DE102017105394A1

DE102017105394A1 - Polierscheibe oder -walze

Info

Publication number: DE102017105394A1
Application number: DE102017105394.8A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Eickelmann
Original assignee: Eickelit GmbH
Current assignee: Eickelit Schleif- und Poliertechnik De GmbH
Priority date: 2017-03-14
Filing date: 2017-03-14
Publication date: 2018-09-20
Anticipated expiration: 2037-03-15
Also published as: DE102017105394B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Polierscheibe oder -walze aus einem Tragring bzw. -zylinder und einer Vielzahl von am Umfang des Tragrings oder -zylinders befestigten nachgiebigen Schichten aus textilem Werkstoff.Um eine Polierscheibe oder -walze gemäß dem Oberbegriff zu schaffen, die bessere Polierergebnisse ermöglichen als die bisher bekannten, wird im Rahmen der Erfindung vorgeschlagen, daß zumindest ein Teil der Schichten aus textilem Werkstoff aus einem spinngeflochtenes Vlies, das Kunststoffasern und Zellstoffasern enthält, besteht.Es hat sich im Rahmen der Erfindung überraschend gezeigt, daß derartige spinngeflochtene Vliese bislang unerreichte Polierergebnisse ermöglichen und zwar auf Oberflächen aller Art, insbesondere Holz-, Kunststoff- und Metalloberflächen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Polierscheibe oder -walze aus einem Tragring bzw. -zylinder und einer Vielzahl von am Umfang des Tragrings oder -zylinders befestigten nachgiebigen Schichten aus textilem Werkstoff.
Eine derartige Polierscheibe ist beispielsweise aus der EP 143 336 A2 bekannt.
Die DE 203 16 513 U1 beschreibt eine Polierscheibe aus einem Trägermaterial und davon ausgehenden Wollfasern, wobei das Trägermaterial ein textiles Gewebe ist, in das über das Gewebe vorstehende Wollfasern eingebunden sind.
Aus der DE 72 30 763 U1 ist eine Polierscheibe aus einem Schaumstoffkörper oder einem Gummiteller mit Schaumstoffüberzug und mehreren Lagen eines selbsthaftenden, voluminösen Vliesstoffs bekannt.
Die US 3,485,706 A und die DE 601 22 720 T2 beschreiben die Herstellung von Vliesstoffen durch Wasserstrahlvernadelung.
Polierscheiben auf Textilbasis bestehen heute überwiegend aus Tuchen aus Baumwolle oder Rohnessel, die während des Poliervorgangs die eigentlichen Poliermittel, nämlich Polierpasten, dem zu polierenden Werkstück zuführen. Polierpasten bestehen aus Suspensionen mikronisierter Schleifkörper (z.B. Korund, Silikate, Aluminiumoxid, etc.) insbesondere in Ölen, Fetten und Wachsen. In Polierscheiben kommt weitgehend naturbelassene Baumwolle in Form ungeschlichteter Garne höchster Qualität zum Einsatz (d.h. möglichst lange Fasern ohne Verschnitt, ohne Brüche, ohne Verunreinigungen, etc.). Je nach Problemstellung sind die Anforderung an die Webqualität extrem hoch. Wesentliche Einflußgrößen sind hierbei Grammatur und Fadenabstände der Kett- und Schußfäden. Bei besonders anspruchsvollen Polierproblemen (z.B. Lacke oder Kunststoffe) werden weiter veredelte Tuche (z.B. Molton) verwendet. Durch Anrauen der Oberfläche wird einerseits das Tuch geschmeidiger, andererseits werden die Baumwollfasern bereits beschädigt und für die Ausbildung eines weichen Velours vorbereitet und schließlich werden natürliche Verunreinigungen im Nesselstoff (z.B. Fruchtkapseln der Baumwollpflanze) herausgekämmt.
Während des Poliervorgangs soll die Oberfläche möglichst ausschließlich durch definierte Schleifkörper verändert werden und möglichst wenig durch Abrasion der Polierscheibe. Darüber hinaus soll die Polierscheibe thermische Energie und Fremdkörper schnell von der Werkstückoberfläche abführen. Der Einsatz thermoplastischer Fasern in Polierscheiben ist aufgrund der geringen Wärmeleitfähigkeit und niedrigen Schmelzpunkte eher unüblich. Lediglich Polyesterfasern mit erhöhten Schmelzpunkten kommen bei Polierscheiben manchmal als Anteil in Baumwoll-Mischgeweben vor.
Während des Poliervorgangs wird der Tragring der Polierscheibe auf eine Welle gespannt. Die Polierscheibe rotiert mit 1.000 bis 2.000 min^-1 und Umfangsgeschwindigkeiten von ca. 25 bis 30 m/s (bei Metallanwendungen 35 bis 45 m/s). Fliehkräfte sowie die mechanische Belastung der Scheibe durch das Werkstück stellen hohe Anforderungen an die Konstruktion. Vor der ersten Verwendung werden die rotierenden Polierscheiben zunächst mit Hilfe eines geeigneten Werkzeuges (z.B. einem Sägeblatt, Nagelbrett, Widerhaken, etc.) aufgeraut. Dabei werden die in den Kett- und Schußgarnen des Gewebes versponnenen Baumwoll-Mikrofasern an der Oberfläche der Scheiben mit einer Tiefe von bis zu ca. 10 mm entwirrt. Der entstehende Baumwollvelours besteht aus feinsten Fasern und dient als Matrix zur Aufnahme der Polierpaste.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Polierscheibe oder -walze gemäß dem Oberbegriff zu schaffen, die bessere Polierergebnisse ermöglichen als die bisher bekannten.
Diese Aufgabe wird im Rahmen der Erfindung dadurch gelöst, daß zumindest ein Teil der Schichten aus textilem Werkstoff aus einem spinngeflochtenes Vlies, das Kunststoffasern und Zellstoffasern enthält, besteht.
Erfindungsgemäß können selbstverständlich auch alle Schichten der Polierscheibe oder - walze aus spinngeflochtenem Vlies, das Kunststoffasern und Zellstoffasern enthält, bestehen.
Es hat sich im Rahmen der Erfindung überraschend gezeigt, daß derartige spinngeflochtene Vliese bislang unerreichte Polierergebnisse ermöglichen und zwar auf lackierten Oberflächen aller Art, insbesondere lackierten Holz-, Kunststoff- und Metalloberflächen.
Derartige spinngeflochtene Vliese beruhen auf einer Nonwoven-Technologie, die auf dem Prinzip der Wasserstrahlvernadelung beruht, wie sie aus der EP 1 309 743 B1 bekannt ist. Dabei werden beliebig ausgerichtete Fasern durch eine Reihe nadelfeiner, unter hohem Druck austretender Wasserstrahlen zu einem spinngeflochtenen Vlies verwirbelt. Im Gegensatz zu anderen Nonwovens werden bei der Herstellung des spinngeflochtenen Vlieses keine Bindemittel, Chemikalien oder Kleber eingesetzt. Es verfügt nicht nur über eine außergewöhnliche mechanische Festigkeit, sondern zeichnet sich auch durch eine sehr geringe Flusenneigung gegenüber anderen Materialien aus, weil das Vlies während des Herstellungsprozesses im wahrsten Sinn des Wortes ausgewaschen wird. Das Vlies wird aufgrund seiner hohen Saugkraft, seiner Reißfestigkeit und seiner Fusselfreiheit als Reinigungstuch verwendet.
Im Gegensatz dazu nutzt die vorliegende Erfindung die - vorzugsweise offenen, angerauten - Schnittkanten des spinngeflochtenen Vlieses in Polierscheiben und -walzen.
Eine Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Kunststofffasern ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Polyester-, Polyethylenterephtalat, Reyon-, Lyocell-, Nylon-, Polypropylenfasern, entweder jeweils in ungemischter Form oder gemischt mit anderen Fasern aus dieser Gruppe, besteht.
Hierbei werden Polyester- und Polyethylenterephtalatfasern besonders bevorzugt.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß das spinngeflochtene Vlies zwischen 40 und 60 %, vorzugsweise zwischen 45 und 55 % Kunststoffasern und zwischen 60 und 40 %, vorzugsweise zwischen 55 und 45 % Zellstoffasern enthält.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß das spinngeflochtene Vlies ein durch Wasserstrahlvernadelung erzeugtes Wirrfaservlies ist.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß zumindest ein Teil der Schichten aus textilem Material aus einem anderen Material, insbesondere Baumwollmolton, besteht.
Gerade diese Variante bringt etliche Vorteile mit sich. So wurde festgestellt, daß sich die Oberfläche des spinngeflochtenen Vlieses in Kontakt mit einer Schicht aus Baumwollmolton wie ein Klettverschluß verhält. Dies hat bei der Fertigung den Vorteil, daß das an sich nicht sehr formstabile spinngeflochtene Vlies mit dem Baumwollmolton über alle Fertigungsschritte hinweg relativ fest verbunden bleibt (vom Plissieren bis zum Aufwickeln der Scheiben). Ein manuelles in Form Zupfen ist nicht erforderlich. Aufgrund dieser erhöhten Formstabilität ist diese Variante der Erfindung besonders geeignet für die Feinpolitur von metallischen Oberflächen. Aufgrund der unterschiedlichen Saug- und Aufnahmekapazitäten der beiden Schichten ergibt sich zudem ein Depoteffekt für die jeweils eingesetzten Pasten.
Es ist zur Erfindung gehörig, daß die Schichten aus dem anderen Material Baumwollmoltonschichten mit Gewichten zwischen 190 und 250 g/m² sind.
Weiterhin ist es vorteilhaft, daß das Verhältnis der Teile der Schichten aus spinngeflochtenem Vlies zu dem anderen Material zwischen 2:1 und 1:2, bevorzugt 1:1, beträgt.
Dies bedeutet, daß beispielsweise auf zwei Schichten aus spinngeflochtenem Vlies eine Schicht aus dem anderen Material, insbesondere Baumwollmolton, kommt oder umgekehrt.
Besonders bevorzugt liegt jeweils im Wechsel je eine Schicht aus spinngeflochtenem Vlies und eine Schicht aus dem anderen Material, insbesondere Baumwollmolton, vor.
Es ist möglich, daß alle Schichten aus textilem Material aus dem spinngeflochtenen Vlies bestehen. Alternativ kann auch ein Teil der Schichten aus textilem Material aus einem anderen Material, insbesondere aus Baumwollmolton, bestehen.
In diesem Zusammenhang besteht eine Weiterbildung der Erfindung darin, daß der Baumwollmolton aufgeraut ist.
Schließlich ist es zweckmäßig, daß die Schichten jeweils eine ventilierende Faltung aufweisen.
Durch das Vorsehen einer ventilierenden (oder belüftenden) Faltung in den einzelnen Schichten, bei der es sich um eine Raffung, um eine Wellen- oder Plisseefaltung handeln kann, wird die Polierwirkung noch verbessert.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Beispiel 1:
Eine Polierscheibe wird dadurch erstellt, daß am Umfang eines Tragrings in herkömmlicher Weise eine Vielzahl von nachgiebigen Schichten aus einem spinngeflochtenes Vlies, das 45 % Polyesterfasern und 55 % Zellstoff enthält (Sontara® Style 8835, Hersteller: Du Pont mit einer ventilierenden Faltung befestigt werden. Die Kante der Polierscheibe wird nachfolgend mit einem Widerhakenwerkzeug aufgeraut.
Der entstehende Velours ist im Vergleich zu Polierscheiben aus Baumwollgeweben weniger aufnahmefähig, weshalb flüssigere Pasten verwendet werden müssen. Die Abrasivität des trockenen Velours ist höher als bei Baumwollvelours, in Verbindung mit Polierpasten verringert sich jedoch die Abrasivität gegenüber dem System Baumwolle/Paste signifikant und führt somit zu einem deutlich besseren Polierbild. Wegen der geringeren Aufnahmekapazität des Vlieses wird die Einsatzmenge der Polierpasten um ca. 30 % verringert, was eine nicht unbeträchtliche Kosteneinsparung mit sich bringt. Das Vlies verkraftet die mechanischen Belastungen während des Poliervorgangs, so daß eine industrielle Verwendung gewährleistet ist.
Beispiel 2:
Eine Polierscheibe wird dadurch erstellt, daß am Umfang eines Tragrings in herkömmlicher Weise eine Vielzahl von nachgiebigen Schichten aus einem spinngeflochtenes Vlies, das 45 % Polyesterfasern und 55 % Zellstoff enthält (Sontara® Style 8835, Hersteller: Du Pont) im Wechsel (Verhältnis 1:1) mit Schichten aus Baumwollmolton, jeweils mit einer ventilierenden Faltung, befestigt werden. Anschließend wird die Kante der Polierscheibe mit einem Widerhakenwerkzeug aufgeraut.
Der entstehende Velours ist im Vergleich zu Polierscheiben aus reinen Baumwollgeweben weniger aufnahmefähig, weshalb flüssigere Pasten verwendet werden müssen. Die Abrasivität des trockenen Velours ist höher als bei Baumwollvelours, in Verbindung mit Polierpasten verringert sich jedoch die Abrasivität gegenüber dem System Baumwolle/Paste signifikant und führt somit zu einem deutlich besseren Polierbild. Wegen der geringeren Aufnahmekapazität des Vlieses wird die Einsatzmenge der Polierpasten um ca. 30 % verringert, was eine nicht unbeträchtliche Kosteneinsparung mit sich bringt. Das Vlies verkraftet die mechanischen Belastungen während des Poliervorgangs, so daß eine industrielle Verwendung gewährleistet ist.
Beispiel 3:
Eine Polierwalze wird dadurch erstellt, daß am Umfang eines Tragzylinders in herkömmlicher Weise eine Vielzahl von nachgiebigen Schichten aus einem spinngeflochtenes Vlies, das 52,5 % Polyethylenterephtalat und 47,5 % Zellstoff enthält (Sontara® Style 9961, Hersteller: Du Pont), jeweils mit einer ventilierenden Faltung, befestigt werden. Die Kanten der Polierwalze werden nachfolgend mit einem Widerhakenwerkzeug aufgeraut.
Der entstehende Velours ist im Vergleich zu Polierscheiben aus Baumwollgeweben weniger aufnahmefähig, weshalb flüssigere Pasten verwendet werden müssen. Die Abrasivität des trockenen Velours ist höher als bei Baumwollvelours, in Verbindung mit Polierpasten verringert sich jedoch die Abrasivität gegenüber dem System Baumwolle/Paste signifikant und führt somit zu einem deutlich besseren Polierbild. Wegen der geringeren Aufnahmekapazität des Vlieses wird die Einsatzmenge der Polierpasten um ca. 30 % verringert, was eine nicht unbeträchtliche Kosteneinsparung mit sich bringt. Das Vlies verkraftet die mechanischen Belastungen während des Poliervorgangs, so daß eine industrielle Verwendung gewährleistet ist.
Ein Vergleichstest wurde durchgeführt, bei dem ein lackiertes Holzfurnier jeweils mit einer Polierscheibe gemäß Beispiel 1 (Probe 1), einer Polierscheibe gemäß Beispiel 2 (Probe 2) und mit einer Polierscheibe gemäß dem Stand der Technik aus einem Baumwollmolton FM 230 in Effekta-Faltung (Vergleichsprobe 3) poliert wurde.
Als Polierpaste wurde jeweils eine Hochglanzpaste (Festpaste) B286 verwendet. Es wurde mit einer Polierscheibe von 400 mm Durchmesser bei einer Drehzahl von 1.400 min^-1 seitwärts ausschleichend (ca. 1s) poliert. Die Polierbereiche wurden über ein Laserscanning-Mikroskop ausgewertet. Gemessen wurden jeweils die gemittelte Rauhtiefe R_z (R_z=1/5(R_z1+R_z2+R_z3+R_z4+R_z5), die der Summe aus der Höhe der größten Profilspitze und der Tiefe des größten Profilriefes innerhalb einer Einzelmeßstrecke Lr, gemittelt aus fünf Einzelmeßstrecken, entspricht und die maximale Rauhtiefe R_t, die der vertikalen Differenz zwischen der tiefsten Riefe und der höchsten Spitze innerhalb der Gesamtmeßstrecke, entspricht.
Hierbei ergeben sich folgende Meßergebnisse: Probe 1:

R_z [µm] R_t [µm]

Anzahl Messungen 8 8

Durchschnitt 0,022 0,052

Max. 0,024 0,067

Min. 0,02 0,044

Bereich 0,004 0,023

σ 0,002 0,008

3σ 0,005 0,023

Probe 2:

R_z [µm] R_t [µm]

Anzahl Messungen 8 8

Durchschnitt 0,032 0,095

Max. 0,037 0,135

Min. 0,027 0,059

Bereich 0,01 0,076

σ 0,004 0,031

3σ 0,011 0,092

Vergleichsprobe 3:

R_z [µm] R_t [µm]

Anzahl Messungen 12 12

Durchschnitt 0,031 0,096

Max. 0,037 0,165

Min. 0,024 0,059

Bereich 0,013 0,106

σ 0,003 0,036

3σ 0,01 0,108
Die Vergleichsmessungen zeigen, daß die Probe 1 sowohl bei R_z als auch bei R_t deutlich bessere Polierergebnisse zeigt als die Vergleichsprobe 3. Die Probe 2 zeigt bei Rt deutlich bessere Werte als die Vergleichsprobe 3.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 143336 A2 [0002]
DE 20316513 U1 [0003]
DE 7230763 U1 [0004]
US 3485706 A [0005]
DE 60122720 T2 [0005]
EP 1309743 B1 [0013]

Claims

Polierscheibe oder -walze aus einem Tragring bzw. -zylinder und einer Vielzahl von am Umfang des Tragrings oder -zylinders befestigten nachgiebigen Schichten aus einem textilen Werkstoff, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Schichten aus textilem Werkstoff aus einem spinngeflochtenes Vlies, das Kunststoffasern und Zellstoffasern enthält, besteht.
Polierscheibe oder -walze gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststofffasern ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Polyester-, Polyethylenterephtalat, Reyon-, Lyocell-, Nylon-, Polypropylenfasern, entweder jeweils in ungemischter Form oder gemischt mit anderen Fasern aus dieser Gruppe, besteht.
Polierscheibe oder -walze gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das spinngeflochtene Vlies zwischen 40 und 60 %, vorzugsweise zwischen 45 und 55 % Kunststoffasern und zwischen 60 und 40 %, vorzugsweise zwischen 55 und 45 % Zellstoffasern enthält.
Polierscheibe oder -walze gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das spinngeflochtene Vlies ein durch Wasserstrahlvernadelung erzeugtes Wirrfaservlies ist.
Polierscheibe oder -walze gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Schichten aus textilem Material aus einem anderen Material, insbesondere Baumwollmolton, besteht.
Polierscheibe oder -walze gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten aus dem anderen Material Baumwollmoltonschichten mit Gewichten zwischen 190 und 250 g/m² sind.
Polierscheibe oder -walze gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Teile der Schichten aus spinngeflochtenem Vlies zu dem anderen Material zwischen 2:1 und 1:2, bevorzugt 1:1, beträgt.
Polierscheibe oder -walze gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Baumwollmolton aufgeraut ist.
Polierscheibe oder -walze gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten jeweils eine ventilierende Faltung aufweisen.