugt wurde, so daß dünne Metallabstandsstücke darin eingesetzt werden konnten. Die Schlitze erstreckten sich radial, beginnend von einem Punkt etwa 5 cm von dem durchgehenden Mittelloch, und erstreckten sich bis zur Peripherie der Platte. Ein rechtwinkliger Zylinder (200 mm Innendurchmesser) wurde dann so auf der Oberfläche der Grundplatte mit den Schlitzen befestigt, daß das Loch in der Grundplatte und der Zylinder konzentrisch waren.
Die Abstandsstücke wurden dann in die Schlitze gesteckt, das feste, zylindrische Kernstück in das durchgehende Loch eingesetzt, und eine Vielzahl von Verbundschleiffilamenten mit einer Länge gleich der Schlitzlänge plus etwa 5 cm wurde dann in den Zwischenräumen, die zwischen den Abstandsstücken geblieben waren, ausgerichtet. Die Abstandsstücke lieferten ein Verfahren, um die Verbundschleiffilamente gleichmäßig und dicht radial mit einer vorbestimmten Länge zu verteilen, die dann mit einem Klemmring festgehalten werden konnten, der über das Ende der Filamente paßte, die zu dem durchgehenden Mittelloch zeigten.
Eine polymere gegossene Nabe wurde dann hergestellt, indem ein flüssiges zweiteiliges Epoxidharz (Handelsbezeichnung "DP-420", von 3M) in die Mittelhöhlung, die zwischen dem festen zylindrischen Mittelkernstück und dem Klemmring gebildet war, bei etwa 50ºC gegossen wurde. Wenn das Harz voll ausgehärtet war, wurde die Bürste von der Vorrichtung entfernt und dann in den Beispielen 25-27 und dem Vergleichsbeispiel F getestet.

Schleiftests mit flachen Platten

Verbundschleiffilamente enthaltende Bürsten wurden gewogen und getrennt auf einer Welle befestigt, die mit einem 2,24-kW-Motor (3 PS) verbunden war, der mit 1750 U/min betrieben wurde. 1018-CRS-Stahlplatten, 100 mm im Quadrat, annähernd 6 mm dick, wurden gewogen und dann mit einer Kraft von 13,3 Pa mit jeder Bürste in Berührung gebracht. In Intervallen von 15 Minuten wurden die Testbürsten und die Stahlplatten wieder gewogen, um den Gewichtsverlust der Stahlplatten und den Gewichtsverlust der Testbürsten zu bestimmen. Nach 8 Testzeiträumen von jeweils 15 Minuten (120 Minuten insgesamt) wurden die Tests abgeschlossen, und der Gesamtschliff (Gewichtsverlust der Stahlplatte) wurde berechnet. Dieser Wert wurde durch 2 geteilt, um von jeder Bürste den mittleren Schliff in Gramm pro Stunde zu ergeben. Die Leistungsfähigkeit (η) der Bürsten wurde berechnet, indem der Gesamtgewichtsverlust der Platte durch den Gesamtgewichtsverlust der Verbundschleiffilamente dividiert wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 angegeben.

Schleiftests mit einem gelochten Schirm

Die Bürsten wurden für das Abschleifen von gelochtem Stahl getestet. Bei diesem Test wurden Stücke von 50 · 150 mm eines gelochten Schirms, Größe 16, aus 1008-CRS-Stahl, der versetzte Löcher von annähernd 4 mm Durchmesser, wobei 46% offen waren, hatte und die Materialmusternummer 401 hatte, im Handel erhältlich von Harrington and King Perforating Company, Inc., Chicago, Illinois, abgeschliffen, wobei in jedem Test eine Doppelschicht des Schirms verwendet wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 angegeben.

Zugfestigkeit der Verbundschleiffilamente

Die Verbundschleiffilamente der Erfindung wurden bezüglich ihrer Zugfestigkeit bewertet, indem die Kraft gemessen wurde, die notwendig war, um ein 100 mm langes Verbundschleiffilament, gegriffen an jedem Ende durch eine von zwei Spannbacken eines Standardprüfgeräts für Zerreißfestigkeit (bekannt unter der Handelsbezeichnung "Instron" Model TM), zu zerreißen, wobei die Spannbacken anfangs 25 mm voneinander entfernt waren und dann mit einer Geschwindigkeit von 50 mm pro Minute getrennt wurden. Die Kraft, die notwendig war, um das jeweilige Filament zu zerreißen, wurde notiert und als notwendige Kraft in Kilogramm aufgezeichnet.

Extrudieren von Verbundschleiffilamenten

Verschiedene Verbundschleiffilamente gemäß dieser Erfindung wurden durch das Schmelzextrusionsverfahren hergestellt. Ein Doppelschneckenextruder, ausgerüstet mit zwei gleichdrehenden Schnecken von 30 mm Durchmesser, die ein L/D-Verhältnis von 30 : 1 hatten, (Modell ZSK-30, von Werner-Pfleiderer) wurde in jedem Fall verwendet. Die verwendeten thermoplastischen Elastomere wurden zuerst durch den Extruder geschmolzen (für jedes TPE unter Verwendung der Temperaturen der Zonen und der Düse in der vorstehenden Tabelle A), wonach Schleifteilchen regulierbar durch eine Einfüllöffnung des Extrudergehäuses zugegeben wurden. Vorgefertigte Kerne aus, abhängig vom Beispiel, Edelstahl, Aramidfasergarn, Glasfasergarn wurden durch eine Extrusionsdüse gezogen, die gestattete, daß das schleifmittelhaltige geschmolzene TPE auf die vorgefertigten Kerne aufgebracht wurde. Die verwendete Extrusionsdüse war im Handel unter der Handelsbezeichnung "LOVOL" von Genca Die, Clearwater, Florida, erhältlich. Nach dem Austritt aus der Extrusionsdüse wurde das geschmolzene TPE gehärtet, indem der beschichtete vorgefertigte Kern in einem Wasserstrom, der etwa 150 mm von der Vorderseite der Extrusionsdüse angeordnet war, gekühlt wurde, worauf der vorgefertigte Kern, der mit schleifmittelgefülltem TPE beschichtet war, auf eine für jede Kombination aus vorgefertigtem Kern/TPE gesonderte Rolle aufgewickelt wurde. Anschließend wurden die Verbundschleiffilamente von jeder Rolle abgeschnitten. Es ist wichtig zu bemerken, daß keiner der nach dem vorstehenden Verfahren hergestellten beschichteten vorgefertigten Kerne vor dem Sammeln auf der Rolle, dem anschließenden Zerschneiden zu Filamenten und der Verarbeitung zu Bürsteneinrichtungen eine Orientierung benötigte.
Die verwendeten TPE einschließlich einiger ihrer physikalischen Eigenschaften sind in Tabelle 1 aufgelistet. Tabelle 2 listet die verschiedenen verwendeten vorgefertigten Kerne auf, während Tabelle 3 die Verbundschleiffilamente der Beispiele (Beispiele 1-27) auflistet. Tabelle 4 listet die Vergleichsbeispiele A-F auf, wobei TPE, Schleifteilchentyp, Größe usw. tabellarisch zusammengestellt sind. Der Gehalt an Schleifteilchen wurde unter Verwendung einer thermischen Standardverbrennungstechnik bestimmt.
Fünf schleifmittelgefüllte Nylonkontrollfilamente A-E wurden zum Vergleich mit den Beispielen 1-24 verwendet, die den vorstehenden Testbürstenaufbau I verwendeten. Die Zusammensetzung der Filamente der Vergleichsbeispiele A-E ist in Tabelle 4 angegeben. Alle Filamente der Vergleichsbeispiele A-E waren (unter der Handelsbezeichnung "TYNEX") von du Pont käuflich, außer des Filaments des Vergleichsbeispiels B, das von Asahi Chemical Company, Japan, käuflich war.
Drei Bürsten wurden unter Verwendung des Testbürstenaufbaus II und unter Verwendung von Verbundschleiffilamenten, die Gemische von Polyurethan-TPE und ABS-Terpolymer (Beispiele 25-27) umfaßten, hergestellt. Ein "Kontroll"-Beispiel F wurde hergestellt, um das Schleiftesten zu bestätigen. Beispiel F verwendete Verbundschleiffilamente ähnlich dem Beispiel 8A, die sich nur dadurch unterschieden, daß Testbürstenautbau II verwendet wurde. Die Zusammensetzung von Beispiel F ist in Tabelle 4 aufgelistet, obgleich dieses Filament innerhalb der Erfindung liegt.
Die Ergebnisse der vorstehend beschriebenen Schleiftests sind in Tabelle 5 für die gemäß dieser Erfindung hergestellten Verbundschleiffilamente (Beispiele 1-27) dargestellt, während Tabelle 6 Schleifergebnisse für die Filamente der Vergleichsbeispiele A-F auflistet. TABELLE I TABELLE 2 TABELLE 3 Tabelle 3 - Fortsetzung TABELLE 4 TABELLE 5 Tabelle 5 - Fortsetzung. TABELLE 6

Diskussion der Ergebnisse

Abb. 8 zeigt in Form eines Säulendiagramms für die Vergleichsbeispiele A und B und die Beispiele 1-3 der vorliegenden Erfindung die Ergebnisse von Tests des vom Werkstück Entfernten als Funktion der Zeit. Es ist klar, daß das Schleiffilament-Beispiel A (schleifmittelgefülltes Nylon, bekannt unter dem Handelsnamen "TYNEX") das Abschleifen gut beginnt, aber unter diesen Testbedingungen innerhalb 1 Stunde schnell auf weniger als S% seiner ursprünglichen Schleiffähigkeit abstumpft. Vergleichsbeispiel B (schleifmittelgefülltes Nylon, bekannt unter dem Handelsnamen "ASAHI") arbeitete besser, aber nicht so gut wie die Verbundschleiffilamente der Beispiele 1-3, die mit einer höheren Menge an Schliff (Gramm) begannen und ihre Schleiffähigkeiten deutlich besser als die Vergleichsbeispiele beibehielten. Dies ist bei Schleiftests auf der flachen 1018-CRS-Platte (Abb. 8) und Schleiftests auf dem gelochten 1008-CRS-Schirm (Abb. 9) offensichtlich. Die Polyester-TPE-Verbundschleiffilamente, die TPE mit höheren Shore- D-Durometer-Härten verwendeten, zeigten eine stärker angreifende abschleifende Schleifwirkung sowohl auf der Platte als auch auf dem Schirm.
Ergebnisse des Tests der Ermüdungsbeständigkeit (Tabelle 4) zeigten, daß schleifmittelgefüllte Nylonfilamente (Beispiel A) ihre Grenzen in 10-15 Minuten überschritten. Die weicheren, mit Polyester-TPE beschichteten Verbundschleiffilamente (Beispiel 1 und 4) blieben mehr als 2 Stunden verwendbar, während die härtesten, mit Polyester beschichteten Verbundschleiffilamente (Beispiele 3, 7-9) nur für sehr kurze Zeiträume verwendbar waren. Der beste Ausgleich zwischen Ermüdungsbeständigkeit und abschleifendem Schliff sowohl auf der Stahlplatte als auch auf dem Stahlschirm unter Verwendung von mit Polyester-TPE beschichteten Verbundschleiffilamenten wurde mit dem Polyester-TPE mit einer Shore-D-Durometer-Härte von 63 erhalten.
Abb. 10 zeigt, daß die Schleiffähigkeit des Verbundschleiffilaments des Beispiels 4 (33% Schleifmittel) geringer ist als die des Beispiels 5 (50% Schleifmittel), sowohl auf der 1018-CRS-Platte (+) als auch auf dem 1008-CRS-Schirm (*). Es wird offensichtlich, daß die Verbundschleiffilamente eine höhere Beladung mit Schleifmitteln und daher eine größere Menge an vom Werkstück Entferntem erlauben.
Die Abb. 11 und 12 vergleichen für die Beispiele A, 4 und 5 die Ergebnisse des Schleifens gegen die Zeit sowohl auf der 1018-CRS-Platte wie auch auf dem 1008-CRS-Schirm, wobei sich zeigt, daß die Verbundschleiffilamente die schleifmittelgefüllten Nylonschleiffilamente bei einer höheren prozentualen Beladung mit Schleifmitteln deutlich in stärkerem Maße übertreffen.
Die Abb. 13 und 14 vergleichen die Schleifleistung der Schleiffilamente A, C, 2 und 6 der Tabelle 3. Was Verbundschleiffilamente mit vorgefertigtem Edelstahlkern, der mit schleifmittelgefülltem Polyester-TPE beschichtet war, betrifft, waren sowohl auf der 1018-CRS-Platte als auch auf dem 1008-CRS-Schirm Verbundschleiffilamente der Erfindung, die Aluminiumoxidschleifmittel enthielten, stärker angreifend als Verbundschleiffilamente, die Siliciumcarbidschleifmittel enthielten. Ein zweiter Satz von Verbundfilamenten wurde in den Beispielen A, 7-9 mit Schleifkörnern aus geschmolzenem Aluminiumoxid, mit Schleifkörnern aus wärmebehandeltem Aluminiumoxid und mit Schleifkörnern aus keramischem Aluminium (die letzteren sind unter der Handelsbezeichnung "Cubitron" bekannt) hergestellt. Die Abb. 15 und 16 zeigen die Ergebnisse von Schleiftests auf einer ähnlichen Stahlplatte bzw. Schirm. In den Beispielen 7-9 wurden vorgefertigte Kerne aus gefachtem Glasgarn mit schleifmittelgefülltem Polyester-TPE der Shore-D-Durometer-Härte 72, bekannt unter der Handelsbezeichnung "Hytrel 7246", beschichtet. Ausgehend von Experimenten mit schleifmittelgefüllten Nylonfilamenten wurde nicht erwartet, daß es irgendeinen deutlichen Unterschied im abschleifenden Schliff zwischen Verbundschleifkörpern der Erfindung gab, die mit thermoplastischen Elastomeren beschichtet waren, die mit Aluminiumoxid oder mit Siliciumcarbid gefüllt waren. Ganz überraschend jedoch ergaben die mit Aluminiumoxid- und Siliciumcarbidschleifmitteln gefüllten Verbundschleiffilamente einen zwei bis vier Mal besseren Schliff auf der flachen Platte (vergleiche Abb. 13 und 15) als mit Aluminiumoxid gefüllte Nylonschleiffilamente, und die mit wärmebehandeltem Aluminiumoxid gefüllten Verbundschleiffilamente der Erfindung arbeiteten auf dem Schirm (Abb. 14, 16) deutlich besser. Die Abb. 15 und 16 zeigen, daß bei Verwendung der Verbundschleiffilamente der Erfindung die Schleifwirkung deutlich verbessert werden kann, wenn bessere Körnungen der Schleifmittel verwendet werden.
Die Abb. 17-20 zeigen in Form von Säulendiagrammen vergleichende Schleiftests unter Verwendung von Filamenten der Beispiele D, E und 10-13 zum Vergleich der Leistung von Filamenten, die P320- und P220-Aluminiumoxid- und Siliciumcarbidschleifteilchen verwenden. In jedem der Beispiele 10-13 wurde das segmentierte Polyester-TPE, bekannt unter dem Handelsnamen "Hytrel 6356", über Glasgarn, bekannt unter dem Produktcode "OCF G75 PY", erhältlich von Owens Corning, aufgebracht. Abb. 17 stellt Testergebnisse für Filamente dar, die eine Kupferplatte abschleifen, während die Abb. 18-20 Testergebnisse für Filamente darstellen, die Titan, 304-Edelstahl bzw. Aluminium 6061 T6 abschleifen.
Diese Werte zeigen, daß sich merkbare Unterschiede in der Schleifleistung ergaben, wenn eine Mehrzahl von Werkstücken abgeschliffen wurde. Verbundschleiffilamente, die Siliciumcarbid der Körnung 320 verwendeten, zeigten geringen Schliff, während beide Körnungen von Aluminiumoxid auf Kupfer einen viel höheren Schliff zeigten.
Titan erwies sich als unübliches Metallwerkstück. Siliciumcarbid- und Aluminiumoxidschleifteilchen, die in den schleifmittelgefüllten Nylonkontrollfilamenten verwendet wurden, zeigten auf diesem Metall die größten Schliffwerte.
Auf Werkstücken aus 304-Edelstahl waren die Ergebnisse bemerkenswert unterschiedlich. Die im Handel erhältlichen schleifmittelgefüllten Nylonfilamente waren relativ unwirksam, während die Verbundschleiffilamente der Erfindung, die die gleichen Schleifteilchen in dem unter der Handelsbezeichnung "Hytrel 6356" bekannten segmentierten Polyester-TPE verwendeten, viel wirksamer waren.
Schließlich wurde ein sehr unerwartetes Ergebnis erhalten, wenn Werkstücke aus T6061-Aluminium abgeschliffen wurden. Verbundschleiffilamente, die abwechselnd Siliciumcarbid- und Aluminiumoxidschleifteilchen sowohl der Körnung 220 als auch der Körnung 320 enthielten, übertrafen im Handel erhältliche schleifmittelgefüllte Nylonfilamente außerordentlich.
Die Abb. 21-22 zeigen in Form von Säulendiagrammen für die Verbundschleiffilamente der Beispiele 14-16 die Ergebnisse von Schleiftests auf einer 1018-CRS-Stahlplatte (Abb. 21) bzw. einem 1008-CRS-Stahlschirm (Abb. 22). Diese Beispiele verwendeten mit P 120-Aluminiumoxid-Schleifmitteln gefüllte Polyamid-TPE-Beschichtungen auf vorgefertigten Kernen aus gefachtem Glasgarn. Abb. 21 zeigt, daß diese Filamente auf der Stahlplatte nicht so angriffsstark, auf dem Stahlschirm (Abb. 22) aber ziemlich angriffsstark waren.
Die Abb. 23 und 24 sind den Abb. 21-22 darin ähnlich, daß die Filamente der Beispiele 17-22 auf dem 1008-CRS-Stahlschirm (Abb. 24) gut arbeiteten, aber auf der 1018-CRS- Stahlplatte nicht so angriffsstark waren (Abb. 23).
Die Abb. 25-28 zeigen in Form von Säulendiagrammen die Ergebnisse des Schleiftestens unter Verwendung von zylindrischen Bürsten (10,2 cm Außendurchmesser) mit sehr dichter Filamentpackung auf den Naben. Die Filamente E und 10-13 wurden verglichen, indem ein Apparat zum Bürsten von Leiterplatten, bekannt unter der Handelsbezeichnung "Chemcut", verwendet wurde. Die zylindrischen Bürsten wurden mit 2500 U/min gegen Substrate aus 1018-Stahl, 304-Edelstahl, Kupfer und 6061-T6-Aluminium (jeweils die Abb. 25-28) bei verschiedenen, wie angegebenen, Strommengen eingesetzt. Verbundschleiffilamente der vorliegenden Erfindung arbeiteten auf 1018-CRS-Stahl, 304-Edelstahl wesentlich besser als schleifmittelgefüllte Nylonschleiffilamente und arbeiteten auf Kupfer und T6061-Aluminium vergleichbar gut.

Claims

1. Verbundschleiffilament, durch das Merkmal gekennzeichnet, daß mindestens ein vorgefertigter Kern zumindest teilweise mit einem thermoplastischen Elastomer mit darin dispergierten und verklebten Schleifteilchen beschichtet ist.

2. Verbundschleiffilament gemäß Anspruch 1, weiterhin durch das Merkmal gekennzeichnet, daß der vorgefertigte Kern mindestens ein Draht oder eine Faser aus Materialien ist, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Metalldraht, Glasfaser, keramischer Faser, Naturfaser, organischer synthetischer Faser, anorganischer synthetischer Faser und Kombinationen davon besteht.

3. Verbundschleiffilament gemäß Anspruch 1, weiterhin durch das Merkmal gekennzeichnet, daß das thermoplastische Elastomer aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus segmentierten thermoplastischen Elastomeren, ionomeren thermoplastischen Elastomeren, Gemischen von thermoplastischen Elastomeren und thermoplastischen Polymeren sowie Gemischen davon besteht.

4. Verbundschleiffilament gemäß Anspruch 1, weiterhin durch das Merkmal gekennzeichnet, daß der vorgefertigte Kern ein gefachtes Garn aus Fasern ist, ausgewählt aus der Gruppe, die aus Glasfasern, keramischen Fasern, Naturfasern, organischen synthetischen Fasern, anorganischen synthetischen Fasern und Kombinationen davon besteht.

5. Verbundschleiffilament gemäß Anspruch 3, weiterhin durch das Merkmal gekennzeichnet, daß das thermoplastische Elastomer eine Shore-D-Durometer-Härte im Bereich von etwa 30 bis etwa 90 hat.

6. Schleifgegenstand, der mindestens ein Verbundschleiffilament einschließt, wobei das Verbundschleiffilament durch das Merkmal gekennzeichnet ist, daß es mindestens einen vorgefertigten Kern hat, der zumindest teilweise mit einem thermoplastischen Elastomer mit darin dispergierten und verklebten Schleifteilchen beschichtet ist, mit der Maßgabe, daß, wenn es mehr als ein Verbundschleiffilament gibt, die Verbundschleiffilamente gleich oder verschieden sein können.

7. Schleifgegenstand gemäß Anspruch 6, weiterhin durch das Merkmal gekennzeichnet, daß der vorgefertigte Kern mindestens ein Draht oder eine Faser aus Materialien ist, ausgewählt aus der Gruppe, die aus Metalldraht, Glasfaser, keramischer Faser, Naturfaser, synthetischer Faser und Kombinationen davon besteht.

8. Schleifgegenstand gemäß Anspruch 6, weiterhin durch das Merkmal gekennzeichnet, daß das thermoplastische Elastomer aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus segmentierten thermoplastischen Elastomeren, ionomeren thermoplastischen Elastomeren, Gemischen von thermoplastischen Elastomeren und thermoplastischen Polymeren sowie Gemischen davon besteht.

9. Verfahren zur Herstellung eines Verbundschleiffilaments, wobei das Verbundschleiffilament mindestens einen vorgefertigten Kern einschließt, der zumindest teilweise mit einem thermoplastischen Elastomer mit darin dispergierten und verklebten Schleifteilchen beschichtet ist, wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch die Schritte:

(a) Schmelzen eines thermoplastischen Elastomers und Vereinen der Schleifteilchen damit;

(b) Beschichten zumindest eines Teils eines vorgefertigten Kerns mit einer Beschichtung, die das geschmolzene thermoplastische Elastomer und Schleifteilchen umfaßt; und

(c) Abkühlen der Beschichtung auf eine Temperatur, die ausreichend ist, um das geschmolzene thermoplastische Elastomer zu härten und so eine gehärtete Zusammensetzung zu erzeugen.

10. Verfahren gemäß Anspruch 9, weiterhin durch das Merkmal gekennzeichnet, daß der Schritt (a) das gleichzeitige Hindurchführen des vorgefertigten Kerns und des geschmolzenen thermoplastischen Elastomers durch eine Düse umfaßt.