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Schleifgewebebahn und daraus hergestellter Zuschnitt aus regenerierter
Cellulosefaserbahn und Verfahren zu deren Herstellung Für die Herstellung von hochwertigen
Schleifgeweben, die in Form von Schleifbändern für Maschinenschliff in der metall-und
holzverarbeitenden Industrie vielfältige Verwendung finden, werden in erster Linie
Baumwollgewebe eingesetzt. Als Gewebekonstruktion kommt dafür z. B. ein Köpergewebe
(2:1) infrage mit einer Fadenzahl pro cm von 34/20,5 aus Baumwollgarnen der Stärken
20/28 m/g; das Gewebegewicht des entschlichteten Gewebes beträgt ca.
235 9/m 2. Ein derartiges Gewebe weist in der Kettrichtung eine Bruchlast
von ca.
23 kp/cm bei einer Bruchdehnung von
17 215 auf, während die
entsprechenden Reißfestigkeitswerte für die Schußrichtung bei einer Bruchlast von
10 kp/cm und einer Bruchdehnung von
8 % liegen. (Streifenzugversuch
an textilen Flächengebilden nach DIN 53-857. Das erhaltene Ergebnis wurde durch
5 dividiert, um von dem
5 cm breiten PrUfstreifen auf
1 cm
umzurechnen.) Da Schleifgewebe konfektioniert als Schleifbänder in ihrer Verwendungsrichtung,
das ist die Kett- oder Längsrichtung der Gewebe, mir ein sehr geringes Dehnungsvermögen
aufweisen dUrfen, da sonst die Gefahr besteht, daß sich die Schleitbänder unter
dem Einfluß der während des Schleifvorganges Auftretenden Zugbeanspruchung übermäßig
längen und von der Kontaktscheibe der Schleifmaschine herunterlauten., Ist es notwendig,
derartige
Gewebe während der apprelGurtlechnischen Ausrüstung im
nassen Zustand einem Reckvorgang zu unterwerfen, der durch Appreturmitteleinlagerung
nach dem Trocknen des Gewebes fixiert wird. Ein ausgerüstetes Schleifmittelträgergewebe
auf der Basis des oben erwähnten Baumwollgewebetyps hat z. B. folgende Eigenschaften:
(zum Vergleich ist in der rechten Spalte noch einmal das entsprechende Rohgewebe
aufgeführt).
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| Ausgerüstetes Rohgewebe |
| Gewebe it#itschlichtet) |
| Mittleres Flächengewicht 315 9/M 2 2_36 g/m 2 |
| Reißfastigkeit in Kett- 40 kp//cm 2_3 kp/cm |
| richtung - |
| Bruchdehnung 6,5 % 17 % |
| Reißfestigkeit in- 12,6 kp/cm 10 kp/cm |
| Schußrichtung |
| Bruchdehnung 20 % 8 % |
Man sieht, daß die ursprünglich in Kettrichtung gegenüber der Schußrichtung vorhandene
größere Dehnung während des Zerreißvorganges durch den Reck- und Appreturvorgang
wesentlich verringert wurde, während die Dehnung in der Schußrichtung wesentlich
angestiegen ist
- mit anderen Worten: Es wurde durch den Reck- und Ausrüstungsvorgang
die in der Kettrichtung vorhandene Dehnung teilweise in die Schußrichtung verlegt.
Ein Fasermaterial auf Basis von Baumwolle besitzt ideale Voraussetzungen, um es
im nassen Zustand in Kettrichtung stark vorzurecken. Bei Baumigollfasern bzw. -geweben
nimmt nUmlich die Dehnung bei Beginn des Zerreißvorganges bereits -,bei garinger
Krafteinwirkung sehr zu, um dann bei weiterer ZugbeanspruchunS kaum noch anzusteigen,
d. h. es ist
möglich,- Baumwollfasern und dementsprechend
auch Baumwollgewebe durch einen Naßreckvorgang in Kettrichtung weitgehend dehnungsarm
auszurüsten.
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Nachteilig für die Verwendung von Schleifrohgeweben auf der Basis
von Baumwolle ist, daß diese einem relativ komplizierten vorbereiteten Trocken-
und Naßausrüstungsvorgang unterworfen werden müssen, bevor sie im eigentlichen Sinne
ausgerüstet, d.h. appretiert, werden können. Die Ursache hierfür liegt darin, daß
man für die Herstellung von Schleifgeweben hochsaugfähige Trägergewebe benötigt,
da nur diese die Voraussetzungen für eine einwandfreie Haftung der Appretur- und
Bindemittel auf dem Gewebe besitzen.
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Baumwolle enthält aber Wachstumsbegleitstoffe wachs- und fettartiger
Natur, die eine erhebliche Störung der Benetzbarkeit und Saugfähigkeit des Gewebes
herbeiführen und nur durch intensive, kostspielige Appreturvorbehandlungen, wie
Entschlichten, alkalisches Abkochen und Beuchen - jeweils in Verbindung mit
zahlreichen Spülvorgängen - entfernt werden können.
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Es hat nicht an Versuchen gefehlt, Schleifgewebe aus Zellwollmaterialien,
d.h. auf der Basis von regenerierter Zellulose, herzustellen. Soweit es sich
dabei um geringwertige Schleifgewebeblattware für Handschloifvorgänge handelt, wird
dieses beroits seit Jahren mit Erfolg'praktizic-rt. Es ist aber bisher noch nicht
einwandfrei gelungen, Zellwollgewebe für hochwertige Schleifkornträgergewebebahnen,
die zur Herstellung von Schleifgewebcbändern für Maschinenschliff geeignet sind,
einzusetzen.
Dieses hängt damit zusammen, daß Zellwollgewebe herkömmlicher Art gegenüber Baumwollgeweben
eine stark reduzierte-Naßfestigkeit im Vergleich zu den entsprechenden Festigkeitswerten
im trockenen-Zustand besitzen. Ferner ist ihr Quellwort,- besser Wasserrückhaltevermögen
-r wesentlich höher als bei Baumwollfasern. Des weiteren ist bekannt, daß bei Zellwollfasertypen
weitgehend Proportionalität zwischen Krafteinwirkung und auftretender Dehnung besteht;
es ist daher nicht möglich, während der Naßausrüstung die Zellwollgewebe durch mechanisches
Recken dehnungsa-rm zu fixieren.
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Die neuesten Entwicklungen auf dem Gebiet der Zellstoffasern haben
aber zu Zellwollmaterialien geführt, die sich in ihrem Trocken- wie in ihrem Naßreißverhalten
sehr dem der Baumwolle nähern. Man kann sogar feststellen, daß die Trockenfestigkeit
derartiger Zellwollmaterialien deutlich über der von Baumwolle liegt, während ihr
Dehnungsverhalten während des Zerreißvorganges im trockenen wie im nassen Zustand
weitgehend mit dem von Baumwollfasern übereinstimmt. Bei dieser Entwicklungsstufe
von Zellstoffasern handelt es sich um Fasern aus regenerierter Zellulose, insbesondere
der.Polynosic-Gruppe, die innerhalb der Zellwoll-Technologie einen bestimmten Begriff
darstellt. (Um zu verhindern, daß alle möglichen Fasertypen aus regenerierter Zellulose
als polynosisch bezeichnet werden, hat die Association International Polynosic (AIP)
be-
stimmte Forderungen technischer Art aufgestellt, die von polynosischen
Fasern erfüllt worden müssen.) 0
Es wäre von allgemeinem Vorteil, bei der
Schleifgewebeherstellung Zellwollgewebe aus re.generierter Zellulose, insbesondere
1.2
der Polynosie-Gruppe, als Schleifrohgewebe einzusetzen, da diese
wegen ihrer natürlichen Sauberkeit wesentlich unkomplizierter bei der Naßausrüstung
zu behandeln sind als normale Baumwollgewebe. Nachteilig ist, daß die herkömmlich
Kettfaden-geschlichteten Schleifmittelträgerg ewebe, bedingt durch die herkömmliche
Schlichtung, antiadhäsiven Charakter gegenüber*den später aufzubringenden herkömmlichen
Appreturbindemitteln besitzen und deshalb herkömmlicli unbedingt entschlichtet wgrden
müssen. Überdies haben Schleifmittelträgergewebe aus regenerierter Zellulose, insbesondere
der Polynosic-Gruppe,im Vergleich zu entschlichteten,Baumwollgeweben ein sehr viel
größeres_ Saugvermögen und nehmen dadurch wesentlich mehr Appreturmittel auf, wodurch
wiederum der Appreturvorgang verteuert wird. Ferner wird die'Einreißfestigkeit normal
ausgerüsteter Schleif-_,r,ob#gewbbe auf der Basis von regenerierter Zellulode-.,
insbesondere Polynosie-Pasern, stark vermindert. Es wurde nun gefunden, daß
man die vorstehend geschilderten Nachteile vermeiden kann, wenn man für die Schlei:Vewebebabri"
eine Schleifkornträgergewebebahn aus regenerierten Zellulosefasern, insbesondere
vom Typ der polynosischen Fasern, verwendet, wobei diese dadurch gekennzeichnet
ist, daß a) der Kettfaden geschlichtet und appretiert und die Schlichte und Appretur
ohne Grenzschicht festhaAend verbunden ist und b) der Schußfaden eine-Appretur
trägt*
Eine besondere Ausführungsform der Schleifkornträgergewebebahn
ist dadurch-gekennzeichnet, daß der Kettfaden mit-einer Kernschlichte versehen ist
(Kernsctlichtung - siehe hierzu Zeitschrift ADHÄSION, Jahrgang
1961, No. 10 - Seite 505-512
und No. 11 - Seite
564-577 und No. 12 - Seite 617-622
in dem Aufsa-lu-z über 11Schlichtemittel
für die Textilindustrie" v. Erich P. Frieser.) In einer weiteren Ausführungsform
ist die Schleifkornträgergewebebahn dadurch gekennzeichnet, daß die auf dem Kettfaden
und Schußfaden befindliche Appretur durch Appretieren mit einem Appretiermittel,
welches im wässrigen Medium emulgiertes organisches Lösungsmittel enthält, welches
bei Tomperaturen von 15 - 45 0 C ein Quellmittel und über
65 - 200 0 C ein Lösungsmittel für die auf dem Kettfaden befindliche
Schlichte ist, angeordnet-worden ist.
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Eine derartig hergestellte Schleifkornträgergewebebahn hat
d en gl-oßen Vorteil, daß die Schleifgewebeappretur festhaftend mit dem kerngeschlichteten
Kettfaden und dem Schußfaden fest verbundp-ist. Bei der Herstellung der vorliegenden
Schleifkornträgergewobe'bahn 9rgibt sich der Vorteil, daß bei der Appretur keine
holfen Mengen an Appreturmittel. aufgebracht werden müssen, da der Kettfaden bereits
kerngeschlichtet ist. Außerdem wird 4durch die neue Anordnung in der Schleifkornträgergewebebahni
eine hohe Elastizität dieser erzielt.
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Als Schlichte für den Kettfaden bzw. bevorzugt KornscAichte
ist beispielsweise brauchbar: abgebaute Stärke und Stärkederivate.
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Kunstharze auf Basis von Isoeyanaten, homo-und/ oder copolymere Acrylverbindungen
(Butyl-, Methylacrylate), Polyvinylalkohol, Polyvinylacetat, Acryl-Nitril-Butadien-Styrol-Mischpolymerisate
in Form von Lösungen oder Dispersionen und entsprechende Benetzungsmittel, z.B.
Naphthalinsulfonate, Acrylderivate oder Äthoxyaddukte. Bevorzugte Kernschlichten
sind Polymere auf Basis von Acrylaten und deren Derivaten sowie oxidativ und/oder
säureabCebaute Stärkeprodukte und Fettsäurekondensationsäthoxyaddukte.
Als
Appretur für den Kettfaden und für den Schußfaden kommen beispielsweise
infrage: tierischer Hautleim und/oder reaktive und nicht reaktive copolymere Acrylat-Lösungen
oder wässrige Dispersionen, Polyisoeyanate, Polystyrol, N-Methylol-Verbindungen
des Harnstoffes und seiner Derivate, Aldehyde und seine Derivate.,1 Sulfonverbindungen,
Phenol-Formaldehyd-Resolharze, Polyvinylalkohol, -acetat und -chlorid in Form von
Dispersionen und Lösungen , Epoxid-und Polyesterharze sowie Stärke, Stärkederivate
und Äthoxyaddukte, wobei diese im wässrigen Medium emulgierte organische Lösungsmittel
enthalten, welche bei Temperaturen von 15 - 45 0 C ein Quellmittel
und über 65 - 2000C ein Lösungsmittel für die auf dem Kettfaden befindliche
Schlichte ist. Geignete erlulgierbare organische tZ Lösungsmittel sind beispielsweise
Toluol, Xylol, Äthylacetat, Testbenzin, Trichloräthylen, Perahloräthylen. Bevorzugte
Appreturmittel sind selbstvernetzende copolymere Acrylatdispersionen, insbesondere
Copolymore auf Butyl-und Äthylacrylat-Banir sowie Methylmethaerylat in Dispersions-oder
lösungsmittelgelöster Form.
Durch den Einsatz de.r bevorzugten Appreturmittel
werden folgende besonderen Vorteile erzielt, da die vernetzenden Acrylatdispersionen
als Appretur zu den später aufzubringenden Phenolgrundharzen gute adhäsive Eigenschaften
besitzen, außerdem wird hierdurch eine Versprödung des Gewebes vermieden.
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Im übrigen kann die Schleifkornträgergewebebahn auf bei-den Seiten
der Bahn mit der gleichen Appretur.versehen seih, wie dies durch ein Tauchverfahren
oder einen beidseitigen Streichvorgang erreicht wird.
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Die so ausgerüstete Schleifkornträgergewebebahn wird auf einer Beschichtungs-
oder Streichanlage beispielsweise mit folgenden Bindemitteln beschichtet: a) Grundbindung:
Hautleim oder Phenolresolharz und anschließend das Schleifkorng beispielsweise Siliziumkarbid,
mechanisch oder elektrostatisch aufgestreut und nachfolgend vorgetrocknet oder nicht
vorgetrocknet mit einem b) Deckbindemittel auf der Basis von Hautleim, Phenolresolharz
oder Harnstoff-Poimaldehydharz versehen und im Härteofen bei etwa 60 - 140
0 C in an sich bekannter Weise getrocknet und gehärtet.
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Die fertige Schleifgewebebahn dient dann zur Her stellung von Schleifgewebebändern"
-hülsen, -konen, -blättern u. dergl. Eine abgewandelte Form wird durch Auftragen
einer Zwischenschicht auf das a#isgerüstete Gewebe, wie im dtsch Gebrauchs-F muster
1 901-3409 Beispiel
3, beschrieben ist, erreicht-. Anschließend wird,
wie oben beschrieben, das Grundbindungsharz
aufgetragen.
Beispiel 1
Ein Kettgarn der Stärke-Nm 28/30.aus regenerierter Zellulosefaser
(Polynosic-Typ) wird in einem Schlichtetrog mit einer Rezeptur, bestehend aus
| 80 Gew.-Teilen durch Säureabbau aufgeschlosse- |
| ne Stärke |
| 3 Gew.-Teilen Äthoxyaddukt |
| 917 Gew.-Teilen Wasser |
k erngeschlichtet und auf einer Zylindertrockenmaschine
ge-
trocknet
und anschließend zu einem Schleifrohgewebe verwebt. Das so hergestellte Schleifrohgewebe
wird ohne Entschlichtung mit einer Appretur, bestehend aus
| 50 Gew.-Teilen tierischem Hautleim |
| (300 Bl.gr., 100 mp) |
| 100 Gew.-Teilen einer copolymoren Acrylat-Dispersion |
| 50 Gew.-Teilen Kaolin |
| 3 Gew.-Teilen Naphthalinsulfonat |
| 797 Gew.-Teilen Wasser |
imprägniert und unter gleichzeitiger Reckung bei einem seitliehen Einspringen von
ca.
11,5 % getrocknet und fixierty anschließend mit Hautleim der Klasse
(300 Bl.g. 100.mp)
be-
schichtet und ohne Vortrocknung elektrostatisch
Siliziumkarbid eingestreut und dann sofort mit dem gleichen Hautleim wie für die
Grundbindung als Dockbindungsleim beschichtet und bei
60 - 1200C getrocknet
und anschließend geflext und reklimatisiert.
Das so erhaltene Schleifgewebe
wird für T.rockenschliff als Band- und Blattware verarbeitet.
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Beispiel 21
Ein Kettgarn aus regenerierten Zellulosefasern
(Polynosie-Typ) der Nm
26 wird in einem Schlichtetrog mit einer Flotte, bestehend
aus
| 112200 GG w.-Teilen reaktiver copolymerer Acrylat-Dispersion |
| 5 Gew.-Teilen wasserlöslichem Copolymerisat aus |
| 30 % Acry1säure, 70 % Butylacrylat |
| 875 Gew.-eeilen Wasser |
geschlichtet,und anschließend wird im Luftkemal bei 140
0 C getrocknet und
fixiert. Nach dem.Verweben wird das Schleifrohgewebe ohne Entschlichtung sofort
mit einer Appreturlösung, bestehend aus
| 120 Gew.-Teilen reaktiver copo-lymerer Acrylat-Dispersion |
| 5 Gew.-Teilen eines Copolymerisates aus |
| 30 % Acrylsäure und 70 % Butylacrylat |
| 20 Gew.-Teilen Toluol |
| 60 Gew.-Teilen Kaolin |
| 20 Gew.-Teilen Dinethyloldihydroxyäthylenharnstoff |
| 2 Gew.-Teilen Magnesiumehlorid |
| 713 Gew.-Teilen Wasser |
imprägniert und unter Reckung bei 140
0 C getrocknet
- dabei gpringt
das Gewebe der Breite nach um
11,5 % ein
- und fixiert. Anschließend
wird, wie im dtsch. Gebrauchsmuster
1 901 340 beschrieben, auf die ausgerüstete
Schleifkornträgergewebebahn eine Kunststoffzwischenschicht, wie dort im Beispiel
3 beschrieben, aufgebracht und anschließend nach der
Trocknung
mit einem Phenol-Resolharz beschichtet und Elektrokorund oder Siliziumkarbid elektrostatisch
aufgebracht. Als Deckbindemittel wird Phenolharz aufgebracht und anschließend bei
50 - 1400C getrocknet und gehärtet.
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Das so erhaltene Schleifgewebe eignet sich für Naßschliff-Bandware.
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Zum Nachweis des technischen Fortschrittes wurden die so hermestellten
Schleifrrewebe einem mechanischen Brechvorgang
- in der Technologie der Schleifgewebeherstellung
als
11 Flexenl' bezeichnet
- unterworfen und zu Schleifgewebebändern
verarbeitet. Diese wurden auf eine Bandschleifmaschine aufgespannt und im Prüfschleifvorgang
getestet. Bei diesem Prüfschleifvorgang wurde ein erfindungsgemäß hergestelltes
Schlcifgewebe mit einem herkömmlich geschlichteten, anschließend nicht entschlichteten
und danach herkömmlich appretierten Schleifmittelträgergewebe prüfschleiftechnisch
verglichen. Bei konstanter Druckbelastung wurde der Abschliff von einem definierten
Eisenrohr durchgeführt. Ferner wurde die Oberfläche des Schleifgewebes nach dem
Prüfschleifvorgang im Hinblick auf Abschliff und Kornausbruch visuell begutachtet.
Als Wertmaßstab gilt jeweils die erzielte Schleifdauer bis --um völligen Ausbrechen
des Schleifkornes. Ferner wurde die Haftfestigkeit der Schleifgewebeappretur durch
Auftragen einer Phenolharz-Zwischenschicht und Kaschierung dieser Probe mittels
des gleichen Phenolharzes auf Blech keprüft. Die Probe wurde ausgehärtet, und nach
erfolgter Klimatisierun- wurden die Abschälfestigkeit so-wie der Punkt der Abschälung
bestiiiimt.
| c,1-iin.9 , |
| Bandschleif- Abschäl- A b -#A |
| maschine Korn- versuch erfolgt |
| ausbruch aus |
| Gewebe nach: |
| Herkömmlich geschlichtete 1 Minute 6 kg zwischen |
| Schleifgöwebe, nicht ent- Schlichte u. |
| schlichtet u.herkömmlich Appretur |
| imprägniert |
| Erfindungsgemäß geschlich- 12 Minuten 15 kg zwischen |
| tete Schleifgewebe mit er- Phenolharz |
| findungsgemäßer Schlichtung und Appretur |
| u. Appretur, imprägniert |
| und Zweitappretur, wie im |
| dtsch.Patent 1 226 451 be- |
| schrieben, -beschichtet |
Die Prüfungen zeigen, daß das Schleifblatt nach der vorliegenden Erfindung in mehrfacher
Hinsicht in überraschender Weise verbessert vorliegt.
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Die erfindungsgemäße Schleifkorngewebebahn wird durch die Zeichnungen
verdeutlicht.
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Figur 1 zeigt den Schleifkornträger 8, wobei
1 den kerngeschlichteten und erstapprotierten Kettfaden darstellt und 2 den
erstappretierten Schußfaden veranschaulicht.
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Figur 2 -zeigt den Aufbau von dem erfindungsgemäß behandelten Schleifblatt,
wobei 8 den in Figur 1 dargestellten Schleifkornträger veranschaulicht
und mit der erfindungsgemäßen Gewebeappretur versehen ist. Die Schleifkornbindemittel
6.9 bestehend aus dem Grundbindemittel 4 und dem Deckbindemittel 5,
sind deutlich
wiedergegeben. Als Schleifkornaufla30 3 ist beispielsweise Elektrokorund
oder Siliziumkarbid in den in der Schleifmittelindustrie üblichen Körnungsabstufungen
brauchbar. Außerdem ist die im deutschen Gebrauchs muster 1 901 340 beschriebene
Formmasse zusätzlich als Zwischenschicht 9 auferbracht wiedergegeben.
rigw.:
3 zeigt einen Zuschnitt als Schleifgewebeband, a--gur 4 zeigt einen Zuschnitt
als Schleifgewebehillse Figur 5 zeigt einen Zuschnitt als Schleifgewebekonen,
Eigur 6 zeigt einen Zusenitt als Schleifgewebeblatt. Im Beispiel
1 kann als copolymere Acrylat-Dispersion aufgebaut aus: 1 - 7 Gew.%
Acrylamid 1 - 5 Gew.% Methaerylaäure 5 - 15Gew.% Methylmethaerylat
Rest GewA Äthylacrylat verwendet werden.
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Im Beispiel 2 kann als reaktive copolymere Acrylat-Dispersion eingesetzt
werden, aufgebaut aus: a) mindestens 2 - 15 Gew.% ein N-Methylolgruppen enthaltendes
einpo«11.Ymerisiertes Monomeres, beispielsweise 11-Methylolacrylamid,
5 - 10 Gew.% Acrylnitril und als Rest Äthylacrylat, oder b) 50 GewA
Vinylacetat 30 40 Gew.% Butylacrylat 2 15 Gew.% N-Methylolacrylamid
oder a) Rest Gew.% Äthylacrylat 5 - 15 Gew.% Acrylnitril
5 - 15 JewA N-Methylolacrylamid.
Die besonderen Vorteile
bestehen darin, daß man-eine Schleifkornträgergewebebahn aus regenerierten Zellulosefasern
- insbesondere vom Typ der polynosischen Fasern verwendet, wobei a)
der Kettfaden mit einer chemisch so aufgebauten Schlichte geschlichtet ist, daß
die Schlichte sich mit dem später auf das fertig e Gewebe aufgebrachten Appreturmittel
ohne Auftreten einer anti-adhäsiv-werdenden Grenzschicht fest haftend verbindet,
b) c-Irr so vorbehandelte Kettfaden mit einem Schußfaden aus einem Schleifmittelträgergewebe
verwendet wird, e) das fertige Schleifmittelträgergewebe Im Gegensatz zu
der normalerweise notwendigen, viele Arbeitsgänge erfordernden appreturtechnischen
Naßbehandlung zur Entfernung der Schlichte und Reihigung des Gewebes direkt mit
einem chemisch auf die Schlichte abgestimten Appreturmittel appretiert wird, ohne
daß Störungen in der Haftung zwischen Appreturmittel und Gewebe auftreten.
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Die Schleifg ,ewebebahn hat besonders vorteilhafte Eigenschaften,
wenn diese mit dem Schleifmitelkörnern mit Schleifmittelkörnungen im mittleren und/oder
Mikro-Bereich versehen ist. Dies sind die Korngrößen 120 - 220 und 240 und
feiner ( Fepa-Mik-cokorngrößen-Standard für Schleifmittelkorn (Deutsche Fepa-Reihe)
Pachverband Elektrokorund-und Silizi-mkarbid Hersteller e.V.).