<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung betrifft ein flexibles Schleifmittel mit antistatischen Eigenschaften, insbesondere für endlose
Schleifbänder, zum Schleifen von Holz, Kunststoff oder anderem, im wesentlichen nichtleitendem Werkstoff oder Werkstoff wie Leichtmetall und dessen Legierungen, welche Werkstoffe die Tendenz haben, elektrostatisch aufgeladenen Schleifstaub zu entwickeln, wobei das Schleifmittel ein flexibles Rückenmaterial besitzt, welches auf einer Seite mit Schleifkörnern versehen ist, die mittels einer oder mehreren Klebeschichten auf dem
Rückenmaterial verankert sind.
Vor allem beim Holzschleifen, aber auch beim Schleifen gewisser Metalle, z. B. Leichtmetallegierungen, und besonders bei Bandschliff oder Zylinderschliff, bei welchem ein endloses Band aus einem flexiblen Schleifmittel verwendet wird, welches über Antriebs- und Umlenkrollen läuft und das an der Arbeitsstelle mit seiner nicht mit
Schleifkörnern beschichteten Unterseite über eine Unterlage läuft, während das Werkstück gegen die
Schleifkörnerseite gedrückt wird, werden elektrostatische Ladungen erzeugt, wobei sich im Schleifband ohne weiteres Spannungen bis zur Grössenordnung von 50 bis 100 kV aufladen können. Das führt zu Nachteilen verschiedener Art. So kann während der Arbeit an der Maschine plötzlich ein überschlag eintreten, der für unerfahrene Arbeiter dadurch zu ernsthaften Unglücksfällen führen kann, dass es zu unkontrollierten
Reflexbewegungen kommt.
Im weiteren wird der Arbeitsplatz infolge der Aufladung schmutzig und unbenutzbar, weil der elektrostatisch aufgeladene Schleifstaub die Tendenz hat, sich auf Maschinen und Werkstücken abzulagern und nicht in gewohnter Weise mit normalen Absaugvorrichtungen entfernt werden kann.
In vielen Fällen, besonders bei sehr feinem Schleifstaub, schwebt dieser lange Zeit in der Luft, was einesteils zu einer völligen Verschmutzung der Werkstätten führt und andernteils Gesundheitsschädigungen hervorruft.
Werkstücke aus vielen üblichen Holzarten behalten über längere Zeit eine Restladung. Es hat sich daher in der Praxis als beinahe unmöglich erwiesen, den anhaftenden Schleifstaub vom fertig geschliffenen oder geputzten Werkstück vor dem Bemalen oder einer andern entsprechenden Oberflächenbehandlung auf trockenem Wege zu entfernen. Anderseits ist es selbstverständlich, dass man bei geschliffene oder geputztem Holz nicht gerne eine Behandlung wählt, bei welcher die Oberfläche befeuchtet werden muss, weil sich bei vielen Holzarten die Fasern "aufstellen", so dass die gewünschte Oberflächenfeinheit nicht erreicht wird. Aus dem Gesagten geht hervor, dass ein wirksames Verfahren, welches einer elektrostatischen Aufladung bei den angegebenen Arbeiten vorbeugt oder sie verhindert, von grosser Bedeutung wäre.
Ein Verfahren, um dies zu erreichen, ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 1814901 bekannt, gemäss welcher im Schleifmittel eine elektrisch leitende Schicht zwischen zwei nichtleitenden oder halbleitenden Schichten angeordnet wird. Ein solches Schleifmittel hat sich als ausserordentlich wirksam erwiesen und auch nach langer Benutzung konnte keine elektrostatische Aufladung gemessen werden.
Es scheint daher erwiesen, dass eine zusammenhängende Schicht elektrisch leitenden Materials, die gemäss dem Verfahren nach der genannten deutschen Offenlegungsschrift auf ein Schleifmittel konventioneller Art aufgebracht ist, schliesslich einen Weg weisen sollte, um mit dem eingangs erwähnten Problem fertig zu werden.
Flexible Schleifmittel dieser Art werden mittlerweile industriell in vollautomatischen Produktionsanlagen hergestellt, aber lange nicht alle Schleifmittel, bei denen es an und für sich wichtig wäre, erhalten eine antistatische Beschichtung. Es war daher sowohl vom wirtschaftlichen als auch vom produktionstechnischen Standpunkt aus wünschenswert, ein Verfahren zu finden, das es erlaubt, ohne die antielektrostatischen Eigenschaften zu vermindern, konventionelle flexible Schleifmittel nachbehandeln zu können, ohne dass die gewöhnliche Produktion geändert werden muss oder gestört wird.
Es sei zunächst festgehalten, dass die naheliegende Metallisierung keine gute Lösung für das Antistatikproblem bietet. Eine Metallisierung, sowohl auf der Schleifmittelrückseite als auch auf der Schleifkornseite, hat beim Trockenschleifen von Holz eine kräftige Erhitzung des Schleifmittels zur Folge, was mitunter zu dessen Zerstörung führt, und hat sich somit nicht bewährt. Eine Metallisierung der Schleifmittelvorderseite, d. h. die Anbringung einer Metallschicht über den Schleifkörnern, ist in der Praxis auch nicht geeignet, weil unter allen Umständen verhindert werden soll, dass Metallpartikel an dem Werkstück hängen bleiben, da dies bei einer nachfolgenden Beizung, Lasierung oder Behandlung mit Firnis zu Verfärbungen führen kann.
Die Lösung dieses Problems wird bei dem eingangs näher beschriebenen flexiblen Schleifmittel erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass eine zusammenhängende oder netzartige Schicht aus einem nichtmetallischen, elektrisch leitenden Material, insbesondere Graphit, direkt auf der Schleifkörnerseite aufgebracht ist.
Dabei ist es besonders zweckmässig, wenn das nichtmetallische, elektrisch leitende Material auf der Oberfläche der Schleifkörnerseite aufgebracht ist. Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn das nichtmetallische, elektrisch leitende Material eine Partikelgrösse von 0, 1 bis lOOt, insbesondere aber von weniger als zirka 10 p. aufweist. Weiters ist es von Vorteil, wenn das nichtmetallische, elektrisch leitende Material einen elektrischen Widerstand von weniger als 5 Megohm hat. Besonders wirtschaftlich ist es, wenn das nichtmetallische, elektrisch leitende Material in einer Menge von 1 bis 100 g/m 2 auf der Schleifkörnerseite aufgebracht ist.
<Desc/Clms Page number 2>
Als nichtmetallisches, elektrisch leitendes Material kann mit Vorteil auch Graphitpulver oder Kolloidgraphit dienen. Es kann aber auch ein elektrisch leitendes Kunstharz Verwendung finden.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemässen Schleifmittels, bei welchem auf ein flexibles Rückenmaterial aus Gewebe, Faserstoff, Papier oder einer Kombination dieser Materialien eine oder mehrere Klebstoffschichten aufgebracht werden, in welcher bzw. welchen Schleifkörner verankert werden. Dieses Verfahren ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass im Anschluss an die Verankerung der Schleifkörner auf der Schleifkörnerseite eine zusammenhängende oder netzartige Schicht aus elektrisch leitendem, nichtmetallischem Material, insbesondere Graphit, aufgebracht wird, so dass diese einen elektrisch leitenden Überzug bildet, worauf das so behandelte Schleifmittel getrocknet und gehärtet wird.
Dabei wird vorteilhaft das elektrisch leitende, nichtmetallische Material vor der Aufbringung auf das Schleifmittel mit einem Harzleim, einem Härter und Wasser vermengt. Zweckmässigerweise wird als nichtmetallisches elektrisch leitendes Material Graphitpulver oder Kolloidgraphit verwendet.
Unter vielen Versuchen, die gemacht wurden, um ein besonders geeignetes Material für diese Beschichtung zu finden, waren Versuche mit Graphit am überzeugendsten. Eingehende Einzelversuche und praktische Tests mit so behandelten Schleifmittel der vorstehend definierten Ausbildung, welche nachstehend noch näher erklärt werden wird, haben eindeutig gezeigt, dass solche Schleifmittel alle antielektrostatische Eigenschaften aufweisen, wie diejenigen, welche Gegenstand der erwähnten deutschen Offenlegungsschrift sind, ohne mit den Nachteilen behaftet zu sein, welche metallisierte, konventionelle Schleifbänder aufweisen.
Es kann angenommen werden, dass Graphit dank seiner Schmierwirkung die elektrostatische Aufladung teilweise verhindert und dass dadurch die völlige Unterbindung einer elektrostatischen Aufladung bei einem Schleifmittel gemäss der Erfindung erleichtert wird. Zudem stellt Graphit ein Mittel dar, welches stabil ist und in genügender Feinheit leicht beschafft werden kann. Es ist mit Sicherheit anzunehmen, dass sich auch andere nicht metallische Materialien als Graphit in gleicher Weise und mit gleicher Wirkung verwenden lassen, wenn sie die
EMI2.1
des Materials eher von untergeordneter Bedeutung sein dürften. Obwohl also die nachfolgenden Beispiele sich auf Graphit in Pulverform oder als Kolloid beziehen, soll dies nicht eine Begrenzung des Erfindungsgedankens bedeuten.
Beispiel l : Ein konventionelles Schleifmittel, beispielsweise ein Schleiftuch, wird folgendermassen behandelt :
EMI2.2
Partikelgrösse von 5 bis zirka 7 li hat, wird mit 200 Gew.-Teilen Wasser vermengt und gleichmässig in einer Menge von zirka 45 g/m2 über die Oberfläche der Schleifkörnerseite des Schleifmittels verteilt. Nach Trocknung und Härtung bei 450C während zirka 11/2 Stunden, wurde das Schleifmittel in einer Bandputzmaschine unter realistischen Arbeitsbedingungen geprüft und die elektrostatische Aufladung entsprach, soweit sie messbar war, einem Promille der Aufladung, welche unter gleichen Bedingungen bei einem unbehandelten Schleifmittel entstanden wäre.
Bei Messungen mit elektrostatischen Voltmetern am freien, dem Werkstück gegenüberliegenden Bandteil konnte man beispielsweise bei unbehandelten Schleifmitteln ohne weiteres Spannungen in der Grössenordnung von 50 bis 100 kV messen, während Schleifmittel, die gemäss diesem Beispiel behandelt wurden, am Ende der normalen Materiallebensdauer in gleicher Weise gemessen, höchstens eine Spannung in der Grössenordnung von 0 bis 1 V aufwiesen, die in der Praxis kaum messbar ist.
Was die Verbreitung in der Luft, die Beschmutzung von Maschinen und der Werkstücke und die Haftung des Schleifstaubes am Werkstück betrifft, ist der Unterschied zwischen behandeltem und unbehandeltem Schleifband ausserordentlich gross und die Nachteile des unbehandelten Schleifmittels sind beim erfindungsgemässen Schleifmittel völlig beseitigt.
Beispiel 2 : Das Schleifmittel, die Komposition und Menge des Klebers, sowie die Menge des Härters sind gleich wie im Beispiel 1, aber an Stelle von grobgemahlenem Graphit wird Kolloidgraphit verwendet, welcher Partikel enthält, deren Grösse zu 90% unter IjLt liegt. Von diesem Kolloid werden 120Gew.-Teile verwendet, der Mischung werden 50 Gew.-Teile Wasser zugesetzt und das Ganze dann gleichmässig in einer Menge von 35 g/m2 auf der Schleifmitteloberfläche verteilt. Die Härtungszeit und Temperatur ist die gleiche wie bei Beispiel 1 und die antielektrostatischen Eigenschaften sind in der Hauptsache gleichwertig oder gar besser.
Obschon die Behandlung mit Kolloidgraphit teurer zu stehen kommt als mit grobgemahlenem Graphit, ist seine Verwendung in vielen Fällen vorzuziehen, da die geringe Partikelgrösse mit Sicherheit jede mögliche Verschmutzung des Werkstückes ausschliesst, was bei grobgemahlenem Graphit nicht ausgeschlossen werden kann.
Sogar in Versuchen, bei denen nur Kolloidgraphit ohne Bindemittel über die Schleifmitteloberfläche verteilt und nach dem Trocknen bei zirka 1500C in einer Zeit von zirka 30 bis 300 sec gehärtet wurde, sind im Hinblick auf antielektrostatische Eigenschaften gleich gute Resultate erzielt worden.
Es hat sich gezeigt, dass eine Beschichtung der oben angegebenen Art eine dauerhafte Schicht elektrisch leitenden Materials über der ganzen Schleifmitteloberfläche ergibt. Wenn das Schleifmittel in Gebrauch
<Desc/Clms Page number 3>
genommen wird und die "Spitzen" weggeschliffen sind, verbleibt zwischen den Schleifkörnern ein Netz elektrisch leitenden Materials. Es konnte nicht gefunden werden, dass dieses Netz in irgend einer Weise zum Eliminieren oder Ableiten elektrostatischer Aufladungen weniger wirksam wäre, als eine ununterbrochene Schicht.
Selbst grosse Abweichungen im sich ergebenden Widerstandswert beeinträchtigen die erzielte Wirkung nicht, was vermutlich auf den bei der elektrostatischen Aufladung entstehenden niederen Strom zurückzuführen ist. Zufriedenstellende Resultate erhielt man beispielsweise bei zwei in Zentimeterabstand voneinander auf der Schleifmitteloberfläche gelegenen Punkten, mit einem gemessenen spezifischen Widerstand von zirka 103 bis 5 X 106 Ohm, wobei diese Werte weder nach oben noch nach unten eine Grenze für den möglichen spezifischen Widerstand darstellen.
Aus den obigen Ausführungen und aus den Beispielen geht hervor, dass eine zusammenhängende Schicht elektrisch leitenden Materials, wenn sie auf ein konventionelles Schleifband nach dem beschriebenen Verfahren aufgebracht wird, auch dann wirksam ist, wenn sie von den angeführten Beispielen abweicht, d. h., dass diese vom Fachmann auf verschiedene Weise variiert werden können, ohne dass der Rahmen der Erfindung verlassen wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Flexibles Schleifmittel mit antistatischen Eigenschaften, insbesondere für endlose Schleifbänder, zum Schleifen von Holz, Kunststoff oder anderem, im wesentlichen nichtleitenden Werkstoff, oder Werkstoff wie Leichtmetall und dessen Legierungen, welche Werkstoffe die Tendenz haben, elektrostatisch aufgeladenen Schleifstaub zu entwickeln, wobei das Schleifmittel ein flexibles Rückenmaterial besitzt, welches auf einer Seite mit Schleifkörnern versehen ist, die mittels einer oder mehrerer Klebeschichten auf dem Rückenmaterial
EMI3.1
einem nichtmetallischen, elektrisch leitenden Material, insbesondere Graphit, direkt auf der Schleifkörnerseite aufgebracht ist.
EMI3.2