Seldeifkörper Die Erfindung bezieht sich auf einen faserhaltigen Schleifkörper, insbesondere zum Fertigbearbeiten und Polieren. Der Schleifkörper kann z. B. zum Bearbei ten und Polieren von Metallen, Holz, Kunststoffen, Leder und dergleichen verwendet werden.
überzogene Schleifkörper ,<B>d.</B> h. Glaspapier, Schmirgeltuch und dergleichen, sindseit vielen Jahren gebräuchlich und im Handel erhältlich. Diese Pro dukte bestehen im allgemeinen aus einem Träger blatt aus Papier oder Tuch, welches mit einer Schicht eines geeigneten Klebstoffes oder Bindemittels und einer Schicht aus Schleifmittelkörnern überzogen ist. Nachdem die erste Klebstoffschicht verfestigt ist, wird üblicherweise eine zweite Klebstoffschicht oder Leim schicht über die Schleifmittelkömer aufgetragen, um dieselben stärker am Trägermaterial zu befestigen.
Es ist klar, dass bei vielen Bearbeitungs- und Schleifoperationen und bei allen Polieroperationen Gleichförmigkeit der fertigen Oberfläche angestrebt wird, welche also keine durch Einschneiden der Kanten verursachten Kratzer, überlappungsstellen und angefressene oder aufgerauhte Vertiefungen auf weisen soll, die durch das beim Schleifen oder Polieren verwendete Geflecht oder Trägermaterial verursacht werden können.
Bei der Verwendung von überzogenen Schleif körpern zum Schleifen und Polieren von Metallen, Holz, Kunststoffen, Leder und anderen Materialien ergab sich immer mehr die Tendenz, mit dem Ver fahren mit rückwärtiger Schleifbandabstützung mittels Leerlaufrollen zu arbeiten. Bei diesem Verfahren wird eine Kontaktscheibe verwendet, die auf einer Polierbank an Stelle einer Aufspannscheibe montiert ist. Das Schleifband wird mittels einer oder mehrerer Leerlaufrollen, die im Rücken der Maschine angeord net sind, über die Kontaktscheibe geführt.
Die Mate- rialien, aus welch-en die Kontaktscheibe hergestellt sein kann, können<B>je</B> nach der Art der durchzufüh renden Bearbeitung verschieden sein. Da die Elastizi tät der Kontaktscheibe ein die Schneidwirkung des Schleifbandes beeinflussender Faktor ist, können ver schiedene Elastizitätsgrade vorgesehen sein.
Wenn beim Polieren von Metallen, Kunststoffen, Leder oder Holz nur sehr geringe Materialmengen abgetragen werden dürfen, unterliegt die Anwendung des Verfahrens mit rückwärtiger Schleifbandab- stützung mittels Leerlaufrollen gewissen Beschrän kungen. So ist es z.
B. beim Umrisspolieren und Fertig- bearbeiten kompliziert geformter Metallgegenstände oft sehr schwierig, ein gleichmässiges Schleifmuster zu erreichen, das das Schleifband, wenn es in Ver bindung mit gebräuchlichen Kontaktscheiben verwen det wird, einfach zu steif ist und dem Umriss des Werkstückes nicht genügend angepasst werden kann, überdies wurde festgestellt, dass die Lebensdauer des Schleifbandes durch die ungleichmässigen Drücke, die auf seine Oberfläche wirken, stark herabgesetzt werden kann. Dies gilt besonders bei Bearbeitungs vorgängen mittels weicher Kontaktscheiben aus Schaumgummi.
Beim Polieren von Holz und Kunststoffen erge ben sich ähnliche Schwierigkeiten; als weitere Kom plikation kommt jedoch hier noch Erwärmung der Kontaktscheibenoberfläche hinzu, wobei die Wärme durch das Schleifband auf die Oberfläche des Werk stückes übertragen wird. Weiter verlangt die erfor derliche Oberflächenglätte gewisser Werkstücke die Verwendung von sehr feinen Schleifmittelkörnern, deren Zwischenräume dann sehr rasch mit Teilchen des abgeschliffenen Materials ausgefüllt sind und die die nützliche Lebensdauer des Schleifbandes weiter herabsetzen. Die Erfindung setzt sich zum Ziel, die angeführ ten Nachteile der bekannten Schleifkörper zu ver mindern oder zu beseitigen.
Der erfindungsgemässe Schleifkörper ist gekenn zeichnet durch einen Filz aus nicht gewobenen orga nischen Fasern, welche an ihren 1,.'-reuzungs- und Be rührungsstellen durch ein elastisches, relativ weiches Bindemittel miteinander verbunden sind, Schleif- mittelteilchen, welche durch das Bindemittel mit den Fasern verbunden sind, und ein am Filz festgeklebtes Trägermaterial.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des erfindungsgemässen Schleifkörpers dargestellt, und zwar zeigen: Fig. <B>1</B> eine Perspektivansicht eines Schleifkörpers, Fig. 2 eine Teil-Querschnittsansicht des in Fig. <B>1</B> gezeigten Schleifkörpers und Fig. <B>3</B> eine Perspektivansicht eines endlosen Schleifbandes.
In Fig. <B>1</B> ist ein Schleifkörper dargestellt, der eine hohe Elastizität und hohe Zugfestigkeit auf weist. Ein Träger<B>10</B> dieses Körpers besteht aus einer Gewebeschicht. An dieser Gewebeschicht ist mittels eines Klebstoffes 12 eine Schicht aus nicht gewobenem, lockerem Filz<B>11</B> aus Fasermaterial befestigL Die Fasern<B>13</B> des Filzes<B>11</B> können z. B. Kunstfasern, wie Nylon- und Dacronfasern, oder die gebräuchlichen Arten von handelsüblichem Tierhaar sein, z. B. Schweinehaar, Rosshaar oder Rinder haar. Sehr gute Resultate wurden mit Nylonfasem verschiedener Durchmesser erzielt.
Wie aus den Fig. <B>1</B> und 2 ersichtlich ist, sind die Fasern<B>13</B> im Filz<B>11</B> unregelmässig angeordnet und miteinander an ihren Kreuzungs- und Berührungs stellen mittels eines biegsamen, relativ weichen, gummiartigen Bindemittels 14 fest verbunden. Schleif- mittelkörner <B>15</B> sind ebenfalls mittels des Binde mittels 14 mit den Fasern verbunden. Da der Schleif körper in hohem Masse elastisch sein soll, so dass er zum Fertigbearbeiten und Polieren von sehr unregel mässig geformten Oberflächen und von sehr glatten Oberflächen verwendet werden kann, ist es vorzu ziehen, ein Bindemittel mit den oben angegebenen Eigenschaften zu verwenden.
Tatsächlich wird vor zugsweise ein BIndemittel mit einer Knoop-Härte von etwa<B>6</B> oder weniger verwendet. Sehr gute Re sultate wurden mit Bindemitteln erzielt, die eine Knoop-Härte von etwa<B>1</B> bis 2 haben.
Wenn solche Bindemittel verwendet werden, hat der Schleifkörper eine sehr hohe Zugfestigkeit und ist sehrelastisch, so dass er sehr unregelmässig geform ten Oberflächen folgen und dieselben wirksam und gleichmässig polieren kann. Infolge der hohen Elasti zität können sich die einzelnen Schleifmittelteilchen in allen Richtungen frei bewegen, so dass der Schleif körper ohne Bruchgefahr und bei minimalem Aus fasern lokale Zug- und Druckbeanspruchungen aus halten kann. Wenn ein Bindemittel der angegebenen Art verwendet wird, ist es jedoch unerlässlich, einen Träger vorzusehen.
Wenn der Schleifkörper keinen Träger aufweisen würde, ergäben sich übermässige Dehnungen und Verzerrungen, welche die Lebens dauer des Schleifkörpers stark herabsetzen würden.
Ein Gewebe, welches vorzugsweise als Träger verwendet werden kann, ist ein praktisch ungeschich- teter faseriger Filz aus kardierten Baumwollfaser- blättchen, die mittels eines elastischen Bindemittels, z. B. auf Latexbasis, verfestigt und zusammengehal ten sind. Es können jedoch als Träger auch andere Gewebe und Papiere verwendet werden, die gewoben, kardiert oder verfilzt und aus verschiedenen Textil- oder Papierfasern zusammengesetzt sein können.
Der Träger sollte vorzugsweise die Elastizität und Nach giebigkeit des nicht gewobenen Faserfilzes<B>11</B> mög lichst wenig beeinträchtigen.
Zur Verbindung des nicht gewobenen Filzes mit dem Trägermaterial kommen verschiedene Kleb stoffe in Frage. Ein biegsamer Klebstoff, der unter der Bezeichnung Bostik <B>7070 </B> im Handel erhält lich ist (ein zweiteiliger Polyurethanklebstoff, der von der Firma B. B. Chemical Company hergestellt wird), wurde mit Erfolg verwendet. Auch ein Klebstoff mit einer Acryl-epoxyharz-Kombination ergab sehr gute Resultate.
Bei der Herstellung von Schleifkörpern von der Art des oben beschriebenen wird zuerst der nicht gewobene lockere Filz in einer Schicht der gewünsch ten Dicke gebildet. Dieser Vorgang kann mechanisch erfolgen und z. B. mittels einer Garnett-Maschine oder einer Curlator Rand-O-Webber -Maschine (hergestellt von der Firma Curlator Corp.) durch geführt werden.
Wenn eine Garnett-Maschine ver wendet wird, so wird in Verbindung mit derselben vorzugsweise eine Lapper -Maschine (hergestellt von der Firma Procter <B> & </B> Schwartz) angewendet, um die Unregelmässigkeit des nicht gewobenen Filzes zu erhöhen. Bei Verwendung dieser Einrichtungen sollte die Länge der Fasern normalerweise etwa zwischen <B>1</B> und<B>10</B> cm liegen, wobei Längen zwischen<B>3,8</B> und<B>5</B> cm vorzuziehen sind. Die Fasern sollten eine dreidimensionale Krümmung aufweisen, welche sie in einem Kräuselprozess erhalten können.
Der Kräu- selprozess kann mit mechanischen Mitteln durch geführt werden, es kann aber auch eines der neueren chemischen Kräuselverfahren verwendet werden. Durch das mechanische oder chemische Kräuselver- fahren erhalten die Fasern eine dreidimensionale Kräuselung, so dass eine unregelmässige Verteilung der Fasern auf einer ebenen Fläche ein räumliches Netzwerk mit der erforderlichen Lockerheit ergibt.
Nach der Bildung des Faserfilzes wird derselbe mit einem elastischen, relativ weichen Bindemittel durchtränkt. Wie schon erwähnt, sollte das Binde mittel ein>-- Knoop-Härte von etwa<B>6</B> oder weniger und vorzugsweise von etwa<B>1</B> oder 2 haben. Es ist vorzuziehen, eine wässrige Dispersion eines vulkani- sierbaren Elastomers oder Bindemittels zu verwen den. Das Elastomer kann natürlicher Gummi oder Latex, ein synthetisches Elastomer-Latex oder eine zurückgewonnene Gummidispersion sein. Die Disper- sion wird mit anderen Bestandteilen gemischt,<B>um</B> das Auftragen und Vulkanisieren des Elastomers zu erleichtern.
Spezielle Beispiele von Bindemitteln, welche verwendet werden können, sind: Natur kautschuk, Butadien-styren-dispersionen, Neopren- gummi-di,spersionen, Polyvinylchl, orid" Vinyl-latex usw.
Die Schleifmittelteilchen, die im Schleifkörper verwendet werden, können Teilchen von allen be kannten Schleifmittelnsein, z. B. Siliciumcarbid, Alu miniumoxyd, Granat, Feuerstein, Schmirgel und Bimsstein, und sie können verschiedene Komgrössen haben. Da der Schleifkörper besonders für Polier arbeiten geeignet ist, sind natürlich feinere Korn grössen vorzuziehen.
Das Bindemittel und die Schleifmittelkömer können nach irgendeinem von mehreren möglichen Verfahren in den Faserfilz eingebaut werden. Es kann eine Aufschwemmung des Bindemittels hergestellt werden, in welcher Schleifmittelkörner suspendiert sind. Die Aufschwemmung mit den Körnern kann dann z. B. durch Aufspritzen, Eintauchen oder Auf tragen mittels Rollen mit dem Faserfilz vereinigt werden.
Bei einem anderen Verfahren können die Schleifmittelkörner und das Bindemittel in getrennten Schritten eingebracht werden, wobei zuerst das Bindemittel mit Hilfe, von Rollen oder durch Eintauchen aufgetragen oder auch aufgespritzt wird, worauf die Schleifmittelkömer mit Hilfe der Schwerkraft, durch Einwalzen oder durch elektrostatische Methoden eingebracht werden.
Wenn es erwünscht ist, kann darauf ein zweiter Bindemittel- überzug zur Verstärkung aufgetragen werden, und zwar wiederum durch Aufspritzen oder Auftragen mittels Rollen oder durch Eintauchen. D#arnach wird der mit Bindemittel und Schleifmittelkörnern über zogene Faserfilz bei passenden Temperaturen,<B>je</B> nach Art des Bindemittels, getrocknet und vulkanisiert.
Nach einem anderen Verfahren, welches ebenfalls angewandt werden könnte, wird zuerst der nicht ge wobene Faserfilz mit dem Trägermaterial durch -einen passenden biegsamen Klebstoff verbunden, worauf die Filzseite, durch Auftragen mittels Rollen oder durch Aufspritzen mit Bindemittel überzogen wird. Nach diesem Schritt werden die Schleifmittelkömer mit Hilfe der Schwerkraft oder durch elektrostatische Methoden in den Filz eingebracht. Schliesslich wird eine Deckschicht aus Bindemittel durch Aufspritzen oder durch Auftragen mittels Rollen angebracht, was in ähnlicher Weise wie bei der Herstellung über zogener Schleifprodukte geschehen kann.
Nachdem der nicht gewobene Faserfilz in ge eigneter Weise mit Bindemittel und Schleifmittelkör- nern überzogen ist, wird er einem Behandlungs- prozess unterworfen, durch den das Bindemittel, wel ches zur Verbindung der Fasern verwendet wird, vul kanisiert wird. Die bei diesem Vulkanisierprozess an zuwendenden Temperaturen liegen zwischen etwa 120 und<B>165'C</B> und werden bis zu etwa<B>10</B> Minuten auf rechterhalten,<B>je</B> nach dem verwendeten Bindemittel. Nach dem Vulkanisieren des mit Bindemittel überzogenen Filzes wird derselbe mit Hilfe eines geeigneten Klebstoffes mit dem Träger<B>10</B> verbun den.
Dieses Verbinden oder Verkleben des Faser filzes mit dem Träger kann erfolgreich auf gebräuch lichen Maschinen zur Herstellung von überzogenen Schleifartikeln erfolgen.
Zur weiteren Erläuterung der Herstellung von Aus führungsbeispielen des erfindungsgemässen Schleif körpers folgen nachstehend einige Beispiele. <I>Beispiel<B>1</B></I> Auf einer Rand-O-Webber -Maschine wurde ein nicht gewobener lockerer Filz aus gekräuselten Nylonfasern<B>(15</B> Denier) hergestellt, der etwa<B>100</B> bis 120 g/m2 wog und<B>6</B><U>mm</U> dick war.
Nach der Bil dung des Faserfilzes wurden auf eine Seite desselben etwa<B>500</B> bis<B>700</B> g/m2 einer Bindemittelaufschwem- mung mit Schleifmittelkörnern aufgespritzt, welche die folgende Zusammensetzui hatte:
EMI0003.0040
Teile
<tb> Vinyl-Latex <SEP> Geon <SEP> <B>576 <SEP> 100,0</B>
<tb> (ein <SEP> weichgemachtes <SEP> filmbildendes <SEP> Poly vinYlchlOrid-Latex, <SEP> hergestellt <SEP> von <SEP> der <SEP> Firma
<tb> B. <SEP> F. <SEP> Goodrich <SEP> Company)
<tb> Aerotex <SEP> M3 -Harz <SEP> 43,0
<tb> (ein <SEP> Melamin-Fc>rmaldehydharz, <SEP> hergestellt
<tb> von <SEP> der <SEP> Firma <SEP> American <SEP> Cy.animide)
<tb> Aerotex <SEP> Accelerator <SEP> <B>AS <SEP> 13,0</B>
<tb> (Härter <SEP> für <SEP> das <SEP> Aerotex <SEP> M3 -Harz;
<tb> American <SEP> Cyanimide)
<tb> Siliciumcarbid <SEP> (Feinheit <SEP> Nr. <SEP> <B>500) <SEP> <I>155,0</I></B>
<tb> Wasser <SEP> <B>13,0</B>
<tb> Triton <SEP> X-100 <SEP> 0,2
<tb> (ein <SEP> Stabilisier- <SEP> und <SEP> Dispergiermittel;
<tb> Rohm, <SEP> and <SEP> Haas)
<tb> Kohlenschwarz <SEP> <B>3,0</B> Es wurde, festgestellt, dass die Bindemittelauf- schwemmung den Faserfilz zu etwa<B>75</B> bis<B>80 %</B> durch drang. Nach dem Aufspritzen wurde der Filz bei <B>120'C</B> in etwa<B>30</B> Sekunden durch einen Heissl-uft- ofen geführt, um das Bindemittel abbinden zu lassen. Der teilweise überzogene Filz wurde dann umgedreht, und auf seine andere Seite wurden<B>500</B> bis<B>700</B> g/m2 der oben angegebenen Bindemittelaufschwenunung aufgespritzt.
Das überzogene Produkt wurde dann in etwa <B>6</B> Minuten bei<B>160' C</B> durch einen Vulkanisierofen geführt Das <B>'</B> in diesem Beispiel verwendete- Bindemittel hatte, vulkanisiert, eine Knoop-Härte von etwa<B>1.</B> Nach dem Vulkanisieren wurde ein nicht wasser- f*ster Tuchträger ( X weight ) mit dem vulkanisier ten Filz mittels eines biegsamen Klebstoffes ( Bostik <B>7070 )</B> verbunden.
Zum Aufspritzen der Bindemittelaufschwemmung wurde eine Binks Nr. 42 -Spritzdüse verwendet, und die Vorschubgeschwindigkeit war 4,9 m/Minute, während die Transportgeschwindigkeit im Ofen auf <B>5,5</B> m/Minute eingestellt war.
<I>Beispiel 2</I> Nach dem in Beispiel<B>1</B> angegebenen Verfah ren wurden weitere Schleifkörper hergestellt, wobei als Schleifmittel Bimsstein, Siliciumearbid mit den Korngrössen Nr. <B>600, 280, 180</B> und<B>150</B> und'-Alumi- niumoxyd mit den Korngrössen Nr. <B>280, 180</B> und 120 verwendet wurde.
<I>Beispiel<B>3</B></I> Bei der Herstellung von anderen Schleifkörpern nach dem in Beispiel<B>1</B> angegebenen Verfahren wurden folgende Bindemittelaufschwerumungen, ver wendet:
EMI0004.0008
<I>Beispiel 4</I> Es wurden Vergleichsprüfungen mit einem nach dem in Beispiel<B>1</B> angebebenen Verfahren hergestell ten Schleifband und bekannten überzogenen Schleif bändern durchgeführt.
Die Prüfungen wurden in einer Fertigungsstrasse für Automobilstossstangen durchgeführt, in welcher die Stossstangen vor dem Verehromen poliert werden.
Die Stossstangen waren auf einem Förderband montiert und wurden an einer Reihe von (Acme Auto- matie Belt Machines. (Bandschleifmaschinen, die von der Firma Acme Machine <B>Ca.,</B> Detroit, Michi- gan hergestellt werden) vorbeigeführt. Es wurden überzogene Schleifbänder mit den Bezeichnungen No. <B>150 AI</B> 'OXCloth und No. 220A[OX Cloth ver wendet.
Die Banddimensionen waren<B>15,2</B> X<B>335</B> cm, und es wurde mit einer Kontaktscheibe aus Lein wand gearbeitet. Die Bänder liefen mit<B>510</B> M2/Mi- nute. Nach dem Polieren liefen die Stossstangen wei ter an einer Reihe von Leinwandpolierscheiben zur Fertigpolitur vorbei und wurden dann zur Verchro- mung geführt.
Die Versuche ergaben für die beiden überzoge nen Schleifbänder eine mittlere Lebensdauer von etwa <B>15</B> Stossstangen.
Ein nach dem in Beispiel<B>1</B> angegebenen Ver fahren hergestelltes Band wurde als Ersatz der über zogenen Schleifbänder auf den Bandschleifmaschinen montiert. Als Schleifmittel wurde Siliciumcarbid mit Korngrösse Nr. <B>150</B> verwendet. Die Bandgeschwin digkeit war<B>325</B> m2/Minute.
Das Ergebnis zeigte, dass die Stossstangen eine viel feinere Oberfläche erhielten, so dass das Fertig polieren mit Leinwandscheiben weggelassen werden konnte. Dabei wurde ein sehr regelmässiges Schleif muster erzielt, in welchem keine überlappungsstellen festgestellt werden konnten.
Die mittlere Lebensdauer des Bandes mit Faser filz betrug etwa<B>500</B> Stossstangen.
Seldeifkörper The invention relates to a fiber-containing grinding body, in particular for finishing and polishing. The grinding wheel can, for. B. for processing th and polishing of metals, wood, plastics, leather and the like can be used.
coated abrasives, <B> d. </B> h. Glass paper, emery cloth and the like have been in use and commercially available for many years. These pro ducts generally consist of a backing sheet of paper or cloth, which is coated with a layer of a suitable adhesive or binder and a layer of abrasive grains. After the first layer of adhesive has set, a second layer of adhesive or glue is typically applied over the abrasive grains to more securely attach the same to the backing material.
It is clear that in many machining and grinding operations and in all polishing operations, uniformity of the finished surface is sought, which should therefore not have any scratches, overlapping points and pitted or roughened depressions caused by the cutting of the edges, which are caused by the grinding or polishing Braid or backing material can be caused.
When using coated abrasive bodies for grinding and polishing metals, wood, plastics, leather and other materials, there was more and more the tendency to go with the Ver to work with back grinding belt support by means of idle rollers. This method uses a contact disk that is mounted on a polishing bench instead of a clamping disk. The sanding belt is guided over the contact disk by means of one or more idle rollers, which are net angeord in the back of the machine.
The materials from which the contact disk can be made can vary depending on the type of machining to be carried out. Since the elasticity of the contact disk is a factor influencing the cutting action of the grinding belt, different degrees of elasticity can be provided.
If only very small amounts of material may be removed when polishing metals, plastics, leather or wood, the use of the method with rear sanding belt support by means of idle rollers is subject to certain restrictions. So it is e.g.
B. when contour polishing and finishing of complex shaped metal objects is often very difficult to achieve a uniform sanding pattern that the sanding belt, if it is used in connection with conventional contact discs, is simply too stiff and cannot be adequately adapted to the contour of the workpiece In addition, it has been found that the service life of the sanding belt can be greatly reduced by the uneven pressures that act on its surface. This is particularly true for machining processes using soft foam rubber contact discs.
When polishing wood and plastics, similar difficulties arise; As a further complication, however, there is also heating of the contact wheel surface, with the heat being transferred through the grinding belt to the surface of the workpiece. Next, the neces sary surface smoothness of certain workpieces requires the use of very fine abrasive grains, the spaces between which are then very quickly filled with particles of the abraded material and which further reduce the useful life of the abrasive belt. The aim of the invention is to reduce or eliminate the disadvantages of the known grinding tools.
The abrasive body according to the invention is characterized by a felt made of non-woven organic fibers which are connected to one another at their 1, .'- reuzungs- and Be contact points by an elastic, relatively soft binding agent, abrasive particles which are bound by the binding agent with the Fibers are connected, and a carrier material glued to the felt.
In the drawing, exemplary embodiments of the grinding wheel according to the invention are shown, namely: FIG. 1 shows a perspective view of a grinding wheel, FIG. 2 shows a partial cross-sectional view of the grinding wheel shown in FIG. 1 and FIG. 3 shows a perspective view of an endless grinding belt.
In Fig. 1, a grinding body is shown, which has a high elasticity and high tensile strength. A carrier <B> 10 </B> of this body consists of a fabric layer. A layer of non-woven, loose felt made of fiber material is fastened to this fabric layer by means of an adhesive 12. The fibers <B> 13 </B> of the felt <B> 11 </B> can e.g. B. synthetic fibers such as nylon and dacron fibers, or the common types of commercially available animal hair, e.g. B. pig hair, horsehair or bovine hair. Very good results have been achieved with nylon fibers of various diameters.
As can be seen from FIGS. 1 and 2, the fibers <B> 13 </B> in the felt <B> 11 </B> are arranged irregularly and places with one another at their intersection and contact points firmly connected by means of a flexible, relatively soft, rubber-like binding agent 14. Abrasive grains <B> 15 </B> are also connected to the fibers by means of the binding means 14. Since the abrasive body should be elastic to a high degree, so that it can be used for finishing and polishing very irregularly shaped surfaces and very smooth surfaces, it is preferable to use a binder with the properties given above.
In fact, a binder with a Knoop hardness of about 6 or less is preferably used. Very good results were achieved with binders with a Knoop hardness of around <B> 1 </B> to 2.
If such binders are used, the abrasive body has a very high tensile strength and is very elastic, so that it can follow very irregularly shaped surfaces and polish them effectively and evenly. As a result of the high elasticity, the individual abrasive particles can move freely in all directions, so that the abrasive can withstand local tensile and compressive loads without the risk of breakage and with a minimum of fibers. However, when using a binder of the type indicated, it is essential to provide a carrier.
If the grinding wheel did not have a backing, this would result in excessive elongation and distortion, which would greatly reduce the life of the grinding wheel.
A fabric, which can preferably be used as a carrier, is a practically unlayered fibrous felt made of carded cotton fiber sheets, which by means of an elastic binding agent, e.g. B. latex-based, solidified and held together th are. However, other fabrics and papers can also be used as a carrier, which can be woven, carded or felted and composed of various textile or paper fibers.
The carrier should preferably affect the elasticity and resilience of the non-woven fiber felt <B> 11 </B> as little as possible.
Various adhesives can be used to connect the non-woven felt to the carrier material. A flexible adhesive commercially available under the designation Bostik 7070 (a two-part polyurethane adhesive manufactured by B. B. Chemical Company) has been used with success. An adhesive with an acrylic-epoxy resin combination also gave very good results.
In making abrasive articles of the type described above, the non-woven loose felt is first formed in a layer of the desired thickness. This process can be done mechanically and z. B. by means of a Garnett machine or a Curlator Rand-O-Webber machine (manufactured by Curlator Corp.).
If a Garnett machine is used, a Lapper machine (manufactured by Procter & Schwartz) is preferably used in conjunction with it to increase the irregularity of the non-woven felt. When using these devices, the length of the fibers should normally be between <B> 1 </B> and <B> 10 </B> cm, with lengths between <B> 3.8 </B> and <B> 5 </B> cm are preferable. The fibers should have a three-dimensional curvature which they can obtain in a crimping process.
The crimping process can be carried out by mechanical means, but one of the newer chemical crimping processes can also be used. The mechanical or chemical crimping process gives the fibers a three-dimensional crimp, so that an irregular distribution of the fibers on a flat surface results in a spatial network with the required looseness.
After the formation of the fiber felt, it is impregnated with an elastic, relatively soft binding agent. As already mentioned, the binding agent should have a> - Knoop hardness of about <B> 6 </B> or less and preferably of about <B> 1 </B> or 2. It is preferable to use an aqueous dispersion of a vulcanizable elastomer or binder. The elastomer can be natural rubber or latex, a synthetic elastomer latex, or a reclaimed rubber dispersion. The dispersion is mixed with other ingredients, <B> to </B> facilitate the application and vulcanization of the elastomer.
Specific examples of binders that can be used are: natural rubber, butadiene styrene dispersions, neoprene rubber di, dispersions, polyvinyl chloride, orid "vinyl latex, etc."
The abrasive particles used in the abrasive article can be particles of any of the known abrasives, e.g. B. silicon carbide, aluminum oxide, garnet, flint, emery and pumice stone, and they can have different grain sizes. Since the grinding wheel is particularly suitable for polishing work, finer grain sizes are of course preferable.
The binder and abrasive grains can be incorporated into the fiber felt by any of several possible methods. A suspension of the binder in which abrasive grains are suspended can be prepared. The suspension with the grains can then, for. B. by spraying, dipping or on wear by means of rollers are combined with the fiber felt.
In another method, the abrasive grains and the binder can be introduced in separate steps, the binder first being applied or sprayed on with the help of rollers or by dipping, after which the abrasive grains are introduced with the help of gravity, by rolling or by electrostatic methods .
If desired, a second coating of binder can be applied to it for reinforcement, again by spraying or application by means of rollers or by dipping. After that, the fiber felt drawn over with binding agent and abrasive grains is dried and vulcanized at suitable temperatures, <B> depending </B> on the type of binding agent.
According to another method, which could also be used, the non-woven fiber felt is first connected to the carrier material by a suitable flexible adhesive, after which the felt side is coated with binding agent by application by means of rollers or by spraying. After this step, the abrasive grains are introduced into the felt with the aid of gravity or electrostatic methods. Finally, a top layer of binding agent is applied by spraying on or by application by means of rollers, which can be done in a similar way to the production of coated abrasive products.
After the non-woven fiber felt has been suitably coated with binding agent and abrasive grains, it is subjected to a treatment process by which the binding agent, which is used to bond the fibers, is vulcanized. The temperatures to be used in this vulcanizing process are between about 120 and <B> 165'C </B> and are maintained for up to about <B> 10 </B> minutes, <B> depending </B> on the one used Binder. After vulcanizing the binder-coated felt, it is connected to the carrier 10 with the aid of a suitable adhesive.
This joining or gluing of the fiber felt to the carrier can be done successfully on conventional machines for the production of coated abrasive articles.
To further explain the production of exemplary embodiments of the abrasive body according to the invention, some examples follow. <I>Example<B>1</B> </I> A non-woven, loose felt was made from crimped nylon fibers <B> (15 </B> denier) on a Rand-O-Webber machine, which was about < Weighed> 100 to 120 g / m2 and was <B> 6 </B> <U> mm </U> thick.
After the formation of the fiber felt, about <B> 500 </B> to <B> 700 </B> g / m2 of a binder suspension with abrasive grains, which had the following composition, was sprayed onto one side of the same:
EMI0003.0040
Parts
<tb> Vinyl latex <SEP> Geon <SEP> <B> 576 <SEP> 100.0 </B>
<tb> (a <SEP> plasticized <SEP> film-forming <SEP> polyvinyl chloride latex, <SEP> manufactured <SEP> by <SEP> the <SEP> company
<tb> B. <SEP> F. <SEP> Goodrich <SEP> Company)
<tb> Aerotex <SEP> M3 resin <SEP> 43.0
<tb> (a <SEP> melamine Fc> rmaldehyde resin, <SEP> manufactured
<tb> from <SEP> the <SEP> company <SEP> American <SEP> Cy.animide)
<tb> Aerotex <SEP> Accelerator <SEP> <B> AS <SEP> 13.0 </B>
<tb> (hardener <SEP> for <SEP> the <SEP> Aerotex <SEP> M3 resin;
<tb> American <SEP> Cyanimide)
<tb> silicon carbide <SEP> (fineness <SEP> No. <SEP> <B> 500) <SEP> <I>155,0</I> </B>
<tb> Water <SEP> <B> 13.0 </B>
<tb> Triton <SEP> X-100 <SEP> 0.2
<tb> (a <SEP> stabilizing <SEP> and <SEP> dispersant;
<tb> Rohm, <SEP> and <SEP> Haas)
<tb> Carbon black <SEP> <B> 3.0 </B> It was found that about <B> 75 </B> to <B> 80% </B> of the binding agent suspension penetrated the fiber felt urge. After spraying on, the felt was passed through a hot air oven at <B> 120'C </B> in about <B> 30 </B> seconds to allow the binding agent to set. The partially covered felt was then turned over and <B> 500 </B> to <B> 700 </B> g / m2 of the above-specified binder bulge was sprayed onto its other side.
The coated product was then passed through a vulcanizing oven in about <B> 6 </B> minutes at <B> 160 'C </B>. The <B>' </B> binder used in this example had vulcanized, a Knoop hardness of about <B> 1. </B> After vulcanization, a non-water-resistant cloth carrier (X weight) was attached to the vulcanized felt using a flexible adhesive (Bostik <B> 7070) </ B > connected.
A Binks No. 42 spray nozzle was used to spray the binder suspension, and the feed speed was 4.9 m / minute, while the transport speed in the oven was set at 5.5 m / minute.
<I> Example 2 </I> According to the method given in Example <B> 1 </B>, further abrasive articles were produced, with pumice stone, silicon carbide with the grain sizes no. <B> 600, 280, 180 </ B> and <B> 150 </B> and'-aluminum oxide with the grain sizes no. <B> 280, 180 </B> and 120 was used.
<I>Example<B>3</B> </I> In the production of other abrasive tools according to the method given in Example <B> 1 </B>, the following binder bulges were used:
EMI0004.0008
<I> Example 4 </I> Comparative tests were carried out with an abrasive belt manufactured according to the method specified in Example <B> 1 </B> and known coated abrasive belts.
The tests were carried out in a production line for automobile bumpers, in which the bumpers are polished before they are honed.
The bumpers were mounted on a conveyor belt and moved past a number of (Acme Automatic Belt Machines. (Belt grinding machines manufactured by Acme Machine <B> Ca., </B> Detroit, Michigan). Coated abrasive belts with the designations No. 150 AI OXCloth and No. 220A [OX Cloth were used.
The tape dimensions were <B> 15.2 </B> X <B> 335 </B> cm, and a contact disc made of canvas was used. The tapes ran at <B> 510 </B> M2 / minute. After polishing, the bumpers continued to run past a row of canvas polishing discs for final polishing and were then guided to the chrome plating.
The tests showed an average service life of about <B> 15 </B> bumpers for the two coated abrasive belts.
A belt produced according to the method given in Example 1 was mounted on the belt grinding machine as a replacement for the sanding belts that were pulled over. Silicon carbide with grain size no. <B> 150 </B> was used as the abrasive. The belt speed was <B> 325 </B> m2 / minute.
The result showed that the bumpers received a much finer surface, so that the final polishing with canvas washers could be omitted. A very regular sanding pattern was achieved in which no overlapping points could be found.
The average service life of the belt with fiber felt was about <B> 500 </B> bumpers.