DE1694588C3

DE1694588C3 - Verfahren zur Herstellung von Poliermedien

Info

Publication number: DE1694588C3
Application number: DE19661694588
Authority: DE
Inventors: John B. Kittredge; Guy B. Langlois
Original assignee: Wheelabrator Corp
Current assignee: Wheelabrator Corp
Priority date: 1965-09-16
Filing date: 1966-09-15
Publication date: 1974-08-29
Also published as: DE1694588B2; DE1694588A1; CH501465A; AT277796B; GB1163739A

Description

3 ' 4

ketten auf wesentlich einfachere und billigere Weise Geeignete harzartige Bindemittel sind J*]jJ*J£"

AhYr herzustellen. harze und vorzugsweise Polyester-Styrol-Copolymere

""lZeichnungen bedeutet Phenolharze, Epoxydharze usw. Solche lj«ggj

Fi» l eine schematische Seitenansicht der Appa- Materialien werden im allgemeinen mit den »«'J"

«mir die zur Durchführung des Verfahrens der vor- 5 Partikeln und einem geeigneten Katalysator wirz vu»

Hunden Erfindung verwendet werden kann, der Tropfenbildung vermischt und sind emweoer

^IICFif 2 eine perspektivische Ansicht eines Form- selbsthärlend oder die Härtung k*nn wrvollsumdigt

ctnckes das in Obereinstimmung mit der Erfindung werden, indem die Formstücke durch einen·eroiBiw

? Steilt ist Ofen, eine Bestrahlungskammer od. a. gefuhrt werden,

^heF^ßfg 3 eine perspektivische Ansicht eines Form- to worin der harzartige Bestandteil polymerisiert oder

cfiirkes das in Übereinstimmung mit einer Weiter- vernetzt. »„n,,«» Λρτ

Entwicklung der Erfindung hergestellt ist, Die härtbaren Bindemittel, die zur Hers ellung der

^enF σ 4 Sne perspektivische Ansicht eines Form- Formstücke dieser Erfindung verwendet werden

Stückes, das in Übereinstimmung mit einer anderen werden hierin als »dauernd ^härf^ba" .^'^ärteS

SSShkeit der Erfindung hergestellt ist. »_s hier verwendete Begriff soll ι η ^to Warme «härtende

Die fließfähige Masse 1 enthält ein geeignetes, fließ- Harze, verglasbare Keramiken und von Feuchügtot

fäWges härtbfres Bindemittel und Schleifteilchen, zu trocknende ^^ψ^"^^Ζ^ν

Xenenfalls in einem geeigneten Kessel 2. Ein Alle diese sind nach dem Harten in heißem Wasser

RüCr 3 dient zur Aufrechterhaltung einer guten unlöslich, sogar unter alkahschen oder sauren Be

Durcfcnischung der Masse. Die Masse wird durch «. dingungen im pH-Bereich von 1,5 bis ¹^ ™£ J¹^_n

Rohie 4 mit Hilfe einer Meißpumpe 5 bis zu einem stehen dauernd der Deformation be. Drucken von

Verteiler 6 transportiert, von welchem aus es in eine wenigstens eiwa 3,5 kg/cm-.

Anzahl solcher Rohre 7 gelangt, die am Ende eine Es wurde festgestellt, da^ d,_e V,sko«tat der M

öffnung haben. Die Masse wird mit einer solchen schung. gemessen m.t emem Kotat.onssp.ndel-V.skos.

Geschwindigkeit gepumpt, daß einzelne Tropfen 8 a₅ meter he, 2 Umdr./Mm., zwschen etwa 500 und

fr UgT werden, die aus den öffnungen herausfallen. 30Ou, Poi.e liegen muß um '·"«'«;■ ^Tr$£"„ %

Fü den Fall kreisförmiger öffnungen erhalten, die /us.ellen, die vor dem Trocknen und Harte" des

Wen 8 beim Auf tropfen auf ein endloses Band 9, B;ndem.t.e!s formslabil smd. Da jl.ee™&*l£

2s aus rostfreiem Stahl, Fiberglas od. ä. besteht, eine Materialien thixotrop und/oder pseudoplastisch s^nd

Sraktenstische Kegelform. Das von einem Moior 10 30 sind die Viskositätswene, d« uter e.ne längere Zeit

tttriebenr Band 9 befördert die kegelförmigen Teile spanne oder be. höherer bmdrenungsz

durch eine Trockenkammer 11, die ein Ofen oder eine sind, n.edriger. An der unteren Grenze w

t" lLi*_mm„ je nach der Art des verwendeten bare Formstücke aus M.schungen mit

kann. Die gehärteten Formen von nahezu 500 Poisc

sein

harzartige Bindemittel enthalten, packfertig sind. ähnliche Formstücke, die ^f"^r

Die zur Herstellung der Medien der vorliegenden 4. Vergrößerung der Kosten des ^ Erfindung verwendeten Schleifmittel sind feinvcrteilte wörtlich sind. Andererseits werden S bstanzfn, wie z. B. die bekannten Arten: Alumini- zunge« m« ^v«^kos.taten J^n ^^ uinoxid, Siliciumcarbid, Titancarbid, Zirkoniumdioxid nicht le.cht Tropfchen b.lden-f^ ^ _wgrden

und Siliciumdioxid od. dgl. Die Teilchen dieser Sub- den Oberflache, z. ^B;« ^^ £,_5(εη dieser stanzen sind oft eckig, um Schleifwirkung zu erzielen, 45 können. Zusammensetzungen mn V'^s.tate und haben vorzugsweise eine Durchschnittsgröße im Größenordnung s.nd nur mit Offnun en von , B-reich von 1 bis 500 Mikron. Um den Medien eine Durchmesser zu verwenden und b.lden nur groue Schleif- und Schneideeigenschaft zu geben, wird die Formstücke. Formstucke wer-

Verwendung von Massen mit 30 bis 75 Gewichts- Die l^^fi^^ de Verhältnisses

prozent SchleifmiUelteilchen bevorzugt. so den verbessert ^dl ^Vol_umen ^efches für den Fall

^P Es können verschiedene härtbare Bindemittel ver- von Ober!lache zu \^^^ Verhältnisses wende« werden. Wie oben beschrieben s.nd verglas- ^cines ^''^^„J"^ _erScht werden kann

einem flüchtigen organischen Bindemittel zur ge- k.ppen hat und dadurch ,

genügend zu härten, <Un.il .ie nachh« in einen Dreh- «. das ,m Bereich »on «». 0 5 b»

erreicht.

indem man die Oberfläche des Bandes entsprechend mit Polstern, Rippen, Vertiefungen oder Riefen versieht. Eine zu tief gemusterte Oberfläche ist jedoch nicht erwünscht, da dann Ablöseschwierigkeiten vom Band entstehen. Mit dem Begriff »hauptsächlich eben«, wie er hier verwendet wird, ist eine Oberfläche gemeint, die keine Vertiefungen hat. die mehr als eine im allgemeinen ebene Oberfläche der Formstücke bilden.

Andere als kegelförmige Teile können unter Verwendung von öffnungen hergestellt werden, die nicht kreisföimig, sondern z. B. rechteckig, dreieckig, elliptisch oder gezackt sind, oder öffnungen mit einem anderen Querschnitt haben, um eine Vielzahl von gewünschten Formen zu erreichen. Man fand z. B., daß die Verwendung einer Öffnung, die an sich dreieckig war, aber gezackte Ränder hat, Formstücke vom allgemeinen Typ, wie er in F i g. 3 zu sehen ist, hervorbringt. Diese hatten gute Eigenschaften zur Veredelung von Innenflächen, z. B. Löchern und Kanälen. Andere nicht kegelförmige Formstücke können durch Neigen der Oberfläche des Bandes erhalten werden, so daß Formen, wie sie in F i g. 4 veranschaulicht sind, entstehen, bei denen die Oberfläche etwas mehr abgerundet ist.

Die folgenden Beispiele, in denen alle Anteile, wenn nicht anders erwähnt, Gewichtsteile bedeuten, dienen zur Erläuterung, aber nicht zur Begrenzung der Erfindung.

Beispiel 1

Durch Vermengen von 100 Teilen eines Harzsystems, das zu 36"·;, aus Styrol-Monomeren und zu 64ⁿ„ aus ungesättigtem O-Phthalsäurepolyester besteht, mit 6 üewichtsteilcn 50%iger Benzoylperoxidpaste als Katalysator und Zusatz von 150 Teilen Siliciumdioxid mit 0,074 mm Durchmesser entsteht ein pastenartiges Gemisch. Einige Portionen dieser Mischung wurden mit variierenden Anteilen von feinverteiltem gebranntem Siliciumdioxids versetzt, wodurch Massen mit verschiedenen Viskositäten erhalten wurden. Diese Massen wurden langsam durch Rohre von 0,64, 1,3 und 1,9 cm Innendurchmesser gepreßl und aus einer Höhe von 5, 20 oder 41 cm auf die

ao horizontale Oberfläche eines endlosen Bandes getropft, Die Ergebnisse und die Dimensionen der hauptsächlich kegelförmigen Stücke sind in der Tabelle zusammengefaßt. Die angegebenen Viskositäten sind mit einem Brockncld-RVF-Viskosimeter, Spindel Nr. 7,

»5 mit 2 Umdr./Min. bei 22 bis 23°C gemessen worden,

Teile	Viskosität	Rohr- Inncn-	Plätt	Tropf"	Abmessung	Höhe	Verhältnis	Form
feinverteilt« SiO₁		durch- messer	chen- Gewicht	höhe	Durch	cm	von Höhe zu Durch
je 100 Teile Harz	(Poise)				messer		messer
	2000	cm	g	cm	cm	0,51		knopfförmig
0,9		0.64	0,35	5	0,97	0,51	0,53	knopfförmig
			0.37	20	0,99	0.38	0,51	knopfförmig
	2000		0,38	41	1,07	0.66	0,36	knopfförmig
0,9		1.3	1,47	5	1.6	0,71	0,41	knopfförmig
			1.44	20	1,7	0,58	0,42	knopfförmig
	2000		1.30	41	1.65	0,66	0,35	knopfförmig
0,9		1,9	3,83	5	2,54	0,79	0,26	knopfförmig
			3,46	20	2.7	0,63	0,29	knopfförmig
	4500		3,32	41	2,54	(0,56 · 3,45)	0,25	tränenförmig
2,9		0,64	0.96	5	0,86	1,0	—	kegelförmig
			0.90	20	1.2	0,91	0,85	kegelförmig
	4500		1,04	41	1,3	(1-2)	0,71
2,9		1,3	2,52	. 5	1,5	1,04	—	kegelförmig
			1.86	20	1,6	0,94	0,65	knopfförmig
	4500		1,88	41	1,8	1,5	0,53	knopfförmig
2,9		1,9	5,74	ς,	2,3	1.45	0,68	knopfförmig
			5,98	20	2.54	1,25	' 0,57	knopfförmig
	8500		6,23	41	2,86	(0.58 · 3,3)	0,43
3,8		0,64	1,28	5	0,86	1,7	—	kegelförmig
			1,34	20	1,2	1,4	1,39	kegelförmig
	8500		1,33	41	1,35	(1,1-3,8)	1,04
3,3		1,3	4,47	5	1.52	1,85	—	kegelförmig
			3,81	. 20	1,95	1,5	0,95	kegelförmig
	8500		3,83	41	2,16	(1,73-3,8)	0,79
3,8		1,9	9,17	5	2,42	2,11	—	kegelförmig
			9.00	. 20	2,86	1,65	0,74	knopfförmig
		8,77	41	3.0	0,55

Beispiel 2
9,4 g Diäthylentriamtn,
93,8 g Siliciumcarbid, gepulvert,
76,8 g flüssiges Epoxidharz

(Epichlorhydrin-Bisphenol A mit
Epoxidäquivalent von etwa 190).

Die oben angeführten Bestandteile werden inni

miteinander vermischt und durch ein Rohr mi 1,27 cm Innendurchmesser gepumpt, das vertikE 20 cm über einem Band angebracht war. Die abfallen

einem den Tropfen bildeten kegelförmige Formstücke un waren nach dem Trocknen innerhalb von 30 Minute

bei 66 C etwa
von 1,8 cm.

,3 cm hoch mit einem Durchmesser B c i s ρ i e I 3

25 g Tennessee Ball Ton ■-- 5, 50 g Kiesel von 0,074 mm, 25 g Feldspat von 0.074 mm, 75 ml Wasser.

Diese innige homogene Mischung wurde aus einem Rohr von 1,27 cm Innendurchmesser aus 5 cm Höhe abgetropft. Die Formstücke wurden 16 Stunden lang bei 66 C getrocknet und im elektrischen Ofen zu Segerkegel 10 gebrannt. Man erhielt weiße, sehr glatte kegelförmige Stücke von 1,1cm Höhe und 1,6 cm Durchmesser.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

409 635/:

Claims

ι 2

zugsweise kugel- oder pelletförmigen Körpern gePatentanspruch: formt. Weitere Poliermittel spezieller Ausgestaltung

werden durch die französische Patentschrift 1 240 740,

Verfahren zur Herstellung von PoHermedien auf RE 23 387 (Zusatz zur USA.-Paientscbrift 2 369 689) der Grundlage von keramischen Massen oder $ und die USA.-Patentschrift 2 431 870 gelehrt. In der organischen harzartigen Materialien und AIu- letzteren Veröffentlichung sollen die Polierkorper miniumoxid, Zirkonaxid, Siliziumcarbid, Titan- aus Porzellan bestehen und glatte, zum Teil ebene, carbid oder Siliziumdioxid.'mit einer Teilch'engröße zum Teil gekrümmte parallele Flächen aufweisen, die von 1 bis 500μ als Schleifmittel, dadurch" sich unter Bildung von Kanten und Ecken unter gekennzeichnet, daß diese* Poliermittel- *o Winkeln von 90" schneiden und kerne scharfen Stellen mischung durch eine öffnung mit einer maximalen , haben, Eigenschaften, die erfindungsgemäß nicht Größe von 0,25 bis 3,8 cm auf ein glattes Fließ-, angestrebt werden.

band aufgetropft wird und "die auf diese Weise Die Verfahren, die zur Herstellung geeigneter

erhaltenen kegelförmigen Körper ausgehärtet und Medien angewendet wuiden, umfassen das Gießen anschließend von der Oberfläche des Fließbandes 15 einer Gleit- ot'er anderen Gußmasse in eine Vielzahl gesammelt werden. von Vertiefungen, das Trockenpressen einer pulver-

förmigen, Schleifmittel enthaltenden Masse oder das Spritzgußverformen pastenartiger Massen. Jede dieser

Techniken bewirkt eine Vielzahl von f^nwn, die

20 zusätzlich zu den hohen Kosten ein Problem der Formablösung mit sich bringt, und/oder erfordert

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eine Hochleisiungsvorrichtung, bei der die Vervon Poliermedien auf der Grundlage von keramischen schleißprobleme groß sind. Ein anderes Verfahren, Massen oder organischen harzartigen Materialien das angewendet wird, umfaßt das Auspressen und und Aluminiumoxid, Zirkonoxid, Siliziumcarbid, 25 Zerschneiden einer geeigneten pastenartigen Masse. Titancarbid oder Siliziumdioxid, mit einer Teilchen- Dieses Verfahren erfordert kostspielige Apparate größe von 1 bis 500 μ als Schleifmittel, welches dadurch zur Formgebung und f um Schneiden. Dtese Probleme gekennzeichnet ist, daß diese Poliermittelmischung sind um so größer durch die große Anzahl der bcdurch eine öffnung mit einer maximalen Größe von ' nötigten einheitlichen Stücke. Die einzelnen Stücke 0,25 bis 3,8 cm auf fin glattes Fließband aufgetropft 30 wiegen gewöhnlich durchschnittlich 1 bis 10 g und wird und die auf diese Weise erhaltenen kegelförmigen sind von einer solchen Größe, dall 2500 bis 75 000 den Körper ausgehärtet und anschrieben«/ von der Ober- Raum von 28 1 füllen. Die industriellen mechanischen fläche des Fließbandes gesammelt werden. Veredelungstrommeln oder Vibratoren fassen ge-

Die erfindungsgemäß herstellbaren Poliermedien wohnlich 56 bis 560 I. Die Herstellung scharfeckiger stellen Formstücke relativ einheitlicher Größe und 35 Tetraeder und Kegel war ganz besonders teuer und Gestalt dar, die Schleif- und Bindemittelmaterialien schwierig.

enthalten. Verfahren zur Herstellung von Poliermedien werden

Die mechanische Veredelungsindustrie verwendet In den USA.-Patentschriften 2 268 888 und 3 102 011 eine große Vielfalt von Medien und Formen zur beschrieben. Nach der USA.-Patentschrift 2 268 888 Oberflächenverfeinerung und/oder zum Entgraten 4° werden aus der Schmelze von chemischen Substanzen von Metall- und Kunststoffgegenständen. Diese Pellets hergestellt; die USA.-Patentschrift 3 102 011 Medien umfassen natürliche oder synthetische Steine, lehrt ein Verfahren zur Herstellung von Polierspäne Porzellane, mit Schleifmitteln gefüllte Tone, Holz, durch Formguß. Die Anwencjng des Formgießens Leder, Kunststoffe u. dgl. Die Teile, die verfeinert zur Herstellung von Poliermitteln geht auch aus der oder entgratet werden sollen, werden zusammen mit 45 britischen Patentschrift 935 286 hervor,
dem Medium in eine Poliertrommel gegeben. Dieses Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein VerMedium umgibt bzw. trägt die Teile, verhindert fahren zur Herstellung von Poliermedien zu enleine unerwünschte Berührung untereinander und wickeln, welches die Herstellung von Poliermedien liefert das Schleifmittel, das das Entgraten oder Ver- einheitlicher Größe bei hohen Herstellungsgeschwinschneiden ermöglicht. Unregelmäßig geformte Medien, 5° digk^iten und überdies zu geringeren Kosten als wie z. B. natürliche Steine, können große Probleme bisher ermöglichen sollte. Es wurde festgestellt, daß in der Produktion aufwerfen, da sie in Vertiefungen unter Verwendung von in einem Viskositätsbereich verschiedener Größe steckenbleiben, d. h., die Form- zwischen den vorher entweder zum Auspressen oder stücke haben die Tendenz, in Vertiefungen, Löchern zum Gießen verwendeten Mischungen, formbeständige und Kanälen festzuklemmen und sich nicht weiter 55 und im allgemeinen kegelförmige Formstücke herzu bewegen. Dementsprechend wurden Anstrengungen gestellt werden können, indem die Masse tropfengemacht, ein Medium aus einheitlicheren Form- weise aus einer öffnung oder vorzugsweise aus einer stücken zu erzeugen. Vielzahl von öffnungen auf eine geeignete, in der

Poliermittel, die aus pulverförmigen Schäeifmitteln Hauptsache glatte Oberfläche, wie z. B. ein endloses und natürlichen oder künstlichen Harzen hergestellt ^6o Band, gebracht wird. Ferner hat die Erfindung es worden sind und in welchen die Schleifkörner eine ermöglicht, in der Hauptsache scharfkantige, kegelkugelförmige Gestalt und eine zweckmäßige Größe förmige oder polyedrische Formstücke, wirtschaftlich, von 3 bis 30 mm aufweisen, aber auch größer oder mit hoher Produktionsgeschwindigkeit und mit relativ kleiner sein können, sind aus der Technik bekannt. einfachem apparativem Aufwand herzustellen. Derartige Poliermittel zum Trommelpolieren werden ⁶S Durch die vorliegende Erfindung wird erreicht, in der deutschen Patentschrift 846 362 vorgeschlagen. Poliermittel mit sehr einheitlicher Form und Größe, Diese Poliermittel werden in üblicher. Weise mit .beispielsweise kegelförmige Poliermittelteilchen mit Bindemitteln vermischt und zu gleichmäßigen, vor- scharfen Kanten, mit hohen PYoduktionsgeschwindig-