<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren zur Herstellung von schleifmittelhaltigen Kunststoffborsten
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von schleifmittelhaltigen Kunststoffborsten, vorzugsweise aus Polyamiden, mit Hilfe von Spinndüsen.
Zusätze von Schleifmitteln sind bei der Herstellung von Kunststoffborsten bereits bekannt. So hat man Schleifmittel in die Oberfläche der Borsten durch Wärme- und Druckwirkung eingearbeitet. Solche Borsten verlieren aber schon nach kurzer Zeit durch Abrieb ihre Schleifwirkung. Ferner ist angeregt worden, Kunststoffborsten herzustellen, die mehrere Schichten aus mit Schleifmitteln durchsetztem Kunststoff enthalten. Jedoch ist über die Herstellungsweise solcher Borsten nichts angegeben und dürfte technisch sehr schwierig zu realisieren sein. Schliesslich sind Kunststoffborsten bekannt, die längs der Borste Verdickungen in Perlenform aufweisen und bei denen vorzugsweise diese das Schleifmittel enthalten.
Abgesehen davon, dass die Herstellung solcher Borsten sehr kompliziert ist, ist die Schleifwirkung einer aus solchen Borsten hergestellten Bürste über den gesamten Bürstenquerschnitt hinweg sehr ungleichmässig.
Es ist Zweck der Erfindung, die Herstellung von Borsten zu ermöglichen, die eine gleichmässige Schleifwirkung besitzen und geringe Abnutzung der daraus hergestellten Bürsten zeigen.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Schleifmittel in die Kunststoffe in geeigneter Weise einzubringen und entsprechend ausgebildete Spinndüsen zu verwenden.
Es wurde gefunden, dass man in verhältnismässig einfacher Weise unter Vermeidung der oben genannten Nachteile schleifmittelhaltige Kunststoffborsten, vorzugsweise aus Polyamid, mit ausgezeichneter Schleifwirkung erhält, wenn man eine schleifmittelhaltige Kunststoffschmelze mittels einer Spinndüse verformt, deren Bohrweite um mindestens 100/0 grösser als der Durchmesser der gesponnenen Borste ist, und in einem Kühlbad, dessen Oberfläche von der Düsenaustrittsöffnung einen Abstand von weniger als 100 mm besitzt, verfestigt, wobei der Durchmesser der gesponnenen Borste mindestens 0,025 mm, multipliziert mit dem Schleifmittelgehalt der Borste in Gew.-lo, beträgt.
Als Schleifmittel können beispielsweise Quarze, Glas und Siliciumcarbid (Carborund), vorzugsweise aber Korund tAl203), verwendet werden. Für die Herstellung von Borsten sind ausser den Polyamiden auch andere Kunststoffe, insbesondere andere synthetische Hochpolymere, geeignet. Das Schleifmittel wird entweder schon den Monomeren bei der Herstellung der hochpolymeren Kunststoffe zugesetzt, oder es wird in die fertige Polymerschmelze vor ihrer Verformung zur Borste eingearbeitet. In beiden Fällen ist die nicht verformte Schmelze gleichmässig mit dem Schleifmittel durchsetzt.
Diese Schmelze wird in an sich bekannter Weise mittels Gasdruck oder eines Systems von einer oder mehreren Pumpen oder mittels einer Schnecke (Extruder) durch eine Düse gedrückt, wobei die aus der Düse austretende, noch schmelzflüssige, gleichmässig mit Schleifmittel durchsetzte Borste zur alsbaldigen Erstarrung und Verfestigung in ein Kühlbad, das lediglich aus Wasser bestehen kann, geführt wird. Der Abstand zwischen Düsenaustrittsöffnung und Oberfläche des Kühlbades ist dabei möglichst gering zu halten. Er soll unter 100 mm, vorzugsweise sogar unter 10 mm, liegen.
<Desc/Clms Page number 2>
Um einen störungsfreien Verlauf der Verformung der Schmelze zu gewährleisten und um eine Borste mit genügender Verzugsfestigkeit zu erhalten, darf ein Mindestquerschnitt nicht unterschritten werden, der, wie oben angegeben, im wesentlichen von der Menge des Schleifmittelzusatzes abhängig ist. Je grösser die Korngrösse des Schleifmittels ist, desto grösser ist der Querschnitt zu wählen.
Von grosser Bedeutung ist aber auch die Bohrweite der Düsenöffnung. Um Verstopfungen der Düse und damit Unterbrechungen des Verformprozesses der Schmelze zu vermeiden, ist eine Mindestgrösse der Düsenbohrung, wie oben angegeben, erforderlich, wobei ebenfalls die Korngrösse des Schleifmittels sowie auch seine Menge massgebend sind.
Da beim Durchfluss der schleifmittelhaltigen Schmelze durch die Düsenbohrung schon eine gewisse Schleifwirkung eintritt, so dass sich gegebenenfalls schon nach kurzer Zeit, je nach dem Material der Düse und der Art des Schleifmittels, die Düsenbohrung erheblich erweitert, ist es vorteilhaft, Düsen aus möglichst hartem, verschleissfestem Material zu verwenden oder die Düsenöffnung mit einem besonders harten, gegen Korrosion widerstandsfähigen Material, z. B. Korund, auszukleiden.
Die endlos anfallenden, schleifmittelhaltigen Drähte werden aufgewickelt und nach dem Schneiden in entsprechende Längen zu Bürsten verarbeitet. Welches Schleifmittel am geeignetsten ist, richtet sich nach der zu schleifenden Oberfläche. Auch die Korngrösse sowie die Menge des zuzusetzenden Schleifmittels werden weitgehend von dem zu schleifenden Material bestimmt. Als sehr gut geeignet hat sich eine Korngrösse mit den Abmessungen von 0, 08 bis 0, 2 mm erwiesen. Jedenfalls ist die Korngrösse wesentlich grösser, als sie bei Zusätzen für Mattierung, Färbung, Stabilisierung usw. üblich ist.
Ähnlich liegen die Verhältnisse betreffend Menge des Schleifmittelzusatzes. Die Menge bewegt sich im allgemeinen zwischen 10 und 40% des Gewichtes der schleifmittelhaltigen Borste. Doch kann sie gegebenenfalls auch darunter oder darüber liegen und bis zu 50% betragen.
Das Herstellungsverfahren für die Borsten kann diskontinuierlich oder kontinuierlich durchgeführt werden.
Die gemäss der Erfindung hergestellten Borsten ermöglichen einwandfreies Schleifen von Oberflächen, z. B. aus Holz, Kunststoffen, Hartfasermaterialien oder Metallen, ohne erhebliche Abnutzung der aus ihnen hergestellten Bürsten.
Beispiel l : In einem Autoklaven mit Rührwerkseinrichtung wird nach einem üblichen Druckverfahren eine Polyamidschmelze hergestellt. Nach etwa 4stündiger druckloser Kohlensäure-Spülung wird das Rührwerk eingeschaltet und die benötigte Korundmenge in die Schmelze eingerührt. Nach dem Verschliessen des Füllstutzen wird auf den Autoklaven mit Kohlensäure oder Stickstoff ein Spinndruck von 6 Atmosphären Überdruck gegeben und die korundhaltige Schmelze direkt ohne Verwendung von Spinnpumpen durch eine Düse mit einer Lochbohrung von 1, 6 mm versponnen. Der Abstand der Düse vom Wasserspiegel des Kühlbades beträgt 3 mm. Bei einer Abzugsgeschwindigkeit von 34 m pro Minute erhält man einen Polyamid-Schleifdraht mit einer Stärke von 1, 2 mm, der z.
B. einen Korundgehalt von 28 Gew.-% aufweist und für Schleifbürsten hervorragend geeignet ist.
Beispiel 2 : Einem Mischgefäss mit laufendem Rührwerk wird kontinuierlich so viel an dosierter Polyamidschmelze und an dosiertem Schleifmittel zugeführt, wie pro Zeiteinheit an schleifmittelhaltiger Polyamidschmelze durch die Düse abgesponnen wird. Die Polyamidschmelze wird über eine Pumpe aus einem Polymerisationsrohr geliefert. Sie kann auch von einem Abschmelzrost für Polyamidschnitzel oder aus einem Extruder kommen. Das Schleifmittel rieselt aus einem Vorratsbehälter nach dem Prinzip einer Eier-Uhr, bei dem eine Rieselkapillare, die auf eine bestimmte Durchflussmenge des Schleifmittels geeicht ist, Anwendung findet, in das Mischgefäss. Eine mechanische Förderung des Schleifmittels in das Mischgefäss z.
B. mittels eines Zellenrades ist auch möglich, obgleich dabei durch Korrosionswirkung des Schleifmittels allmählich eine gewisse Ungenauigkeit der Fördermenge auftritt. Die mit dem Schleifmittel durchsetzte Polyamidschmelze wird durch regulierbaren Gasspinndruck (Kohlensäure oder Stickstoff) kontinuierlich durch die am unteren Ende des Mischgefässes befindliche Düse in das sich in einem Abstand von 3 mm darunter befindende Kühlbad-Wasser gedrückt, in welchem der schmelzflüssige Draht erstarrt und mit Hilfe einer Aufwickelvorrichtung in Ringform aufgespult wird.
**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.