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DE2162037A1 - Schleifmittel und Herstellungsver fahren - Google Patents

Schleifmittel und Herstellungsver fahren

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DE2162037A1
DE2162037A1 DE19712162037 DE2162037A DE2162037A1 DE 2162037 A1 DE2162037 A1 DE 2162037A1 DE 19712162037 DE19712162037 DE 19712162037 DE 2162037 A DE2162037 A DE 2162037A DE 2162037 A1 DE2162037 A1 DE 2162037A1
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DE
Germany
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woven
abrasive
fluffy
gauze
Prior art date
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Ceased
Application number
DE19712162037
Other languages
English (en)
Inventor
Lloyd W McAvoy Thomas R Nelson Leonard E St Paul Minn Legacy (V St A)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
3M Co
Original Assignee
Minnesota Mining and Manufacturing Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Minnesota Mining and Manufacturing Co filed Critical Minnesota Mining and Manufacturing Co
Publication of DE2162037A1 publication Critical patent/DE2162037A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Description

M 3060
PATENTANWÄLTE
Dr.-lnn. HΑϊ-iS RUSCHKE
Auguels-v'iUoria- SvroB» δβ
Minnesota Mining and Manufacturing Company, Saint Paul,
Minnesota 55101 (VeSt»v.A.)
Schleifmittel und Herstellungsverfahren
Gegenstand der Erfindung sind Schleifbänder zum sofortigen und automatisierten Glätten von Gegenständen, wobei diese eine gleichmäßige Oberfläche ohne Überlappungs- oder Trennlinien erhalten. Die Schleifbänder bestehen aus einem flauschigen, nicht gewebten Material, das an einer gewebten Unterlage fest angeheftet und mit einem Harz und einem Schleifmittel imprägniert ist.
Flauschige, offene, wenig dichte, faserige und nicht gewebte Schleifbänder waren bisher von Nutzen bei der sofortigen und automatisierten Glättung verschiedener Gegenstände aus Holz, Messing, Aluminium, Stahl usw·, da mit diesen Schleifbändern ein langes und kontinuierliches Bearbeitungsmueter und eine gleichmäßige Oberfläche ohne Überlappungs- oder Trennlinien erzeugt werden kann, ohne dass das Schleifband hin«· und herbewegt zu werden braucht. Solche offenen Schleifbänder nehmen
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abgeschliffenes Material nur in verhältnismäßig kleinen Mengen auf und erhitzen sich nicht.
Es wurde versucht, geeignete flauschige, offene und wenig dichte Schleifbänder gewerblich herzustellen, die eine angemessene lebensdauer und Schleifwirkung aufweisen. Die hierbei erzielten Ergebnisse waren jedoch enttäuschend. Unterlagenfreie Bänder aus einem flauschigen und nicht gewebten Material, z.B. nach der amerikanischen Patentschrift 2 958 593» nahmen zwar nur wenig Abschliff auf und erhitzten sich nicht, wurden jedoch außerordentlich stark gereckt und waren daher für eine angemessene Lebensdauer nicht dauerhaft genug. Es wurde ferner versucht, aus Tuftingerzeugnissen oder dergleichen flauschige und offene Schleifbänder herzustellen. Diese nahmen jedoch abgeschliffenes Material auf und erhitzten sich im Gebrauch. Schleifbänder mit einem flauschigen, offenen nicht gewebten faserigen Schleifmittel, das durch einen Klebstoff mit einer Unterlage verbunden ist, haben sich nicht als zweckmäßig erwiesen, da das resultierende Laminat dem Angriff durch die zu bearbeitenden Gegenstände einen zu geringen Widerstand entgegensetzt, so dass das Laminat im Gebrauch in die einzelnen Lagen zerfällt. In der amerikanischen Patentschrift 3 324 609 sind verschiedene Verfahren beschrieben, nach denen der genannte geringe Widerstand dadurch beseitigt werden kann, dass das nicht gewebte Schleifmaterial durch Anheften mittels Nadeln mit einer Unterlage verbunden werden soll, wobei jedoch im besonderen ausgeführt wird, dass das herkömmliche Verfahren unzulänglich sei. In der genannten Patentschrift wird dann ein Verfahren offenbart, nach dem ein nicht gewebtes SehleifmateriaL mit einer Unterlage dadurch verbunden wird, dass die angehefteten Pasern geschmolzen werden. Hierbei werden die lasern jedoch verdorben, und die Festigkeit. der Verbindung zwischen der Unterlage und dem nicht gewebten Sohleifmaterial reicht immer noch nicht für eine sofortige und automatisierte Schlussbearbeitung hergestellter Gegenstände aus. Im Gebrauch löst sich der nicht gewebte !eil von der Unterlage nach einigen wenigen Minuten ab*
Bisher standen daher flauschige, offene, wenig dichte, faserige und nicht gewebte Schleifbänder nicht zur Verfügung, die
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_ 3 —
nur geringe Mengen des abgeschliffenen Materials aufnehmen und eine angemessene Lebensdauer aufweisen.
Die Erfindung sieht flauschige, offene, wenig dichte, faserige und nicht gewebte Schleifbänder vor, mit denen sofort verschiedene Gegenstände aus Holz, Messing, Aluminium, Stahl uswo geglättet und poliert werden können, ohne dass Überlappungsoder Trennlinien erzeugt werden, und die bei gutem Wirkungsgrad eine angemessene Lebensdauer aufweisen, nur wenig abgeschliffenes Material aufnehmen und sich nicht erhitzen. Die Bearbeitung der genannten Gegenstände kann leicht automatisiert werden, da die erfindungsgemäßen Schleifbänder eine verhältnismäßig lange Lebensdauer aufweisen, und da deren einzelne Lagen oder Schichten sich im Gebrauch nicht von einander lösen. Mit den erfindungsgemäßen Schleifbändern können gleichmäßig glatte Oberflächen erzeugt werden, bis das Schleifmaterial erschöpft ist.
Die Schleifbänder bestehen aus organischen Kunststoffasern, die durch Anheftenmit einem abmessungsmäßig stabilen und mullartigen Gewebe aus Kunststoffasern verbunden sind.
Die Erfindung wird nunmehr ausführlich beschrieben. In der beiliegenden Zeichnung ist die
Figo1 eine schaubildliche Darstellung eines erfindungsgemäßen Schleifbandes und die
!ig*2 ein senkrechter Schnitt durch einen Teil des in der Fig.1 dargestellten Schleifbandes, der zeigt, in welcher Weise der nicht gewebte Teil sich in den gewebten Teil des Schleif bandes hinein- und zum Teil hindurcherstreckt«,
Wie in den Figuren 1 und 2 dargestellt, besteht das erfindungsgemäße Schleifband 10 aus einem abmessungsmaßig stabilen und mulILartigen Gewebe 11 aus organischen Kunststof fasern, die für diejenigen Temperaturen widerstandsfest sind, bei denen die zum Imprägnieren benutzten Harze ausgehärtet werden. Die Fasern können daher aus nylon und Polyester bestehen und sollen durch Orientierung verfestigt werden.
Die Unterlage soll aus einem verhältnismäßig offenen mullartigen Gewebe bestehen, das eine Imprägnierung mit einem Harz
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und mit einem Schleifmaterial ermöglicht, so dass die Fasern oder Fäden fest mit einander verbunden werden. Es hat sich gezeigt, dass mindestens fünf Fäden pro 2,54 cm befriedigend sind, wenn die Zugfestigkeit des mullartigen Gewebes mindestens 17,8 kgm/cm beträgt, und wenn das Material bei Zugbelastungen bis zu 4,5 kgm/cm um nicht mehr als 5f° und vorzugsweise 2$ gereckt wird.
Der flauschige, offene, wenig dichte, faserige und nicht gewebte Teil 12 des Schleifbandes 10 kann aus einer Kunststofffaser bestehen, z.B. aus .Nylon, Polyester usw» welches Material widerstandsfest für diejenigen Temperaturen sein soll, bei denen Imprägnierungsharze ausgehärtet werden,, Die Fasern werden durch Orientierung verfestigt und gekräuselt. Für den nicht gewebten Teil sind Fasern geeignet mit einer Länge von ungefähr 1,9 bis 1.0 cm und vorzugsweise ungefähr 3»8 bis ungefähr 6,3 cm. bei einem denier-Wert von ungefähr 1,5 bis 500 und 15 bis 100. Um ein gewünschtes Schleifmuster zu erhalten, können Fasern mit verschiedenen denier-Werten benutzt werden» Bei größerem Fasern oder Fäden können auch größere Schleifmaterialpartikel verwendet werden. Der nicht gewebte Teil 12 des Schleifbandes kann auf einer "Rando-Weber"-Maschine hergestellt werden, die von der Curlator Corporation bezogen werden kann, oder auch durch andere herkömmliche Krempelverfahren. Untersuchungen haben ergeben, dass das Gewicht des nicht gewebten Teiles des Schleif bandes ungefähr 0,017 und vorzugsweise 0,025 Gramm/cm betragen soll. Bei kleineren Werten wird die Lebensdauer der Schleifbänder zu kurz. Bei Fasern oder Fäden mit den genannten Werten weist das Material vor dem Anheften oder ohne das Sohleifmaterial eine Dicke von ungefähr 0,64 bis ungefähr 7»6 und vorzugsweise von 2,5 cm auf β
Das nicht gewebte Material 12 wird an dem gewebten mullartigen Material 11 durch Anheften befestigt.Zum Herstellen gebrauchsfähiger Schleifbänder muss diese Heftverbindung so kräftig sein, dass zum Trennen der beiden Bestandteile eine Kraft von mindestens 900 g/cm erforderlieh ist. Hierfür werden mindestens 15 und vorzugsweise mindestens 20 lMadelstiche pro Quadratzentimeter benötigt, wem \5.i, ?J# x 25 x 3,5 ILB-^adeln
ORIQiNAU INSPECTED
benutzt werden bei einer Eindringtiefe von 2,23 cm in das Unterlagematerial. Bei dieser Art von Madelheftung befinden sich ungefähr 60$ der Dicke der Fasern 12 oberhalb des Mullgewebes und ungefähr 40$ unterhalb des Mullgewebes 11, wie bei 13 dargestellte Geeignete Schleifbänder wurden hergestellt, wenn das Verhältnis der Dicken der lasern über und unter dem Material 11 ungefähr 0,75 » 3 und vorzugsweise ungefähr 1,0 : 1,7 betrüge Bei weniger festen Schleifbändern erfolgt eine Trennung der Lagen von einander bei starker Beanspruchung. Die üadelheftung kann mittels eines herkömmlichen lMadelwebstuhles durchgeführt werden, der von der James Hunter Machine Company bezogen werden kann·
.Nach der juadelhef tung wird das Erzeugnis imprägniert mit einem aus Harz und einem Schleifmaterial bestehenden Gemisch, wobei das Gewebe und die nicht mit einander verwebten fasern vollständig gesättigt werden. Das getrocknete Harz erhöht die Festigkeit der Verbindung zwischen den einzelnen Lagen. Zu bevorzugen sind verhältnismäßig harte Harze, die dem Erzeugnis eine Trennfestigkeit von mindestens 2,7 kg/cm verleihen, Für diesen Zweck geeignete Harze sind Phenol-formaldehyd, Epoxidharz, Polyuräthan, Urea-formaldehyd usw», die allgemein für die Herstellung von nicht gewebten und wenig dichten Schleifmitteln verwendet werden. Das Harz-Schleifmittel-Gemisch wird vorzugsweise mittels einer Zweiwalzen-Auftragvorrichtung aufgetragen, wobei das Imprägnierungsmaterial zugleich auf beide Seiten des t Produktes auftragen wird und dieses gründlich durchtränkt. Es hat sich gezeigt, dass bei mit Mineralien beschichtete Schleifbändern die nicht gewebte Seite eine Härte von ungefähr 25 bis 75 aufweisen soll, gemessen mit einem 1,36 cm-Shore-A-Durometer. Bei kleineren Werten werden die Schleifbänder von scharfen Ecken oder Kanten der zu bearbeitenden Gegenstände leicht eingerissen oder zerrissen. Schleifbänder mit einer größeren Härte sind außerordentlich, dicht, nehmen abgeschliffenes Material auf und wirken wie Sandpapier, so dass an den Werkstücken keine so glatten Außenseiten erzeugt werden, wie mit nicht gewebten Schleifmitteln.
Normalerweise werden zum Glätten und Polieren Schleifpartikel
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mit einer Korngröße 24 und feiner verwendet und bestehen aus Aluminiumoxid, Siliziumkarbid, !EaIk, Zeriumoxid, Granat, Flint, Schmirgel usw« Wenn gewünscht, können zusammen mit den erfindungsgemäßen Sohleifbändern die herkömmlichen Metallbearbeitungsschmiermittel benutzt werden, wie Schmierfette, Öle, Stearate und dergleichen.
.Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel für die Erfindung beschrieben, wobei alle angeführten Werte sich auf das Gewicht beziehen, sofern nichts anderes angegeben wird.
Beispiel
Es wurde eine 102 cm breite, flauschige, nicht gewebte und luftgelegte Materialbahn mit einem Mischungsverhältnis 50/50 aus 3,8 cm langen Fasern von 15 denier pro Faden und aus 5 cm langen lasern von 50 denier pro Faden (orientierte iMylon 66-Fasern) in der Weise hergestellt, dass (1) anfangs die. Fasern mittels einer Vorrichtung (unter der Bezeichnung "weigh-feeder" von der Proctor and Schwartz Company beziehbar) vermisch und geöffnet und dann mit einer weiteren Vorrichtung (unter der Bezeichnung "fiber opener" von der Dilts and Kennedy Company beziehbar) zu einer flauschigen Fasermasse verarbeitet wurden. Die geglättete luftgelegte Material wurde mittels einer Rando-Weber-Maschine (von der Curlator Corporation beziehbar) hergestellt und hatte ein Gewicht von 0,0247 g/cm . Die nicht gewebte und luftgelegte Matte wurde dann auf ein 16x16 JUylonmullgewebe (840 denier pro Faden) aufgelegt (von der Burlington Industrial Fabrics Company beziehbar). Das zusammengelegte Material wurde dann durch eine wadelfilzmasehine geleitet (von der «James Hunter Machine Company, Division of Crompton Knowles Corporation beziehbar) mit einer Geschwindigkeit von 1,5 m/min. Diese Maschine war mit einer .wadelanordnung 23 Reihen Nadeln,ausgestattet, deren Abstand von einander 1,09 cm betrug, während der Abstand der Nadeln in einer Reihe 1,27 cm betrug, Für die iMadelanordnung waren 15 ι t8 χ 25 ι 3>5 RB-Nadeln verwendet worden (von der Torrington Company beziehbar). Die Maschine wurde mit 175 Stichen pro Minute bei einer Eindringtiefe von 2,23 cm betrieben.
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Bei dem fertigen zusammengesetzten Material lag ungefähr 60$ der Dicke oberhalb und ungefähr 40$ der Dicke unterhalb der Mittellinie des Mullgewebes. Die genadelten Fasern wurden mechanisch mit dem Mullgewebe verkettet und konnten ohne dessen Zerstörung nicht entfernt werden.
Das soweit fertige Material wurde unter Verwendung einer Zweiwalzenauftragvorriehtung mit einem Harz-Schi e if mi ttel-Gemiseh imprägniert, das die nachstehend angeführte Zusammensetzung aufwies«
Lösungsmittel Cellosolve-azetat 31»0 Teile
feingemahlenes Siliziumoxid (von der 0,77 Cabot Corporation unter der Handelsbezeichnung "Cab-O-Sil k-511 beziehbar)
mit Hydroxid abgeschlossenes Polyester 21,0 mit einer OH-Zahl von 45-52 (von der Mobay Chemical Company unter der Handelsbezeichnung "Multron R68" beziehbar)
1,2,6-Hexanetriol 1,0
Reaktionprodukt aus 3 Mol Toluen-
diisozyanat mit 1 Mol Trimethanol- 16,9
propan mit einem KCO-G-ehalt von 13$ (75^ feststoffe in Äthylazetat)(von der Mobay Chemical Company unter der Handelsbezeichnung "Mondur Cb-75" beziehbar)
Alaun-Rotbeize (63$ Feststoffe in
Gellosolveazetat) 0,59
"Alundum"-Schleifkörner
Sorte 280-600 . 34,7
Durch Zusetzen von Cellosolve-Azetat wurde die Viskosität der Lösung auf einen Wert von Ί100-1300 cps gebracht.
Die Seite des Materials mit der-größeren Faserdicke wurde mit der oberen Walze der Zweiwalzenauftragvorriehtung in Berührung gebracht, deren untere Walze sich in-einer Wanne befand, die das Schleifmittel-Klebstoff-Gemisch enthielt. Dieses Gemisch wurde der oberen Walze mittels einer Dosierungswalze zugeführt.
nach dem Auftragen wurde der Schleifmittel-Klebstoff-Belag in einem. Luftstromofen 6 Minuten lang bei einer Temperatur von 1600C ausgehärtet, bis der Belag trocken und nichts mehr Klebrig
war»
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ρ Das trockene Erzeugnis enthielt pro cm O9 0710 G-ramrn der Schleifmitt el-Kleb st off-Zus ammens etzung.
Zum Schluss wurde auf die dickere Oberseite des Laminates ein Schi elf mitt el-Kleb st of f-G-emis cn aufgesprüht, das 3 Minuten lang bei einer Temperatur von 121-14-30C getrocknet und 10 Minuten lang bei einer Temperatur von 154-16O0C in einem Luftstrahlofen ausgehärtet wurde ο Das Trockengewicht des aufgesprühten
Belags betrug OpO33O g/cm , der die folgende Zusammensetzung aufwies«
Äthylcellosolve 21,0 Teile
A-3tufe-Basiskatalysiertes Phenolformal dehyd-Harz mit einem Phenolt 26,7 lOrmaldehyd-Molverhältnis von 1s1,9 (70$ feststoffe)
ein 100$ i'eststoffe enthaltendes und amin-abgeschlossenes Polyamidharz 6,25
mit einer Viskosität von ungefähr 700 cps, mit einer Säurezahl von ungefähr 3 und mit einem Aminwert von ungefähr 320 Gramm Harz pro Amin-Äquivalenz (beziehbar von der Celanese Coating Company unter der Handelsbezeichnung "Epi-Cure 852")
S!AlundumM-Schleif körner · 50,0
Sorte 280-600
Alaun-Rotbeize (41$ Feststoffe in Ithylcellosolve) 1,9
Durch Zusetzen von Äthylcellosolve wurde die Viskosität der Lösung auf einen Wert von 280 cps gebracht.
Die fertige getrockene Materialbahn wurde in 7»62 breiten Streifen zerschnitten, deren Enden zu einem endlosen Band zusammengefügt wurden. Das' Band wurde auf einer Hammond Robot Lathe-Maschine zum Abschleifen von Walzstahlstangen (Sorte 1018) mit den Abmessungen 1,27 x 15,2 cm (Rundschleifen) benutzt. Die Maschine wurde auf einen Bearbeitungsdruck von 2,23 x 10 Dyn bei einer Bearbeitungszeit von 3 Minuten pro Stange eingestellt und mit einer Drehzahl von 1750 ü/min oder mit einer Oberfläehengeschwindigkeit von 1950 m/min betrieben. In sechs Arbeitsperioden von je drei Minuten Dauer wurden mehr als 60 g Stahl in befriedigender Weise abgeschliffen. Mit dem Schleifband wurde eine gleichmäßig glatte Oberfläche ohne Überlappungs- oder
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Irennmarken erzeugt, und das .Band nahm auch keine wesentlichen Mengen des abgeschliffenen Stahls auf. Das .Band wies auch bei Berührung keine nennenswerte Erwärmung auf„
Patentansprüche
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Claims (2)

  1. 2167037
    Patentansprüche
    Zusammengesetztes flächiges Material, im besonderen ein Schleifmateriäl z.B. in Form eines endlosen .Bandes aus einem flauschigen, offenen, wenig dichten und faserigen Material, das durch Hadelheftung mit einer gewebten Unterlage verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterlage aus einem abmessungsmäßig stabilen mullartigen liewebe aus zugfesten organischen Kunststoffäden besteht und mindestens 2 Jb'äden pro Zentimeter sowie eine Zugfestigkeit von mindestens 17»8 kg/cm, dass das genannte Material aus einem flauschigen, offenen, wenig dichten, faserigen und nicht gewebten Material aus gereckten organischen Kunststofffasern in einer Menge von mindestens 0,017 g/cm besteht, dasa die genannten Jj'asern mit dem genannten mullartigen Gewebe sicher verkettet sind und sich zum Teil durch das G-ewebe hindurcherstrecken, und dass die Trennfestigkeit der Lagen des Materials mindestens 900 g/cm beträgt.
  2. 2. Zusammengesetztes flächiges Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Material mit einem organischen Harz gründlich durchtränkt ist und eine Trennfestigkeit der Lagen von einander von mindestens 2,7 kg/cm aufweist .
    3. Zusammengesetztes flächiges Material nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mullartige Gewebe aus iMylonfäden besteht, dass das nicht gewebte Material aus Polyesterfasern besteht, und dass die genannten Fasern in der Masse Talk dispergiert und durch das Harz gebunden enthalten.
    209825/1109
    2167037
    4-· Zusammengesetztes flächiges Material nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern und die Zwischenräume des mullartigen Gewebes und des nicht gewebten Materials mit einem ausgehärteten Harz vollständig durchtränkt sind, das die Schleifpartikel mit den fasern fest verbindet.
    β Zusammengesetzte flächiges Material nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mullartige Gewebe und das nicht gewebte Material aus lylonfäden besteht ο
    6* Zusammengesetztes flächiges Material, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Harz aus ausgehärtetem PoIyuräthan besteht, und dass das Schleifmittel aus Aluminiumoxid besteht ο
    7« Verfahren zum Herstellen des zusammengesetzten Materials nach Anspruch 1, wobei ein flauschiges, offenes, wenig dichten und faseriges Material durch Jüädelheftung mit einer gewebten Unterlage verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterlage aus einem abmessungsmäßig stabilen müllartigen G-ewebe aus gereckten organischen Kunststoffasern besteht, mindestens 2 Fäden pro Zentimeter und eine Zugfestigkeit von mindestens 17,8 kg/cm aufweist, dass das flauschige, offene, wenig dichte und faserige nicht gewebte Material aus gereckten organischen Kunststoffasern in einer Menge von 0,017 g/cm besteht, welche Fasern mit dem mullartigen Gewebe sicher verkettet sind und sich zum !Beil durch das Gewebe hindurcherstrecken, und dass die Trennfestigkeit der Lagen mindestens 900 g/cm beträgt.
    8. Verfahren nach Anspruch 7? dadurch gekennzeichnet, dass das zusammengesetzte Material mit einem flüssigen und aushärtbaren organischen Bindemittel gründlich durchtränkt wird, das. Schleifpartikel dispergiert enthält, und dass das Bindemittel ausgehärtet und ein Schleifmittelprodukt hergestellt wird.
    2 09825/1109
    L^^ · J. eerserte
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