CH669138A5

CH669138A5 - Schleifmittel auf dehnbarer und flexibler unterlage.

Info

Publication number: CH669138A5
Application number: CH6768/82A
Authority: CH
Inventors: Lotte Herrmann; Jakob Ackermann; Armin Steiner
Original assignee: Schweizer Schmirgel Schleif
Priority date: 1982-11-22
Filing date: 1982-11-22
Publication date: 1989-02-28
Also published as: US4606154A; ATE47069T1; EP0111765A2; EP0111765B1; EP0111765A3; DE3380688D1

Description

BESCHREIBUNG Die Erfindung betrifft Schleifmittel auf flexibler und dehnbarer, textiler Unterlage, Verfahren zu deren Herstellung und die Verwendung dieser Schleifmittel.

Beim Schleifen von Profilen wird vielfach mit endlosen Schleifbändern gearbeitet, die über eine Schleifkontaktrolle, eine Antriebsrolle, gegebenenfalls eine Umlenkrolle und über eine Spannrolle usw. geführt werden müssen.

Damit das Schleifband sich den Konturen des zu bearbeitenden Werkstückes anpasst, wird dieses von der Rückseite her mit einem feststehenden profilierten Schleifschuh oder Schleifklotz gegen das zu schleifende Werkstück ge-presst. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, das Werkstück mit der Schleifkontaktrolle zu schleifen, wobei letztere ebenfalls mit den Gegenprofil des zu bearbeitenden Werkstückes versehen wird.

Andere Vorrichtungen zum Schleifen von Profilen mit Schleifmitteln auf Unterlage bestehen aus profilierten Schleifklötzen, Schleifschuhen, Schleifkontaktwalzen oder Schleifrädern, welche mit einem Schleifmittel auf flexibler Unterlage, beispielsweise mittels Aufkleben oder Auf-schweissen, überzogen werden. Um ein Anpassen des Schleifmittels an das Profil zu gewährleisten, mussten bisher meist aufwendige Methoden, wie beispielsweise das Einschneiden und/oder das Anbringen von Stauchrillen, angewendet werden. In jedem Falle besteht die Forderung, dass sich das flexible Schleifmittel konturengetreu dem gegebenen Profil anpasst.

In der DE-OS 3 036 991 wird eine Vorrichtung zum Schleifen insbesondere zum Flachschleifen der Oberfläche von Holzteilen genannt, die darin besteht, dass ein Schleifkörper verwendet wird, der aus einem elastischen Werkstoff besteht und der mindestens teilweise von einem endlosen Schleifband umgeben ist, das elastisch ist. Vorzugsweise ist dabei der Verbindungsbereich der Enden des Schleifbandes elastisch ausgebildet.

In der europäischen Patentanmeldung EP 0 052 866 A3 wird ein Schleifband für den Profilschliff beschrieben, das aus einer mit Schleifkorn beschichteten dehnbaren Gewebeunterlage besteht, deren Kettfäden zu der Bandlaufrichtung in einem spitzen Winkel von 20 — 60° verlaufen und das dehnungsarme Längszonen aufweist. In der genannten Patentanmeldung ist auch der vorangehende Stand der Technik abgehandelt.

Aufgabe der Erfindung ist es, Schleifmittel auf flexibler und dehnbarer Unterlage zu schaffen, die es gestatten, dass sich dieses beim Schleifen und insbesondere beim Profilschleifen dem Werkstück gut anpasst. Das erfindungsgemäs-se Schleifmittel soll sich insbesondere zur Herstellung von profilierten Schleifschuhen, profilierten Schleifklötzen und profilierten Schleifkontaktwalzen bzw. Schleifrädern verwenden lassen. Zwar weisen die bisher bekannten flexiblen Schleifmittel auf Unterlage in einem gewissen Grade eine Dehnbarkeit auf. Diese Dehnbarkeit genügt aber im Allgemeinen nicht, um die Anforderungen, welche beispielsweise an ein Schleifmittel für den Profilschliff gestellt werden, zu erfüllen. Selbst Schleifmittel auf Gewebeunterlage bei welchen die Dehnbarkeit entsprechend EP 0 052 866 A3 erhöht wurde, erwiesen sich bei schwierigen Profilen noch als ungenügend. Bei der Verwendung eines elastischen Schleifmittels ist zudem das Ausbrechen des Schleifkorns sehr problematisch, sobald dieses über einen bestimmten Grad gedehnt oder verstreckt wird; einen Verstreckungsgrad wie er etwa vom Profilschliff oft gefordert wird.

Damit sich ein Schleifmittel auf flexibler Unterlage beispielsweise konturengetreu an einen profilierten Schleifschuh, einen profilierten Schleifklotz, eine profilierte Schleifrolle oder Schleifkontaktwalze anpassen kann, muss es erstens eine der vorgegebenen Profilform angepasste Dehnbarkeit aufweisen, d. h. das Schleifmittel auf Unterlage muss an überhöhten Stellen oder an Stellen von überhöhten Radien bei vergleichbar geringer Zugkraft und ohne Ausbrechen von Schleifkorn verstreckt werden können. Eine Verstrek-kung von 40% oder mehr der ursprünglichen Länge des flächigen Schleifmittels auf Unterlage entspricht einer typischen Anforderung. Wir verweisen auf Figur 2, welche später genauer beschrieben wird.

In der bereits genannten DE-OS 3 036 991 wird darauf hingewiesen, dass die Herstellung eines elastischen Schleifbandes (mit bisher bekannten Schleifmitteln) nicht möglich

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sei, wegen der beim Verstrecken zerstörten Schichtung und dadurch Ausbrechen der Körner.

Ein flexibles und dehnbares Schleifmittel auf Unterlage, welches nach dem Verstrecken keine Zerstörung der Be-schichtung und kein Ausbrechen des Schleifkorns mehr zeigt, ist überraschenderweise dadurch gefunden worden, dass das Schleifmittel erstens auf einer dehnbaren, textilen Unterlage hergestellt wird, welche zweitens mit einer elastischen Zwischenschicht versehen wird, die zwischen der textilen Unterlage und den üblichen Grundbindemitteln, auf die Schleifkorn und Deckbindemittel aufgebracht sind, liegt.

In der Figur 1 ist ein solches Schleifmittel schematisch illustriert, wobei 1 das Schleifkorn, 5 die flexible und dehnbare textile Unterlage, 4 die elastische Zwischenschicht, 3 das Grundbindemittel und 2 das Deckbindemittel darstellt.

Die genannte elastische Zwischenschicht besteht beispielsweise aus Polyurethanen, Polyacrylaten, Kautschuklatex und oder Butadien enthaltende Polymerisate, wie etwa Acrylnitril-Butadien-Styrol- oder Butadien-Styrol-Polymeri-sate (vgl. Butadien-Polymerisate in Kunststofflexikon 7. Auflage a.a.O Seite 99 und 100).

Gegebenenfalls können diese Polymerisate durch Zusatz von Härtern oder Vernetzern bzw. von hart- oder vernetzbaren Harzen, wie z. B. Phenol-, Melamin-, Resorzin oder Harnstofformalydharze modifiziert werden um die nötigen Elastizitäts- und Haftungseigenschaften in einem weiten Temperaturbereich zu erhalten. Auch kann die elastische Zwischenschicht anorganische und/oder organische Füllstoffe enthalten.

Es wurde gefunden, dass die erfindungsgemässe Zwischenschicht eine mehr oder weniger ausgeprägte Elastizität (im Sinne der Beschreibung im Kunststoff-Lexikon 7. Auflage von K. Stockhert, Carl Hanser Verlag 1981, Seite 151) bzw. einen relativ niederen Elastizitätsmodul (nach DIN 53 475) aufweisen und zugleich auf der textilen Unterlage einerseits und dem Grundbindemittel andererseits eine gute Haftung gewährleisten muss. Der an einem Prüfkörper nach DIN 53 457 gemessene E-Modul der erfindungsgemässen Zwischenschicht sollte höchstens 300 N/mm2, bevorzugt aber höchstens 50 N/mm2 betragen. Die erfindungsgemässe Zwischenschicht kann nach üblichen Verfahren beispielsweise als Lösung in einem organischen Lösungsmittel, als wässerige Dispersion oder als Schmelze auf die textile Unterlage gebracht und anschliessend getrocknet und gegebenenfalls chemisch vernetzt werden. Es ist auch möglich, die entsprechenden monomeren oder präpolymeren Stoffe auf die Unterlage aufzutragen und anschliessend die Polymerisation und gegebenenfalls die Vernetzung beispielsweise durch Elektronenstrahlen durchzuführen.

Die Dicke bzw. Menge pro Flächeneinheit der Zwischenschicht ist nicht kritisch, hängt aber in gewissem Grade vom gewünschten Verstreckungsgrad und der Art der textilen Unterlage d. h. der Eindringtiefe in dieselbe ab. Im Allgemeinen erhält man mit Mengen (trocken) zwischen 40 und 120 gr/m2 die gewünschten Resultate.

Erfindungsgemäss wird als Unterlage ein in Längs- und/ oder Querrichtung bevorzugt dehnbares textiles Flächengebilde mit beispielsweise Fasern aus Cellulose, Celluloseacetat, Polyamid, Polyester, Polyurethan und/oder Kautschukpolymerisaten in Form von beispielsweise Gewebe, Gewirke, Vlies, Gelege oder Mischgeweben oder -gewirken verwendet, das gegebenenfalls beispielsweise antistatisch oder mit Haftmitteln ausgerüstet ist. Es ist auch möglich, ein dehnbares, nicht textiles Flächengebilde wie etwa ein elastisches Filmmaterial zu verwenden. Solche Unterlagen haben sich aber als weniger geeignet erwiesen. Die textile Unterlage, auf die ein- oder beidseitig, die elastische Zwischenschicht aufgetragen wird, kann grössere oder geringere Anteile von Elasto669138

meren, Elasthanfasern, Elastofasern, Elastodienfasern oder -fäden enthalten (vergleiche Kunststofflexikon, 7. Auflage, a.a.O., Seite 150—153).

Auch hochelastische Fasern, die extrem hoch verformbar sind und die eine Reissdehnung von mehr als 200%, üblicherweise 500—800% aufweisen, lassen sich in der textilen Unterlage, die erfindungsgemäss mit einer Zwischenschicht versehen wird, bevor Grundbindemittel, Schleifkorn und Deckbindemittel aufgetragen werden, mitverwenden.

Im als Unterlage für das Schleifmittel verwendeten textilen Flächengebilde in Form eines Gewebes, Gewirkes, Vlieses usw., lassen sich beispielsweise Schuss- und/oder Kettfäden bzw. Garne hoher Elastizität oder Dehnung verwenden. Schuss- oder Kettfaden bzw. Garne hoher Elastizität können nach bekannten Verfahren erhalten werden, beispielsweise durch das Umspinnen einer «Seele» aus elastomeren Fasern mit Baumwollfasern oder der Verwendung von texturierten-oder gekräuselten Fäden oder Garnen.

Das verwendete dehnbare textile Flächengebilde, auf das erfindungsgemäss eine elastische Zwischenschicht aufgebracht wird, kann in allen oder nur in einer Richtung dehnbar ausgeführt werden. Vorzugsweise wird es so ausgestaltet, dass insbesondere quer zur Maschinen- oder Längsrichtung (bei einem Gewebe entspricht dies im Allgemeinen der Schussrichtung) eine Dehnbarkeit erreicht wird. Das erfindungsgemässe Schleifmittel auf Unterlage weist in längs-und/oder Querrichtung eine Dehnbarkeit von wenigstens 10% bei einer Zuglast von 100 N/5 cm, bevorzugt aber eine solche von wenigstens 25% bei gleicher Zuglast auf. Die Dehnbarkeit kann auch mittels des beigefügten sog. Kraft/ Dehnungsdiagramms dargestellt werden. Im Diagramm der Figur 3 ist die Dehnung oder Verstreckung des Schleifmittels als Funktion der Zuglast dargestellt. Auf der einen Achse ist die Zuglast in N/5 cm Streifenbreite und in der anderen die Dehnung in % der ursprünglichen Länge aufgetragen. Im Diagramm sind vier Zuglast/Dehnungslinien oder Kurven dargestellt, nämlich die Kurven A, B, C und D. Die Kurven A und B dienen als Vergleich und entsprechen typischen Werten eines herkömmlichen Schleifmittels auf Unterlage. Kurve A entspricht der Maschinen- oder Längsrichtung, Kurve B der Quer- oder Schussrichtung eines typischen herkömmlichen flexiblen Schleifmittels auf Gewebeunterlage (Schleifmittel mit der Markenbezeichnung «SIATUR JJ» der Firma SIA). Die Linien C und D entsprechen dem erfindungsgemässen Schleifmittel, wobei es sich um Grenzlinien handelt. Die Kurven des erfindungsgemässen Schleifmittels sollten im Feld links (doppelt schraffierte Seite) der Grenzlinie C oder bevorzugt im Feld links (schraffierte Seite) der Grenzlinie D liegen. Die Bruchlast ist im Diagramm nicht ersichtlich.

Als Grund- und Deckbindemittel werden die üblichen Harztypen wie beispielsweise Phenol-Formaldehyd-, Harn-stoff-Formaldehyd-, oder Melamin-Formaldehydharze verwendet. Vorzugsweise werden Phenol-Formaldehydharze verwendet. Auch die üblichen Schleifkörner in üblicher Kör-nungsgrösse werden erfindungsgemäss verwendet, beispielsweise Korund, Zirkonkorund, Spinellkorund, Siliziumcar-bid, Diamant, Ruby, Flint, Schmirgel.

Das erfindungsgemässe Schleifmittel eignet sich insbesondere für den Profilschliff bzw. für die Herstellung von Profilschleifvorrichtungen, wie etwa Profilschleifschuhe, Profilschleifklötze oder Profilschleifkontaktrollen oder -walzen. Die genannten Profilschleifvorrichtungen können in wirtschaftlicher Weise unter Verwendung des erfindungsgemässen Schleifmittels hergestellt werden. Die hohe Dehnbarkeit ermöglicht das Anpassen auch an schwierige Profile, wobei die bisherigen aufwendigen Methoden, wie etwa das Aufschneiden, das Anbringen von Stauchrillen, die Verwen3

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dung von Segmenten mit elastischen Verbindungsstreifen und anderes mehr sich erübrigt. Figur 2 zeigt beispielsweise einen Querschnitt einer aus dem erfindungsgemässen flexiblen und elastischen Schleifmittel hergestellten Profilschleif-kontaktwalze. 8 zeigt den eigentlichen Profilkörper, der mit dem erfindungsgemässen Schleifmittel 6 überzogen ist. 1 stellt das Schleifkorn und 7 die Schleifmittelunterlage dar. Der Umfang der Zone mit dem grössten Radius des Profils (A) ist rund 40% grösser als derjenige in der Zone mit dem kleinsten Radius (B). Die Profilkontaktwalze ist auf die Aufnahme und Antriebsvorrichtung 9 aufgebracht und mittels Teil 10 und Schraube 11 fixiert. Die Herstellung des Profil-kontaktwalzenkörpers 6 + 8 kann in verschiedener Weise geschehen. Der Profilkörper 8 kann entweder separat, beispielsweise aus Holz oder Kunststoff nach bekannten Verfahren hergestellt und darnach das Schleifmittel 6 beispielsweise durch Aufkleben aufgebracht werden oder aber der Schleifkörper 8 kann mit dem aufgezogenen Schleifmittel 6 gleichzeitig beispielsweise nach dem Spritzgussverfahren aus Polyurethan Hartschaum hergestellt werden.

Die Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel 1

Es wurde ein Vlies aus Polyamidfasern mit einem Flächengewicht von 135 g/m2, welches in Längsrichtung eine Bruchdehnung von 65% und in Querrichtung von 90% aufwies mit einer 50%igen Dispersion eines Mischpolymerisates auf der Basis von Butadien und Styrol beschichtet. Die Dispersion wurde mit einem Rakel in einer Menge von 120 g/m2 (nass) vorgenommen und anschliessend 2 Minuten bei 120 °C in einem Flachtrockner getrocknet. Dieses mit der elastischen Zwischenschicht versehene Polyamidvlies wurde nun als Unterlage für ein flexibles Schleifmittel verwendet. Als Grundbindemittel für das Schleifkorn wurde ein wässri-ges Phenol-Formaldehyd-Resol, welches mit 20% Kalksteinmehl gefüllt worden war verwendet, der Festkörpergehalt betrug 62%. Das Phenolharz wurde im Walzenauftragsver-fahren auf die beschichtete Seite des Polyamidvlies aufgebracht in einer Menge von 70 g/m2. In diese Beschichtung wurden 165 g/m2 eines handelsüblichen Aluminiumoxid-Schleifkorns (Korn.-Nr. P 120) eingestreut. Der Streuvorgang geschah nach dem heute in der Schleifmittelindustrie üblichen elektrostatischen Streuverfahren. Anschliessend wurde das bestreute Vlies girlandenförmig aufgehängt und das Grundbindemittel 15 Minuten bei 80 °C, 15 Minuten bei 95 °C und 20 Minuten bei 120 °C getrocknet und gehärtet. Mit einerweichen Gummiwalze wurde das Deckbindemittel in einer Menge von 260 g/m2 aufgetragen. Dieses bestand aus dem gleichen Phenol-Formaldehyd-Resol wie der

Grundbinder, aber der Füllstoffanteil betrug 50%. Der Deckbinder wurde wie der Grundbinder im Hängetrockner getrocknet und gehärtet. Das ausgehärtete Schleifmittel wurde geflext, d. h. der harte Phenolharz-Korn-Belag in kleine Segmente gebrochen. Die Prüfungen am fertigen Schleifmittel zeigten, dass die am Vlies gemessenen hohen Dehnungswerte auch beim Schleifmittel noch vorhanden sind. So betrug beispielsweise die Dehnung in Querrichtung bei einer Zuglast von 100 N/5 cm 40%. Die Haftung des Schleifbelages ist sehr gut und entspricht einem konventionellen Schleifmittel mit geringer Dehnung. Das Schleifmittel konnte konturengetreu auf einen Profilschleifklotz aufgeklebt werden, wobei dieses in einzelne Zonen bis zu 40% verstreckt wurde.

Beispiel 2

Für die Herstellung eines flexiblen und elastischen Schleifmittels wurde als Unterlage ein 150 g/m2 schweres schusselastisches Gewebe verwendet. Es handelt sich um ein Baumwollgewebe in Leinwandbindung, dessen Schussfaden durch Umspinnen einer Lycra-Faser-«Seele» mit Baumwolle hergestellt wurden. Das Verhältnis Baumwolle zu Lycra betrug 90 : 10. Dieses Gewebe wurde mit einem Rakel beschichtet mit 120 g/m2 einer 50%igen Dispersion von thermisch vernetzbaren Mischpolymerisaten auf Basis von Acrylsäureester. Die Beschichtung wurde im Flachtrockner 2 Minuten bei 130 °C getrocknet. Der Aufbau des Schleifbelages war der gleiche wie in Beispiel 1, es wurde jedoch ein Schleifkorn der Grösse P 80 verwendet. Die Prüfungen zeigten, dass die hohe Dehnbarkeit des Ausgangsgewebes beim fertigen Schleifmittel noch vorhanden war. Die Dehnungswerte betrugen bei einer Zuglast von 100 N/5 cm 30%, bei 200 N/5 cm 45%. Die Kornhaftung erwies sich auch nach dem Verstrecken und Herstellen einer Profilschleifkontaktwalze entsprechend Figur 2 als sehr gut.

Beispiel 3

Ein Gewebe mit hochelastischem texturiertem Polyester-Filamentgarn-Schuss und Baumwollkette in Körperbindung mit einem Flächengewicht von 200 g/m2 wurde beschichtet mit einer Polyacrylester-Dispersion. In zweimaligem Durchgang wurde die 40%ige Dispersion mit dem Rakel in Mengen von je 80 g/m2 (nass) und beide Male bei 120 JC 2 Minuten getrocknet. Auch hier war der Aufbau des Schleifmittelbelages der gleiche wie in Beispiel 1. Die Dehnbarkeit in Querrichtung des fertigen Schleifmittels veränderte sich gegenüber dem rohen Gewebe kaum. Die Dehnung bei 80 N/5 cm Schussrichtung betrug 24% und die Kornhaftung war einwandfrei.

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1 Blatt Zeichnungen

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1. Schleifmittel auf dehnbarer und flexibler Unterlage enthaltend eine textile Unterlage, eine, auf der Kornseite der Unterlage aufgebrachte Zwischenschicht, Grundbindemittel, Schleifkorn und eine oder mehrere Deckbindemittelschichten, dadurch gekennzeichnet, dass die textile Unterlage dehnbar ist und die Zwischenschicht elastische Polymere enthält.

2. Schleifmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht zwischen der textilen Unterlage und dem Grundbindemittel Elastomere enthält.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Schleifmittel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dehnbarkeit in längs- und/oder in Querrichtung bei einer Zuglast von 100 N/5 cm wenigstens 10% bevorzugt aber wenigstens 25% beträgt.

4. Schleifmittel nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Zwischenschicht mit Hilfe von Kautschuklatex und/oder Polyurethan und/oder Butadien und/oder Acrylsäureester enthaltenden Polymerisaten hergestellt ist.

5. Schleifmittel nach Anspruch 1—4, dadurch gekennzeichnet, dass der Elastizitätsmodul der elastischen Zwischenschicht höchstens 300 N/mm2 bevorzugt aber höchstens 50 N/mm2 beträgt.

6. Schleifmittel nach Anspruch 1—5, dadurch gekennzeichnet, dass die textile Unterlage die die elastische Zwischenschicht trägt, Fasern aus Cellulose, Celluloseester, Polyamid, Polyester, Polyurethan- und/oder Kautschukpolymerisate enthält.

7. Schleifmittel nach Anspruch 1—6, dadurch gekennzeichnet, dass die textile Unterlage, die die Zwischenschicht trägt, Elasthanfasern, -fäden, Elastodienfasern oder Elasto-fasern enthält.

8. Schleifmittel nach Anspruch 1—7, dadurch gekennzeichnet, dass als textile Unterlage ein Gewebe, Gewirke, Vlies und/oder ein Gelege verwendet und diese mit einer elastischen Zwischenschicht versehen ist.

9. Verfahren zur Herstellung von Schleifmitteln auf flexibler und dehnbarer Unterlage, dadurch gekennzeichnet, dass eine textile, dehnbare Unterlage mit einer elastischen Zwischenschicht beschichtet und auf dieser Zwischenschicht Grundbindemittel, Schleifkorn und Deckbindemittel aufgebracht wird.

10. Verwendung des Schleifmittels auf flexibler und dehnbarer textiler Unterlage nach Anspruch 1—8 für den Profilschliff.

11. Verwendung des Schleifmittels nach Anspruch 1 — 8 für die Herstellung von profilierten Schleifklötzen, Schleifschuhen und Schleifkontaktwalzen.

12. Verwendung des Schleifmittels nach Anspruch 10 und 11 zum Schleifen von Profilen aus Holz oder Kunststoff.