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Schleifmaterial Die Erfindung bezieht sich auf ein biegsames Schleifmaterial,
das aus einer imprägnierten, faserhaltigen Trägerschicht besteht, auf der mittels
eines Bindemittels die Schleifmittelkörner befestigt sind.
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Bei der Herstellung von biegsamem Schleifmaterial mit faserhaltiger
Trägerschicht muß die Trägerschicht vorbehandelt werden, um unter anderem das Steifwerden
und eine Verschlechterung des Materials durch Absorption des Bindemittels für die
Schleifmittelkörner zu verhindern.
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Das Imprägnierungsmittel kann neben der Ausfüllung der Poren des
Gewebes und damit zur Verhinderung einer unerwünschten Übersättigung der Trägerschicht
durch das Bindemittel auch dazu dienen, die vorhandenen mechanischen Eigenschaften
der Trägerschicht zu verbessern oder ihm neue Eigenschaften zu verleihen.
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Obwohl die Erfindung auf alle faserhaltigen Trägerschichten anwendbar
ist, ist sie insbesondere bei Verwendung von Textilträgerschichten geeignet.
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Bisher verwendete Substanzen zur Imprägnierung, Vorbehandlung oder
Appretierung der Vorderseiten der mit Schleifmittel zu überziehenden Unterlagen,
wie synthetische Harze, Elastomere und Kautschuk, haben folgende Nachteile : schlechte
Schneidfähigkeit bei erhöhten Temperaturen, verminderte Biegsamkeit, schlechte Haftfähigkeit
des Bindeüberzugs für das Schleifkorn, Neigung zum Einrollen oder Wellen und ungenügende
Gestaltfestigkeit während des Schleifvorgangs.
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Diese Nachteile werden erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß das
Schleifmittel eine Trägerschicht enthält, auf die ein Terpolymerisat aus Butadien,
Acrylsäurenitril und Styrol und ein mit dem Terpolymerisat verträgliches, filmbildendes,
hitzehärtbares Harz als Mischung oder als getrennte Schichten aufgebracht worden
sind. Das Terpolymerisat und/oder das Harz kann auf verschiedene Weise auf die Trägerschicht
aufgetragen worden sein, und zwar insbesondere durch Imprägnieren, d. h. Sättigen
der Faserschicht, oder durch Aufbringen eines Überzuges. Auch eine Kombination der
beiden Maßnahmen kann für manche Zwecke günstig sein.
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Unter » verträglicha soll ein Harz verstanden werden, das mit dem
Terpolymerisat stabile Lösungen oder Emulsionen bilden kann.
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Das thermoplastische Terpolymerisat und das hitzehärtbare Harz können
auf verschiedene Weise auf den Unterlagenstoff aufgetragen worden sein, sie müssen
jedoch beide anwesend sein, um die angestrebten Resultate zu erzielen. So können
die beiden Bestandteile in einem Arbeitsgang als Gemisch auf die
Trägerschicht aufgetragen
worden sein. Man kann auch zuerst das Terpolymerisat auftragen, dem sich dann eine
Vorderseitenappretur unter Verwendung des hitzehärtbaren Harzes anschließt. Eine
andere Möglichkeit besteht darin, daß man auf die Schicht aus dem Terpolymerisat
eine zweite Schicht aus einem Gemisch des Terpolymerisats und dem Harz aufbringt.
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Die Verfahrensweisen als solche sind jedoch hier nicht geschützt.
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Ein solches Terpolymerisat ist in der USA.-Patentschrift 2 384 543
beschrieben. Es kann entweder in Form einer wäßrigen Dispersion bzw. Emulsion oder
als Lösung angewandt werden. Wie man der folgenden Tabelle entnehmen kann, können
dem Terpolymerisat kleine Mengen an Polystyrol zugesetzt worden sein.
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Andere Substanzen, wie Gemische von Butadien-Acrylsäurenitril-Mischpolymerisat
mit Polystyrol, sind hinsichtlich des angestrebten Effekts dem Terpolymerisat nicht
gleichwertig.
| Auf die Trägerschicht aufgebrachtes Polymerisat Haftfähigkeit
Spannbarkeit Bemerkungen |
| ausgezeichnet ausgezeichnet ausgezeichnet beste Ergebnisse |
| Butadien-Acrylsäurenitril-Mischpolymerisat und Poly- |
| styrol (5°/0) befriedigend unbefriedigend Gesamt- |
| eigenschaften |
| unbefriedigend |
| Butadien-Acrylsäurenitril-Mischpolymerisat und Poly- |
| styrol (10 unbefriedigend desgl. desgl. |
| Butadien-Acrylsäurenitril-Mischpolymerisat und |
| Butadienstyrol (insgesamt 5 Styrol)............ desgl. desgl.
desgl. |
| Butadien-Acrylsäurenitril-Mischpolymerisat und |
| Butadienstyrol (insgesamt 10 Styrol)........... desgl. desgl.
desgl. |
| Butadien-Acrylsäurenitril-Mischpolymerisat |
| (75°/0 Butadien, 250/, Acrylsdurenitril).......... desgl. desgl.
desgl. |
| Butadien-Acrylsäurenitril-Mischpolymerisat |
| (65 °/o Butadien, 35°/0 Acrylsäurenitril) desgl. desgl. desgl. |
| Butadien-Styrol-Mischpolymerisat (15°/o Butadien, |
| 85 Styrol)..................... desgl. desgl. desgl. |
| Butadien-Styrol-Mischpolymerisat (84°/o Butadien, |
| 16 Styrol).. desgl. desgl. desgl. |
| Terpolymerisat + 5°/0 Polystyrol gut ausgezeichnet befriedigend |
| Terpolymerisat + 10% Polystyrol..................... sehr gut
desgl. desgl. |
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Als hitzehärtbare, filmbildende Harze eignen sich z. B. mischbarePhenolaldehydharze,
Harnstoffaldehydharze, Epoxyharze in Verbindung mit Härtungsmitteln, Alkydharze
mit einer ungesättigten Komponente, verbunden mit Trocknungsmitteln, Polyamidharze
mit Katalysatoren oder andere ähnliche Harze, die in gehärtetem Zustand unter den
Anwendungsbedingungen des Schleifmaterials nicht merklich erweichen oder sich verflüssigen
und die mit dem Terpolymerisat verträglich sind und der Trägerschicht Dauerhaftigkeit
verleihen. Ganz allgemein eignen sich Harze, die nach dem Härten durch Hitze oder
chemische Zusätze praktisch nicht schmelzbar und unlöslich sind : Die faserhaltige
Trägerschicht soll, insbesondere wenn es sich um Gewebeschichten handelt und eine
zweistufige Imprägnierung angewendet worden ist, in der ersten Stufe vor dem Terpolymerisat
mindestens 20 °/o, vorzugsweise mindestens 30 °/0 des Gewichts des Trägermaterials
aufgenommen haben. Wenn von dem Imprägnierungsmittel weniger als 20°/o aufgenommen
worden sind, macht sich bei dem Schleifmaterial eine Neigung zur Sprödigkeit bemerkbar.
Eine obere Grenze für die aufnehmbare Menge der ersten Imprägnierungskomponente
ist nur durch die Verwendung der Auftragsvorrichtung gegeben. Sie beträgt in einem
Fall z. B. etwa 54 Gewichtsprozent. Das Gewichtsverhältnis der gesamten hitzehärtbaren
Harze zur Gesamtmenge des Terpolymerisats kann von 1 bis 30 Teilen des hitzehärtbaren
Harzes auf 100 Teile des Terpolymerisats variieren. Bei der zweistufigen Imprägnierung
sind die Eigenschaften des fertigen Schleifmaterials auch dann noch ausgezeichnet,
wenn die zweite Imprägnierungskomponente zu 70 Gewichtsprozent aus dem hitzehärtbaren
Harz besteht.
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Beim einstufigen Aufbringen der Imprägnierung kann das Verhältnis
von Harz zum Terpolymerisat innerhalb von 1 bis 11 Teilen Harz pro 100 Teile Terpolymerisat
variieren.
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Beispiel 1 Erfindungsgemäßes Schleifmaterial war wie folgt hergestellt
worden : Es wurde eine Textilträgerschicht verwendet, die eine Fadenzahl von 76-48
aufweist, die 1, 07 m breit ist und von der 1, 79 m 0, 454 kg wiegen. Dieses Material
wurde vor der Behandlung entschlichtet, ausgekocht, gefärbt und getrocknet.
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Diese Trägerschicht wurde mit einem Butadien-Acrylsäurenitril-Styrol-Terpolymerisat,
in dem das Verhältnis der Monomeren etwa 70 : 25 : 5 beträgt, imprägniert. Es wurde
in Form einer Emulsion von etwa 40 °/0 Feststoffgehalt verwendet. Die Textilunterlage
wurde zunächst in die Emulsion eingetaucht und darauf die überschüssige Flüssigkeit
durch zwei Walzen so abgepreßt, daß etwa 35°/0 der Emulsion im Gewebe zurückblieben.
Das Material wurde dann einer weiteren Behandlung mit der Emulsion unterworfen,
bei der etwa 5 °/0 auf die geköperte Seite der Trägerschicht mit einer Auftragswalze
aufgetragen wurden, so dal3 2, 538 kg Terpolymerisat je Sandpapier-Ries, bezogen
auf das Gewicht der Trägerschicht, im Gewebe enthalten sind. Die gesättigte Trägerschicht
lief dann weiter in einen Umluftofen, in dem sie 5 bis 6 Minuten z. B. bei etwa
93°C getrocknet wurde, bis das Tuch nicht mehr klebrig war.
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Danach wurde das imprägnierte Material einer zweiten Imprägnierung
mit einem Gemisch des oben bezeichneten Terpolymerisats und einem flüssigen hitzehärtbaren,
alkalikatalysierten Phenolformaldehydharz im Mengenverhältnis 1 : 1, bezogen auf
den Feststoffgehalt der zwei Komponenten, unterworfen.
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Dieses Gemisch wurde auf die Köperseite des Materials in Form einer
30"/igen Lösung aufgetragen, bis der Feststoffgehalt 5 bis 6"/o betrug. Danach lief
es durch eine zweites Bad der gleichen Zusammensetzung, wo 4 bis 5 °/, Feststoffe
zurückgehalten wurden, die Gesamtsättigung in der zweiten Stufe betrug 0, 634 kg
je Sandpapier-Ries des Gemisches aus
Terpolymerisat und Phenol,
bezogen auf ursprüngliches Tuchgewicht. Die gesättigte Trägerschicht wurde dann
in einem Luftofen und bei etwa 93°C getrocknet, bis sie nicht mehr klebrig war (5
Minuten). Dann wurde sie zu Rollen gewickelt.
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Auf die Rückseite der Trägerschicht wurde dann ein Gemisch aus 100
Teilen eines nach Beispiel 2 der USA-Patentschrift 2 184 896 hergestellten Harzes
und 75 Teilen Calciumcarbonat als Füllmaterial gemäß USA-Patentschrift 2 322 156
aufgetragen, so daß etwa 10°/o Feststoffe, bezogen auf das ursprüngliche Gewebe,
zurückgehalten wurden. Das auf der Rückseite appretierte Tuch lief darauf in einen
Umluftofen weiter und wurde 11/2 Stunden bei 49°C und 11/2 Stunden bei 77°C getrocknet.
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Die auf der Rückseite appretierte Trägerschicht wurde dann auf der
Köperseite mit der gleichen Lösung behandelt und ebenso lange getrocknet.
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Das obenerwähnte, für die zweite Stufe der Imprägnierung vorgesehene,
mit dem Terpolymerisat gemischte Harz war wie folgt hergestellt worden : In einen
Behälter, der mit einem Rückflußkühler, einem Rührer und einem Thermometer versehen
war, wurden folgende Substanzen gegeben : 630 g Phenol, 1087 g Formaldehyd (in 37°/oiger
wäßriger Lösung), 36 g NaOH in 40°/oiger wäßriger Lösung).
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Das Gemisch wurde innerhalb von 23 Minuten stetig auf die Rückflußtemperatur
von 98°C erhitzt.
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Dann wurde diese Temperatur weitere 10 Minuten aufrechterhalten und
nach 56 Minuten bei 95 bis 98°C erhitzt. Danach ließ man das Harz auf 3 () °C abkühlen
und hielt es 6 Stunden lang bei 25 bis 30°C unter Vakuum, um das Wasser zu entfernen.
Das erhaltene Harz besaß einen Feststoifgehalt von 67, 3 °/o und eine Viskosität
von 650 cP bei 25°C.
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Bei der Prüfung der Trägerschicht auf Haftvermögen, Reißfestigkeit
und Biegsamkeit wurde im Vergleich zu bekannten Produkten eine bedeutende Verbesserung
in der Biegsamkeit sowie eine ausgezeichnete Haftfähigkeit und Reißfestigkeit festgestellt.
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Beispiel 2 Die Präparierung der faserhaltigen Trägerschicht war die
gleiche wie im Beispiel 1.
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Das vorbehandelte Gewebe wurde mit einem Gemisch aus dem Terpolymerisat
und dem phenolischen Harz, wie in der zweiten Stufe des Imprägnierungsvorgangs des
Beispiels 1 beschrieben, imprägniert. Das Verhältnis des Terpolymerisats zum phenolischen
Harz betrug jedoch 9 : 1. Das Gemisch wurde als eine 35°/oige Emulsion mittels eines
Tauch-Sättigungsverfahrens aufgetragen. Das auf diese Weise gesättigte Material
wurde darauf durch gepolsterte Walzen abgepreßt, so daß das imprägnierte Tuch 2,
219 kg je Sandpapier-Ries an Feststoffen enthält, bezogen auf das ursprüngliche
Stoffgewicht. Das imprägnierte Tuch wurde dann getrocknet, bis es nicht mehr klebrig
war.
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Schließlich wurde es, wie im Beispiel I beschrieben, auf der Rückseite
appretiert, getrocknet und gehärtet.
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Beispiel 3 Die Trägerschicht und die vor der Imprägnierung erfolgende
Präparierung waren die gleichen wie in den Beispielen I und 2.
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Das vorbehandelte Gewebe wurde durch ein Bad mit einer 40°/oigen
Emulsion eines Butadien-Acrylsäurenitril-Styrol-Terpolymerisats geführt, in dem
das Verhältnis der drei Monomeren 70 : 25 : 5 beträgt.
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Das Tuch wurde dann zur Entfernung der überschüssigen Emulsion abgepreßt,
so daß 2, 538 kg je Sandpapier-Ries an Terpolymerisat, bezogen auf das ursprüngliche
Tuchgewicht, zurückblieben. Das imprägnierte Tuch wurde dann unter Spannung getrocknet,
bis es nicht mehr klebrig war.
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Darauf wurde das mit Terpolymerisat imprägnierte Material auf der
Köperseite appretiert mit einer Lösung von 25, 6 Teilen eines nach Beispiel 2 der
USA-Patentschrift 2 184 896 hergestellten Harzes und 74, 4 Teilen eines Gemisches
aus denaturiertem Äthanol und Wasser (20 Teile Alkohol zu 80 Teile Wasser). Die
Harzlösung wurde auf die Trägerschicht mittels einer Walze in einer Menge von 0,
318 kg Harzfeststoffen je Sandpapier-Ries, bezogen auf das ursprüngliche Stoffgewicht,
aufgetragen. Das auf der Vorderseite appretierte Tuch wurde nochmals unter Spannung
getrocknet, bis es nicht mehr klebrig war.
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Das vorderseitig appretierte Tuch wurde auch auf der Rückseite appretiert,
dann ausgepreßt, getrocknet und gehärtet, wie in den Beispielen 1 und 2 beschrieben.
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Bei der Herstellung von wasserdichtem Schleifmaterial wurde als Trägerschicht
ein Stoffgewebe verwendet, das nach Beispiel I präpariert war.
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Das Bindemittel für die Schleifmittelkörner bestand aus einem Gemisch
von 52 Gewichtsteilen des nach Beispiel 1 und 48 Gewichtsteilen des nach Beispiel
2 der USA-Patentschrift 2 184 896 hergestellten Harzes.
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Die Mischung hatte einen Feststoffgehalt von 83, 5 °/o und eine Viskosität
von etwa 1000 cP bei 54° C. Das Bindemittel kann auf die präparierte Unterlage z.
B. bei einer Temperatur von 54°C aufgetragen werden.
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Danach wurden in an sich bekannter Weise 12, 382 kg Siliciumcarbid-Schleifmittelkorn
(Korngröße 60) auf den Haftüberzug aufgetragen.
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Dieses Schleifmaterial wurde zur Härtung des Bindemittels 21/2 Stunden
bei 66°C und weitere ll/2 Stunden bei 107°C erwärmt.
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Danach leitete man das mit einem Schleifmittelüberzug versehene Gewebe
durch eine Sandpapier-Appretiermaschine, in der eine Appreturschicht aus Bindemittel
aufgebracht wurde. Die Appreturschicht bestand aus 35 Gewichtsteilen eines nach
Beispiel I und 65 Teilen des nach Beispiel 2 der USA-Patentschrift 2184 896 hergestellten
Harzes. Diesem Gemisch wurden auf 86 Teile 14°/o denaturierter Äthanol zugesetzt.
Die Appretur wurde in an sich bekannter Weise z. B. bei einer Temperatur von 32°C
aufgetragen. Jedoch ist diese Temperatur nicht ausschlaggebend.
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Eine Menge von 0, 814kg je Ries an härtbaren Bestandteilen einer
Appreturlösung ist im allgemeinen zufriedenstellend. Nach diesem Vorgang wurde das
Gewebe nochmals zur Härtung des Harzes erhitzt, und zwar beispielsweise etwa 8 Stunden
lang bei etwa 107°C.
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Das nach dem oben erläuterten Verfahren hergestellte Schleifmaterial
war flexibler als bekannte wasserdichte Produkte und besaß ausgezeichnete Schleiffähigkeit
auf Stahl und Glas.
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Statt der Trägerschicht aus Beispiel 1 kann auch die der Beispiele
2 und 3 verwendet werden.
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Andere hitzehärtbare Harzbindemittel sind z. B. in der USA-Patentschrift
2 534 806 beschrieben.
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Das erfindungsgemäße Schleifmaterial ist in hervorragendem Maße wasserdicht,
wärmebeständig, biegsam und dauerhaft.