磨料刷毛、其制造方法、具有磨料刷毛的刷子以及使用該刷子來(lái)處理工件表面的方法
【專(zhuān)利摘要】為了制造磨料刷毛，使塑料熔融，并將由磨料顆粒制備的顆粒材料混合到熔融物中。將熔融物和磨料顆粒一起擠出成細(xì)絲，隨后對(duì)該細(xì)絲進(jìn)行處理和切割。于此所提供的塑料是連續(xù)使用溫度>150℃的耐高溫聚合物，以及于此所提供的包括磨料顆粒的熔融物在>280℃的溫度條件下擠出。配備有相應(yīng)的磨料刷毛的刷子可被用于工件的表面處理，其中使所述刷子以在30001/min～120001/min范圍的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)并使其與待處理的表面接觸。
【專(zhuān)利說(shuō)明】磨料刷毛、其制造方法、具有磨料刷毛的刷子以及使用該刷子來(lái)處理工件表面的方法
[0001]本發(fā)明涉及制造磨料刷毛(Abrasivborste)的方法,其中使塑料熔融，并將由磨料顆粒制備的顆粒材料混合到熔融物中，以及其中將具有磨料顆粒的熔融物擠出成細(xì)絲，隨后對(duì)該細(xì)絲進(jìn)行處理和切割。此外，本發(fā)明還涉及相應(yīng)的磨料刷毛。
[0002]更進(jìn)一步地，本發(fā)明涉及具有磨料刷毛的刷子和使用具有所述磨料刷毛或由其組成的刷子對(duì)工件表面進(jìn)行處理的方法。
[0003]上述類(lèi)型的磨料刷毛通常應(yīng)用于待處理，特別是待研磨或拋光的工件表面。
[0004]通常通過(guò)在擠出機(jī)(Extruder)中熔融例如由聚酰胺6.12制備的塑料來(lái)制造磨料刷毛。顆粒狀的磨料顆粒被混入塑料熔融物中并通過(guò)噴嘴將該熔融物和磨料顆粒一起擠出，以所謂的連續(xù)的(endlos)細(xì)絲的形式送料至其他處理站，在其中所述細(xì)絲可被拉伸和/或加熱和/或收縮。然后將所述細(xì)絲切割成所希望的長(zhǎng)度以制造單個(gè)刷毛。
[0005]已經(jīng)證明，這樣的磨料刷毛僅在相對(duì)短的使用時(shí)間中能發(fā)揮其研磨處理的功能。當(dāng)將刷毛例如以旋轉(zhuǎn)刷的形式拖過(guò)待處理的工件時(shí)，會(huì)產(chǎn)生使單個(gè)刷毛的可用性降低的強(qiáng)作用力。
[0006]本發(fā)明的目的在于，發(fā)明一種使用壽命長(zhǎng)的磨料刷毛及其相應(yīng)的制造方法。此外，還發(fā)明一種具有所述磨料刷毛的刷子以及工件的表面處理的方法，使用該方法可以以經(jīng)濟(jì)有效的方式快速地處理工件。
[0007]該目的是根據(jù)本發(fā)明通過(guò)包括權(quán)利要求1的特征的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的。于此所提供的塑料是連續(xù)使用溫度(Dauergebrauchstemperatur) >150°C的耐高溫聚合物，以及于此所提供的包括磨料顆粒的熔融物在>280°C的溫度條件下擠出。
[0008]連續(xù)使用溫度指的是極限溫度，高于該溫度時(shí)，由于技術(shù)應(yīng)力(technischeBelastung)會(huì)出現(xiàn)塑料的強(qiáng)度性能的大幅度降低。連續(xù)使用溫度(也被稱(chēng)為相對(duì)溫度指數(shù)，RTI)是最高溫度，該溫度時(shí)在通常為20000小時(shí)的設(shè)定時(shí)間間隔后材料仍具有其性能的至少50 % (抗拉強(qiáng)度或屈服強(qiáng)度)(Zug-bzw.Streck-festigkeit)(又見(jiàn)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC60216-1)。
[0009]本發(fā)明所基于的基本思想是使用先前的磨料刷毛所帶來(lái)的問(wèn)題，該問(wèn)題是在使用磨料刷毛時(shí)由磨料刷毛和工件之間所產(chǎn)生的較大摩擦造成的,這樣的摩擦?xí)?dǎo)致高溫,高溫會(huì)降低磨料刷毛的穩(wěn)定性。根據(jù)本發(fā)明，這可以通過(guò)包括耐高溫聚合物，即塑料的磨料刷毛的基體(Matrix)來(lái)避免。所述刷毛可包括聚酮(例如聚醚醚酮(PEEK)、聚芳醚酮(PAEK)或它們的混合物)、聚苯硫醚(PPS),或者包括聚芳硫醚或聚苯硫醚和聚芳醚酮、部分的芳香族聚酰胺(例如聚鄰苯二酰胺(PPA))(例如，此外還有PA3T、PA6T或PA9T等)的合金，或者甚至包括這些塑料的混合物或共混物。
[0010]本發(fā)明的細(xì)絲可以是圓形或η角形(η>3)以及呈小的帶狀。
[0011]為了將所述磨料顆粒很好地包埋進(jìn)塑料中，在>280°C的溫度將包含磨料顆粒的熔融物擠出。在本發(fā)明的一項(xiàng)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所提供的包含磨料顆粒的熔融物在300°C?400°C的溫度擠出。
[0012]在本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)(Weiterbildung)中，所提供的塑料是部分結(jié)晶的。這使得有可能隨后能拉伸通過(guò)擠出所制造出的細(xì)絲，以使細(xì)絲不會(huì)被撕裂或以其他方式損壞。
[0013]可使用例如由SiC和/或Al2O3制備的顆粒作為磨料顆粒。然而，還可提供金剛石片或金剛石顆粒和/或剛玉顆粒和/或陶瓷顆粒和/或碳化硼顆粒作為磨料顆粒。
[0014]為了提高塑料和磨料顆粒之間的結(jié)合力(Haftung),在將這些顆?；旌线M(jìn)塑料熔融物之前可使用粘合劑來(lái)涂覆這些顆粒。在這一方面，例如由文獻(xiàn)可知含硅烷的涂料。
[0015]可將所述磨料顆粒引入到熔融的塑料中并使其一起達(dá)到>280°C的擠出溫度。然而，可選的是，還能先使塑料達(dá)到>280°C的溫度，從而使其熔融，然后僅將磨料顆?；旌线M(jìn)熔融物中。
[0016]關(guān)于磨料刷毛，上述目的是通過(guò)包括權(quán)利要求9的特征的磨料刷毛來(lái)實(shí)現(xiàn)的。為此提供的塑料是耐高溫的塑料。
[0017]與本發(fā)明方法相關(guān)的本發(fā)明的磨料刷毛的其它特征及其所帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)已被提及，為避免重復(fù)而對(duì)其進(jìn)行引述。
[0018]本發(fā)明的磨料刷毛被用于工件的表面處理，特別是應(yīng)用在具有承載刷毛填塞物(Borstenbesatz)的刷毛托(Borstentiiger)的刷子中，其中所述刷毛填塞物具有根據(jù)權(quán)利要求7?10中任一項(xiàng)所述的磨料刷毛或者根據(jù)權(quán)利要求1?6中任一項(xiàng)所述的方法制造的磨料刷毛。所述刷毛填塞物優(yōu)選全部由相應(yīng)的磨料刷毛組成。
[0019]使用相應(yīng)的刷子,可實(shí)現(xiàn)工件表面上材料去除(Materialabtrag),從而可實(shí)現(xiàn)工件的快速加工，而不會(huì)存在如下的風(fēng)險(xiǎn):在加工過(guò)程中所產(chǎn)生的力，以及特別是溫度，導(dǎo)致磨料刷毛的功能受損，從而導(dǎo)致刷子的功能受損。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的使用刷子來(lái)處理工件表面的方法，使所述刷子轉(zhuǎn)動(dòng)并使其與待處理的表面接觸，其中所述刷子具有根據(jù)權(quán)利要求7?10中任一項(xiàng)所述的磨料刷毛或者根據(jù)權(quán)利要求1?6中任一項(xiàng)所述的方法制造的磨料刷毛。這種情況下，所述刷子具有30001/min?120001/min的轉(zhuǎn)速，特別是50001/min?90001/min的轉(zhuǎn)速。刷子的這些非常高的轉(zhuǎn)速導(dǎo)致了極高的材料去除離率(Materialabtrag)和快速的工件加工。本發(fā)明的磨料刷毛可經(jīng)受住由此所產(chǎn)生的較高的溫度而不會(huì)影響操作。
[0021]優(yōu)選地，設(shè)計(jì)所述刷子的尺寸，特別是刷毛的長(zhǎng)度，使得刷毛的端部能以5000m/min ?7000m/min 的周速(Umfangsgeschwindigkeit)移動(dòng)。
[0022]當(dāng)使用在所述方法中的刷子的刷毛填塞物全部由根據(jù)權(quán)利要求7?10中任一項(xiàng)所述的磨料刷毛或者根據(jù)權(quán)利要求1?6中任一項(xiàng)所述的方法制造的磨料刷毛組成時(shí)，該方法是特別有效的。
【權(quán)利要求】
1.制造磨料刷毛的方法，其中使塑料熔融，并將由磨料顆粒制備的顆粒材料混合到熔融物中，以及其中將包含磨料顆粒的熔融物擠出成細(xì)絲，隨后對(duì)該細(xì)絲進(jìn)行處理和切割，其特征在于，所述塑料是連續(xù)使用溫度>150°c的耐高溫聚合物，以及將所述包含磨料顆粒的熔融物在>280°C的溫度條件下擠出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，將所述包含磨料顆粒的熔融物在300°C?400°C的溫度條件下擠出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，所述塑料是部分結(jié)晶的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述磨料顆粒由SiC和/或Al2O3組成，和/或由金剛石顆粒和/或剛玉顆粒和/或陶瓷顆粒和/或碳化硼顆粒和/或氧化鋯形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1?4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，使用粘合劑來(lái)涂覆所述磨料顆粒。
6.根據(jù)權(quán)利要求1?5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在>280°C的溫度將所述磨料顆?；旌系剿鋈廴谖镏?。
7.由混合有磨料顆粒的塑料制成的磨料刷毛，其特征在于，所述塑料是連續(xù)使用溫度>150°C的耐高溫材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的磨料刷毛，其特征在于，所述塑料是部分結(jié)晶的。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8的磨料刷毛，其特征在于，所述磨料顆粒由SiC和/或Al2O3組成，和/或由金剛石顆粒和/或剛玉顆粒和/或陶瓷顆粒和/或碳化硼顆粒和/或氧化鋯形成。
10.根據(jù)權(quán)利要求7?9中任一項(xiàng)所述的磨料刷毛，其特征在于，所述磨料顆粒涂覆有粘合劑。
11.用于工件的表面處理的刷子，其具有承載刷毛填塞物的刷毛托，其中所述刷毛填塞物具有根據(jù)權(quán)利要求7?10中任一項(xiàng)所述的磨料刷毛或者根據(jù)權(quán)利要求1?6中任一項(xiàng)所述的方法制造的磨料刷毛。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的刷子，其特征在于，所述刷毛填塞物全部由根據(jù)權(quán)利要求7?10中任一項(xiàng)所述的磨料刷毛或者根據(jù)權(quán)利要求1?6中任一項(xiàng)所述的方法制造的磨料刷毛組成。
13.使用具有根據(jù)權(quán)利要求7?10中任一項(xiàng)所述的磨料刷毛或者根據(jù)權(quán)利要求1?6中任一項(xiàng)所述的方法制造的磨料刷毛的刷子對(duì)工件進(jìn)行表面處理的方法，其中使所述刷子轉(zhuǎn)動(dòng)并使其與待處理的表面接觸，以及其中所述刷子以30001/min?120001/min的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)。
14.權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述刷子以在50001/min?90001/min的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)。
15.權(quán)利要求13或14所述的方法，其特征在于，所述刷毛的端部以5000m/min?7000m/min的周速移動(dòng)。
16.根據(jù)權(quán)利要求13?15中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述刷子的刷毛填塞物全部由根據(jù)權(quán)利要求7?10中任一項(xiàng)所述的磨料刷毛或者根據(jù)權(quán)利要求1?6中任一項(xiàng)所述的方法制造的磨料刷毛組成。
【文檔編號(hào)】B24D13/10GK104203498SQ201380011839
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2013年1月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月30日
【發(fā)明者】J.伊茲科, D.鮑爾, S.肯澤爾曼, H.梅伊德, G.穆肯福斯 申請(qǐng)人:哈爾纖維絲有限責(zé)任公司