Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Abrasivborste, wobei ein Kunststoff-Material aufgeschmolzen und in die Schmelze ein Granulat aus Abrasivteilchen einge- mischt wird und wobei die Schmelze mit den Abrasivteilchen zu einem Filament extrudiert und das Filament nachträglich bearbeitet und zerschnitten wird. Ferner betrifft die Erfindung eine entsprechende Abrasivborste. Desweiteren betrifft die Erfindung eine Bürste mit Abrasivborsten und ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung eines Werkstücks mit einer Bürste, die Abrasivborsten aufweist oder aus diesen besteht. Abrasivborsten der genannten Art finden üblicherweise dort Verwendung, wo eine Oberfläche eines Werkstücks bearbeitet und insbesondere abgetragen oder poliert werden muss.

Die Abrasivborsten werden üblicherweise hergestellt, indem ein KunstStoff-Material beispielsweise aus Polyamid 6.12 in einem Extruder aufgeschmolzen wird. In die Kunststoff- Schmelze werden granulatartige Abrasivteilchen eingemischt und die Schmelze wird zusammen mit den Abrasivteilchen durch eine Düse extrudiert und in Form eines sogenannten endlosen Filamentes weiteren Bearbeitungsstationen zuge- führt, in denen das Filament verstreckt und/oder erwärmt und/oder geschrumpft werden kann. Zur Herstellung der einzelnen Borsten wird das Filament dann auf eine gewünschte Länge geschnitten. Es hat sich gezeigt, dass derartige Abrasivborsten nur für eine relativ kurze Einsatzzeit ihre abtragende Bearbeitungsfunktion wahrnehmen können. Wenn die Borsten über das zu bearbeitende Werkstück beispielsweise in Form einer rotierenden Bürste gezogen werden, entstehen hohe Kräfte, die die Gebrauchsfähigkeit der einzelnen Borste herabsetzen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abrasiv- borste, die eine lange Gebrauchsdauer aufweist, und ein Verfahren zur Herstellung einer entsprechenden Abrasiv- börste zu schaffen. Ferner sollen eine Bürste mit Abrasivborsten und ein Verfahren zur Oberflächenbearbeitung eines Werkstücks geschaffen werden, mit denen sich das Werkstück schnell und kostengünstig bearbeiten lässt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dabei ist vorgesehen, dass das Kunststoff-Material ein hoch-temperaturbeständiges Polymer mit einer Dauergebrauchstemperatur von > 150 °C ist und dass die Schmelze mit den Abrasivteilchen bei einer Temperatur von > 280 °C extrudiert wird.

Die Dauergebrauchstemperatur stellt die Temperaturgrenze dar, oberhalb der eine wesentliche Herabsetzung der Festig- keitseigenschaften des Kunststoffmaterials durch technische Belastung stattfindet. Die Dauergebrauchstemperatur (auch als Relativer Temperatur Index bezeichnet, RTI) ist die höchste Temperatur, bei der das Material nach einer festgelegten Zeitspanne von üblicherweise 20000h noch mindestens 50% seiner Eigenschaften (Zug- bzw. Streckfestigkeit) aufweist (s. auch International Standard IEC 60216-1).

Die Erfindung geht von der Grundüberlegung aus, dass die Probleme bei den bisherigen Abrasivborsten dadurch bestimmt waren, dass bei Verwendung der Abrasivborsten zwischen den Abrasivborsten und dem Werkstück eine relativ große Reibung auftritt, die zu hohen Temperaturen führt, die die Stabilität der Abrasivborsten herabsetzt. Dies wird erfindungsgemäß umgangen, indem das Kunststoff-Material , d.h. die Matrix der Abrasivborste aus einem hoch-temperaturbeständigen Polymer besteht. Die Borsten können aus Polyketonen (z.B. Polyetheretherketonen (PEEK) , Polyaryletherketonen (PAEK) oder Mischungen daraus) , Polyphenylensulfid (PPS) oder aus Legierungen aus Polyarylensulfid, bzw. Polyphenylensulfid und Polyaryletherketon, Polyethylennaphthalat (PEN) , partiell aromatischen Polyamiden wie Polyphthalamiden [PPA] (wie z.B. unter anderem PA 3T, PA 6T oder PA 9T etc.), Polyamid 4.6, speziell hitzestabilisiertem PA 6.10, speziell hitzestabilisiertem PA 6.12 oder auch aus Mischungen oder Blends dieser Kunststoffe bestehen. Als Polyamide können alle aliphatischen, aromatischen und cycloaliphatischen Polyamide, deren Copolymere sowie Abmischungen der Polymere und Copolymere verwendet werden, sofern sie hochtemperaturbeständig sind.

Die erfindungsgemäßen Filamente können rund oder n-eckig mit n^3 sowie in Bändchenform vorliegen. Um eine gute Einbettung der Abrasivteilchen in das Kunststoff-Material zu erreichen, wird die Schmelze mit den Abrasivteilchen bei einer Temperatur von > 280 °C extrudiert. In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Schmelze mit den Abrasivteilchen bei einer Temperatur von 300°C bis 400°C extrudiert wird.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Kunststoff-Material teilkristallin ist. Dies ermöglicht es das mit der Extrusion hergestellte Filament nachträglich s zu verstrecken, dass das Filament nicht reißt oder in sons tiger Weise beschädigt wird.

Als Abrasivteilchen können beispielsweise Teilchen aus SiC und/oder aus A1 ₂ 0 ₃ verwendet werden. Es ist jedoch auch möglich, Diamantsplitter oder -teilchen und/oder Korund- Teilchen und/oder Keramik-Teilchen und/oder Borcarbid- Teilchen als Abrasivteilchen vorzusehen.

Um die Haftung zwischen dem Kunststoff-Material und den Abrasivteilchen zu verbessern, können diese vor dem Einmischen in die Kunststoff-Schmelze mit einem Haftungsmittel beschichtet sein. Aus der Literatur ist in diesem Zusammen hang eine Beschichtung mit beispielsweise Silanen bekannt.

Die Abrasivteilchen können in das angeschmolzene Kunststoff-Material eingebracht und zusammen mit diesem auf die Extrusionstemperatur von > 280 °C gebracht werden. Alternativ ist es jedoch auch möglich, zunächst das Kunststoff- Material auf eine Temperatur von > 280°C zu bringen und da durch aufzuschmelzen und dann erst die Abrasivteilchen in die Schmelze einzumischen. Hinsichtlich der Abrasivborste wird die oben genannte Aufgabe durch eine Abrasivborste mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst. Dabei ist vorgesehen, dass das Kunststoff-Material ein hoch-temperaturbeständiges Kunststoff- Material ist.

Weitere Merkmale der erfindungsgemäßen Abrasivborste sowie die sich damit gegebenen Vorteile sind bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erwähnt, worauf zwecks Vermeidung von Wiederholungen verwiesen wird.

Die erfindungsgemäßen Abrasivborsten finden zur Oberflächenbehandlung eines Werkstückes insbesondere bei einer Bürste Verwendung, die einen Borstenträger aufweist, der einen Borstenbesatz trägt, wobei der Borstenbesatz Abrasivborsten gemäß einem der Ansprüche 7 bis 10 oder nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 hergestellte Abrasivborsten aufweist. Vorzugsweise besteht der Borstenbesatz vollständig aus entsprechenden Abrasivborsten.

Mit einer entsprechenden Bürste lässt sich ein oberflächiger Materialabtrag des Werkstücks und somit dessen schnelle Bearbeitung erreichen, ohne dass die Gefahr besteht, dass die bei der Bearbeitung auftretenden Kräfte und insbesondere Temperaturen zu einer Beeinträchtigung der Funktionalität der Abrasivborsten und damit der Bürste führen.

Gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Oberflächenbehandlung eines Werkstücks mittels einer Bürste, die Abrasivborsten gemäß einem der Ansprüche 7 bis 10 oder nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 hergestellte Abrasivborsen aufweist, wird die Bürste rotiert und mit der zu bearbeitenden Oberfläche in Anlage gebracht. Die Bürste besitzt dabei eine Drehzahl von 3000 i/min bis 12000 i/min und insbesondere eine Drehzahl von 5000 i/min bis 9000 i/min. Diese sehr hohen Rotationsgeschwindigkeiten der Bürste führen zu dem sehr hohen Materialabtrag und der schnellen Bearbeitung des Werkstücks. Die dabei auftretenden relativ hohen Temperaturen können von den erfindungsgemäßen Abrasivborsten ohne Beeinträchtigung der Wirkungsweise ausgehalten werden .

Vorzugsweise wird die Größe der Bürste und insbesondere die Länge der Borsten so ausgelegt, dass die Borstenenden mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 5000 m/min bis 7000 m/min bewegt werden.

Besonders effektiv ist das Verfahren, wenn der Borstenbesatz der bei dem Verfahren zum Einsatz kommenden Bürste vollständig aus Abrasivborsten gemäß einem der Ansprüche 7 bis 10 oder aus Abrasivborsten besteht, die nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 hergestellt sind.