DE2129640A1 - Schleifpapiere oder -leinen - Google Patents

Description

"Schleif papiere oder-.leinen"

Die Erfindung betrifft Schleifpapiere oder-1einen mit einem Decküberzug aus einem Kunststoff, insbesondere einem Elastomeren, welches noch restliche ungesättigte Stellen enthält und gegebenenfalls einen aktiven feinteiligen Füllstoff·

Übliche Schleifpapiere oder-leinen werden im allgemeinen hergestellt durch kontinuierliche Aufbringung einer ersten Schicht eines Klebers und des Schleifkorns auf einen relativ breiten Träger. Diese Klebschicht erstarrt und fixiert damit das Schleifkorn am Träger, worauf meistens eine Deckschicht aus einem Bindemittel aufgetragen wird. Bei derartigen Schichten werden das Schleifkorn im wesentlichen nur an ihrer Grundfläche, d.i. unmittelbar in der Nähe des Trägers, an diesen gebunden, so daß sie sich nach außen in der Art an einem Ende eingespannten, im übrigen freitragenden Tragbalken in regellosen Höhen und Abständen erstrecken. Zur weiteren Ver-

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festigung der Haftung wird das beschichtete Material in eine für die Anwendung geeignetere Form gebracht, wie in Bogen, Rollen, Bänder oder Seheiben.

Die Anwendung von Schleifρapieren oder "vLe inen oder daraus hergestellten Gegenständen führt zu einer relativ hohen anfänglichen Schnittleistung, jedoch während der Anwendung sinkt diese aus verschiedenen Gründen und erreicht schließ— lieh ein Ausmaß, bei dem die wirtschaftliche Anwendung nicht mehr gegeben ist und das Schleifmittel weggeworfen werden muß. Eine der Hauptgründe für das Absinken der Schnittleistung, | begleitet von einer Veränderung der Oberfläche selbst, liegt in der Tatsache, daß die eben frei gelegte Metallflache während des SchleifVorganges extrem reaktionsfähig ist» Eine solche frische Metallfläche, z.B. Metallspäne, ver<schweißen oft mit dem Schleifmaterial j in einigen Fällen zumindest infolge einer chemischen Reaktion. Andererseits werden einige Metalle an der eben frei gelegten Oberfläche oxydiert, so daß sich eine Metalloxidhaut bildet, die im allgemeinen harter ist als das Metall selbst. Dieses Phänomen führt zu extrem hohen Beanspruchungen des Schleifkorns, was seinerseits wieder zu höheren Temperaturen führt.

Bei einem Schleifpapier oder-leinen wird das Schleifkorn " · anfänglich wirksam sein beim Schnitt, welches sich am weitesten aus der Unterlage oder dem Träger erstreckt, da diese Körner zuerst mit der zu bearbeitenden Metallfläche in Berührung kommen. Wenn dieses Schleifkorn nun Schweißverbindungen bildet, so treten in zunehmendem Ausmaß Reibungskräfte am Werkstück auf, so daß das einzelne Schleifkorn allmählich gebrochen oder ausgebrochen aus dem Träger wird. Je zahlreicher diese weiter vorstehenden Schleifkörner gebrochen und ausgebrochen werden, um so meh'r sinkt die schleifende Fläche ab und es wird Schleifkorn wirksam, welches sich aus dem Träger

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nicht so weit erhebt, als die am Anfang wirksamen Schleifkörner. Die Schleiffläche nähert sich also dem Trägermaterial, die verschweißten Schleifkörner werden immer zahlreicher. Schließlich kommt es zu einem "vollständigen Verschmieren" der Schleiffläche.

Aus obigem erkennt man, daß eine gewisse Wechselwirkung zwischen der Schleiftemperatur und dem Verschmieren besteht. Faktoren, die zur lokalen plötzlichen Temperaturerhöhung an der Zwischenfläche zwischen dem Schleifmittel und dem zu bearbeitenden Werkstück führen, begünstigen das Verschweißen und damit das Verschmieren. Dieses Verschmieren von Schleifpapieren oder-leinen ist selbstbeschleunigend, so daß jeder Temperaturanstieg in der Arbeitsfläche infolge von Reibung die weitere Verschweißung von Schleifkorn und Metall begünstigt. Diese Verschweißungen ihrerseits führen zu höheren Reibungskräften und Temperaturen in der Arbeitsfläche. Unglücklicherweise kann die Temperatur einen Punkt erreichen, bei dem der Metallgegenstand "ausgeglüht" wird und infolge der Hitze sich verfärbt oder anläuft. ₍

Das Verschmieren, das bekanntlich eher ein Problem bei einzelnen Metallen als bei anderen ist, tritt oft auf, wenn noch ein beträchtlicher Anteil des Schleifkorns noch nicht abgenutzt ist; demzufolge wird ein Schleifmittel vom wirtschaftlichen Standpunkt aus unbrauchbar, wenn der Träger noch volle Wirksamkeit hat und bevor die Brauchbarkeit des Schleifkorns selbst ausgeschöpft ist. Wenn ein derartiges Verschmieren beim Schleifen auftritt, so ist eine große Anzahl von Schleifbändern u.dgl. im allgemeinen erforderlich, um die angestrebte Oberflächengüte zu erreichen. Abgesehen von den mit dem Verbrauch an Schleifmittel für eine besondere Arbeit erforderlichen Kosten sind zusätzliche Zeit und Aufwand nötig zum Auswechseln der unbrauchbar gewordenen verschmierten

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Schleifbänder gegen neue. Das alles führt somit zu einer zunehmenden Kostenbelastung dieses Arbeitsvorganges.

Es wurden im Laufe der Zeit mehrere Versuche bekannt, das Problem des Verschmierens zu eliminieren oder zumindest zu verringern. Bei allen diesen Lösungsversuchen ging die Tendenz dahin, die Reibung zwischen Schleifkorn und zu bearbeitender Metallfläche herabzusetzen. Es wurden Wachse, Fette und verschiedene flüssige Schmiermittel, die von Zeit zu Zeit während des Schleifvorgangs anzuwenden sind, vorgeschlagen. Dies ist jedoch nur in sehr beschränktem Ausmaß wirksam W und die erreichten Vorteile werden oft durch Unzulänglichkeiten, Kosten und Verschmutzung des Werkstücks kompensiert· Wässrige oder ölige Flüssigkeiten im Bereich der Arbeitsfläche sind unangenehm, kostspielig und verschmutzen das ganze. Werden wäßrige Flüssigkeiten angewandt, so besteht die Notwendigkeit, wasserbeständige Schleifpapiere oder-leinen anzuwenden; werden ölige Flüssigkeiten angewandt, so besteht eine gewisse Feuergefahrj die Anwendung von solchen Flüssigkeiten macht daher Spezialeinrichtungen erforderlich. In vielen Fällen konnte jedoch festgestellt werden, daß derartige wäßrige oder ölige Schmiermittel das Verschmieren verzögern, in den meisten Fällen verhindern sie jedoch nicht letztlich das Auftreten von Verschmierungen, jedenfalls verhindern sie zumindest in gewissem Ausmaß die Bildung einer Oxidhaut auf der frischen Metallfläche.

•Beim Schleifen bestimmter Metalle, wie Titan, müssen Schmiermittel absolut vermieden werden» Die Anwendung von z.B. hoch chlorierten Ölen beim Schleifen von Titan dürfte später zu einem Problem führen«, Spannungsrißkorrosion, die außerordentlich unerwünscht ist, soll nach verschiedenen Angaben bei höheren Temperaturen auftreten in Anwendungsgebieten, wo beim Schleifen derartige Schmiermittel angewandt werden.

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Fachleute und Techniker sind der Ansicht, daß die Ursache das restlichen Material, welches auf der Metallfläche durch den SchieifVorgang zurückbleibt,für derartige. Rissei i_st. Was auch immer die Ursache sein mag, chlorierte Schleifflüssigkeiten müssen bei der Bearbeitung von Titan sorgfältig vermieden werden und um mögliche andere Probleme zu verhindern, muß Titan in einigen Fällen trocken geschliffen werden. Deswegen und wegen einiger oben bereits erwähnten Gründen besteht während vieler Jahre bereits ein dringendes Bedürfnis nach einem Schleifmittel für das Trockenschleifen von Metallen, insbesondere von Titan.

Es sind auch bereits Versuche bekannt geworden, um diesen mit der Anwendung von äußeren "Schieifhilfsmitteln¹¹, z.B. Wachsen oder Schmiermitteln, zu begegnen, indem ein sog. Schleifhilfsmittel in der Art eines aktiven Füllstoffs in das Schleifpapier oder Schleifleinen eingebracht wird (z.B. USA-Patentschrift 3 058 819). Danach enthält die Bindemittelschicht eine organische schwefelhaltige Verbindung, wie Thioharnstoff· Eine solche Verbindung in üblichen Phenolformaldehyd-Bindemitteln, wie sie allgemein für die Herstellung von Schieifpapieren oder -leinen angewandt werden, soll das Verschmieren oder Anschweißen von Metall an dem Schleifkorn verhindern. Es ist auch bekannt (USA-Patentschrift 3 541 737) _t einen das Anschweißen verhindernden Füllstoff in zumindest der äußersten Schicht anzuwenden, z.B. in einer Deckschicht, welche zusätzlich zu dem Füllstoff ein Bindemittel enthält, wie es üblicherweise als Bindemittelschicht in Schleifpapieren oder Schleifleinen angewandt wird. In so einer Masse können auch andere Füllstoffe angewandt werden. Die am kritischsten Füllstoffe sind einfache oder komplexe Metallhalogenide, wie Natriumfluoroaluminat, d.i. Kryolith,oder Kaiiumfluoroborat.

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Es ist auch bereits bekannt (USA-Patentschrift 3 256 076), auf die Oberfläche eines Schleifpapiers oder-leinens als Deckschicht ein filmbildendes Material aufzubringen, welches eine organische Verbindung aufweist, die einen chemisch gebundenen Substituenten enthält, der sich bei der Schleiftemperatur zersetzt und in Gegenwart normaler Feuchtigkeit hohe Reaktionsfähigkeit mit dem abzuarbeitenden Material besitzt oder auf dieses korrosiv wirkt· Der chemisch gebundene Bestandteil ist Chlor, Brom oder zweiwertige Schwefel, die bei der Zersetzung Chlorwasserstoff, Bromwasserstoff oder ^ Schwefelwasserstoff liefern· Eine solche Reaktion soll zur Verringerung der Reibung zwischen dem Schleifkorn und der zu bearbeitenden Metallfläche führen. Man kann, wie angenommen wird, daraus schließen,daß danach ein Verschmieren durch Verringerung der Reibungskräfte beim Schleifen verhindert wird, wodurch auch die Schleifteraperatur gesenkt werden kann·

Es ist weiter bekannt (britische Patentschrift 1 145 082), daß ein das Anschweißen verhindernder Füllstoff zumindest in der äußersten Schicht eines üblichen Schleif materials vorliegt.

Der Mechanismus,der derartigen internen Schleifhilfsmitteln, W wie sie oben erwähnt und bekannt sind, zugrunde liegt und zu einer Verbesserung des Schleifkorns beiträgt, ist unterschiedlich mit den angewandten Materialien. Es wurden verschiedene mögliche Mechanismen angeboten. Nach einem vorgeschlagenen Mechanismus erfolgt die Auswahl des Materials im Hinblick auf einen Schmelzpunkt unter dem der Oberflächentemperatur . im Arbeitsbereich. Das Material schmilzt dann und bildet eine Flüssigkeit, die die Oberfläche des Schleifkorns bedeckt. In diesem Fall wirkt das geschmolzene Material wie ein Schmiermittel in dem Bereich, wo die Metallspäne und das Schleifkorn miteinander in Berührung stehen.

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Für einen anderen Mechanismus werden solche Materialien ausgewählt, die mit den Metallspänen unter Bildung eines nicht haftenden Films zu reagieren vermögen. In vielen Fällen ist die frisch freigelegte Metallfläche extrem heiß und hoch reaktionsfähig. Wenn ein Material mit einem Bestandteil des zu bearbeitenden Metalls zu reagieren vermag und in der Nähe der Zwischenfläche von Schleifkorn und Metallspänen vorliegt, so ist zu erwarten, daß eine Reaktion oder Korrosion an der Oberfläche der Metallspäne eintritt· So kann ein nicht haftender Film, der eine Reaktion der Metallspäne mit dem Schleifkorn verhindert und auch ein Anschmelzen der Späne auf der Arbeitsfläche, gebildet werden.

Eine weitere Möglichkeit liegt darin, ein Material auszuwählen, welches mit der frischen Metallfläche zu reagieren vermag unter Bildung eines Produkts in Form eines Schmierfilms. Dieser Film kann eine Scherfestigkeit ausreichend niederer Werte besitzen, um als festes Schmiermittel zu wirken und zwar im Bereich der Berührung der Metallspäne mit dem Schleifkorn.

Die oben erwähnten Mechanismen gestatten eine allgemeine Regel zur Auswahl der Materialien, ? als Schleifhilfsmittel brauchbar sind, aufzustellen. Jedoch ist es im allgemeinen nicht möglich, eine exakte Voraussage über die Brauchbarkeit eines bestimmten Materials für diesen Zweck zu machen. Dies gilt insbesondere für Gemische verschiedener Materialien, die in manchen Fällen einen synergistischen Effekt zeigen. Schließlich erweisen sich bestimmte Materialien bei der Bearbeitung bestimmter Werkstoffe als besser als für andere. Aus diesem und anderen Gründen geht in der einschlägigen Industrie die Suche nach Schleifpapieren oder-leinen für das Trockenschleifen weiter, um geeignetere Schleifhilfsmittel zu finden. ,

Ein weiteres Problem im Rahmen der Anwendung von Schleif-

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hilfsmitteln in Schleifpapieren oder-i einen, insbesondere aus der Gruppe der sog· aktiven Füllstoffe, liegt darin, daß diese Schleifhilfsmittel dauernd und gleichmäßig an der Arbeitsfläche zur Verfügung stehen müssen und zwar über die gesamte Startzeit des Schleifmittels. Diese Füllstoffe sind im allgemeinen in einem Bindemittel eingebracht, die, wie oben bereits angedeutet, in bestimmten Fällen die äußerste Schicht der Schleifkornbindung darstellt· In manchen Fällen kann diese Schicht eine Deckschicht für die Schleifkornschicht darstellen. Nicht alle Bindemittel haben sich jedoch als brauchbar erwiesen. Einige, die sonst für das Binden pulverförmiger ™ Produkte geeignet sind, haften nicht ausreichend auf der Schleifkornschicht, insbesondere bei den beim Schleifvorgang zu erwartenden Temperaturen» oder sie zeigen einen unzureichenden Zusammenhalt bei solchen Temperaturen oder sogar beide Nachteile. Dies führt während der Anwendung des Schleifmittels zu einem stellenweisen Abheben der das Schleifhiüfömittel enthaltenden Schicht· Tritt dies ein, so wird der maximale Vorteil des Schleifhilfsmittels nicht erreicht und die Standzeit des Schleifmittels wird, wenn Überhaupt, nur wenig verbessert.

Nach der Erfindung wird nun an der schleifenden Seite des Schleifpapiers oder-leinens eine Deckschicht vorgesehen, die k ein polymeres Material, insbesondere e±r/' elastömeiPes Material • darstellt, welches nicht obige Nachteile aufweist, sondern vorteilhafterweise den Schleifvorgang verbessert. Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält diese Schicht auch noch ein aktives feinteiliges Füllmaterial, das zu einer weiteren Verbesserung des SchleifVorgangs führt.

Elastomere Stoffe, die in zweifacher Weise funktionieren, nämlich als Bindemittel und als Schleifhilfsmittel als solches, sind im allgemeinen Polymerisate von Monomeren, die bei der Polymerisation einen Restanteil aa ungesättigten Stellen beibehalten.

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Die erfindungsgemäß angewandte Schi eif hilfsmittel schicht führt bei gewissen Anwendungsgebieten zu einer merklichen Verringerung der Reibungswärme· Dadurch ist der Schneidvorgang kühler und es besteht eine geringere Tendenz zum Verschmieren· Die Standzeit der Schleifmittel wird dadurch verlängert und der Abschliff während der gesamten Standzeit höher und gleichmäßiger.

Das erfindungsgemäße Schleifpapier oder-leinen läßt sich vorteilhafterweise für verschiedene Trockenschleifvorgänge anwenden, insbesondere dort, wo nur leichter Anpreßdruck angewandt wird, ζ·Β. beim Freihand-Schleifen. Zu solchen Schleifvorgängen gehören u.a. das Trockenschleifen von Lötstellen und Werkstoffen, die sich schlecht schleifen lassen, wie die korrosionsbeständigen Stähle und Titan· Die zunehmende Anwendung von Titan für die Herstellung verschiedener Gegenstände, z.B. in der Luftfahrttechnik, bringt die Notwendigkeit eines sicheren, besseren und schnelleren SchleifVerfahrens für dieses Metall mit sich·

Ein wesentlicher Vorteil der Verringerung der Schleiftemperatur liegt darin, daß weniger Möglichkeit zur Änderung der metallurgischen Struktur eines Werkstücks, die manchmal nachteilig sein kann, während des Schleifens gegeben ist. Eine weitere übliche Methode zur Vermeidung des "Ausglühens" von Titanwerkstücken während des Trockenschleifens besteht darin, den SchleifVorgang periodisch zu unterbrechen, um eine Abkühlung des Werkstücks zu ermöglichen. Das Abkühlen erreicht man in manchen Fällen durch Eintauchen des Werkstücks von Zeit zu Zeit in Wasser od.dgl·, woraufhin das Werkstück mit einem trockenen Tuch vor neuerlichem Schleifen abgetrocknet wird. Mit den erfindungsgemäßen Schleifmitteln ist jedoch ein derartiges Zwischenkühlen von Titanwerkstücken nicht mehr erforderlich.

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Ein weiterer Vorteil in der Anwendung von Schielf papieren oder-leinen nach der Erfindung, insbesondere für Titanwerkstücke, liegt darin, daß beim Schleifen die Funkenbildung weitgehend verringert wird. Dadurch wird das Schleifen von Titanwerkstücken wesentlich sicherer, als dies der Fall ist bei Schleifvorgängen, die mit der Ausbildung von voluminösen Funken verbunden sind·

Es kann angenommen werden, daß die mit den erfindungsgemäßen Schleifmitteln erreichten Verbesserungen auf folgendem Reaktionsmechanismus beruhen. Wird bei der Anwendung eines Schleifmittels Druck auf die zu bearbeitende Oberfläche zur Einwirkung gebracht, so erfolgt eine Verschiebung {die Kristallstruktur wird gestört) des Gefüges im Metall· Dadurch entsteht ein Elektronenstrom zu der Metalloberfläche, der mit steigender Temperatur zunimmt· Ist nun die Wärmeleitfähigkeit des Metalls, wie bei Titan, verhältnismäßig gering, so kommt es in der Arbeitsfläche zu einem Warmestau,der seinerseits wieder zu einem Elektronenüberschuß an der Arbeitsfläche führt. Dieser Elektronenstrom zu der Oberfläche scheint in der Art des Kramer—Effekts zu liegen-(L. Grunberg, Brit. J. Appl. Phys· 9/85 (1958)). Darin lann sehr wohl der Grund liegen, warum Titan beim Schleifen so viel reaktionsfähiger ist als andere Metalle, die höhere Wärmeleitfähigkeit besitzen.

Vor diesem Hintergrund soll nun der erste theoretische Mechanismus, nämlich der als Elektronenakzeptor wirkenden Lewis'sehen Säure, betrachtet werden.

Als Lewis'sehe Säure bezeichnet man bekanntlich jedes Molekül oder Ion, welches in der Lage ist, sich mit einem zweiten Molekül oder Ion unter Ausbildung einer kovalenten chemischen Bindungen mit zwei Elektronen des zweiten Moleküls oder Ions zu binden. Bei der Schleif temperatur zersetzt sich

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bekanntlich ein komplexes Metal!halogenid, wie Natrium— fluoroborat.zu einer Lewis'sehen Säure. Dadurch wird eine mit dem Metall reaktionsfähige Substanz verfügbar·

Werden die Oberflächenelektronen durch einen Elektronenakzeptor aufgenommen, so wird das Metall in einem solchen Ausmaß anodisch, daß eine von Bedingungen eintritt, die zu einer Spannungsrißkorrosion führen kann {E.H. Dix, Jr. Trans. Am. Inst. Mining Met. Engrs·, 137, 11 (1940). Danach soll eine Spannungsrißkorrosion auftreten, wenn die Legierung anodisch, also positiv, wird und hohe Belastung auf Spannung vorliegt. Die andere vorliegende Bedingung beruht auf einer Spannungskonzentration, die sich an der Wurzel von Nuten oder Kerben ausbildet (einem Bereich, in dem das Metall bereits ausgeschliffen ist). Mit steigender Spannungskonzentration nehmen die Risse über die gesamte Oberfläche, die zu schleifen ist, zu. Spannungsrißkorrosion tritt gleichzeitig mit dem Materialabtrag durch Schleifen auf und zwar viel leichter; es kann also angenommen werden, daß dies zu einer vergrößerten Schnittleistung des Schleifmittels führt. Werden die Schleifbedingungen verbessert, so wird weniger Energie zum Materialabtrag erforderlich, bevor eine tiefere Schleiftemperatur auftritt. Wird von einer dieser Bedingungen abgegangen, wie daß das Werkstück anodisch ist durch Entfernung des verfügbaren Elektronenakzeptors, so hört die Spannungsrißkorrosion auf und man kommt wieder zu Bedingungen, wie sie bei üblichen Schleifvorgängen eintreten. Polglich ist die Zeit, bevor Bedingungen auftreten, die für das Verschmieren vorteilhafter sind, um so langer, *je länger und je ununterbrochener das Schleifhilfsmittel verfügbar ist.

Ein weiterer theoretischer Mechanismus, der zur Erklärung der Verbesserung herangezogen werden kann, ist z.B. im elasto-

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meren Material gelegen» Es kann angenommen werden, daß sich dieses bei der Schleiftemperatur unter Bildung von freien Radikalen zersetzt. Diese verfügbaren freien Radikale bilden eine kovalesnte Bindung mit dem Metall der Oberfläche, wie oben erwähnt, da dort Elektronen für diese Bindungsart verfügbar sind» Da die Elektronen.aus dieser Oberfläche entfernt werden j so wird das Werkstück anodisch und die Spannungsrißkorrosion begünstigt·

Es zeigte sich nun erfindungsgemäß, daß das Schleifen tatsächlich verbessert werden kann durch Induzieren von Spannungsrißkorrosion· Bei einer bevorzugten Ausführungsform nach W der Erfindung können gleichzeitig mit dem Schleifvorgang Spannungsrißkorrosion nach swei unterschiedlichen Mechanismen auftreten. Die Zweckmäßigkeit, solche Risse hervorzurufen, kann als vollständig unerwartet bezeichnet werden, insbesondere, da bekannt ist, daß bei bestimmten Metallen viel Forschungs- und Entwicklungsarbeit aufgewandt wurde, um das Auftreten einer Spannungsrißkorrosion zu verhindern·

Unabhängig von dem tatsächlich eintretenden Mechanismus kann zusammenfassend gesagt werden, daß mit dem erfindungsgemäßen Schleifmittel besondere Vorteile" hinsichtlich Schnittleistung erreicht werden können.

Die Erfindung wird anhand der Figur erläutert, die einen schematischen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes •Schleifmittel zeigt. Das Schleifmittel 10 umfaßt einen Träger 11, eine Binderschicht 12 und das Schleifkorn 13« Auf der - Binderschicht 12 befindet sich die erfindungsgemäß angewandte Schicht 14, die in der einschlägigen Technik im allgemeinen als Deckschicht bezeichnet werden kann.

Der Träger csder die Unterlage 11 kann aus einem üblicherweise angewandten Material, wie Papier ₉ Gewebe, mehrschichtige Pa-

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piersorten oder Textilien, aber auch eine Kombination eines aus Papier und Textilgut bestehenden Laminats,vulkanisierte Fasern oder irgend ein anderes flexibles festes Material· Handelt es sich bei dem Trägermaterial um ein Textilgut, so kann man gegebenenfalls die an sich bekannten Füllstoffe anwenden. Der Träger kann gegebenenfalls wie üblich mit einem Haftgrund und/oder einer Schicht an der Rückseite versehen werden.

Die Binderschicht 12 fixiert das Schleifkorn 13 so am Träger, wie dies üblicherweise geschieht. Als Bindemittel eignen sich die allgemein angewandten Substanzen, wie Leim oder Kunststoffe, z.B. Phenolharze, Alkydharze, Epoxyharze, Harnstoff-Formaldehydharze u.dgl. Gegebenenfalls kann auf dieser Binderschicht noch ein Überzug vorgesehen werden. Wird ein solcher Überzug angewandt, so kann dieser aus dem gleichen Material wie die Binderschicht oder gegebenenfalls auch aus einem anderen Material bestehen. Die Art der Auftragung der Bindemittel hängt natürlich in gewissem Ausmaß von dem gewählten Material ab. Es handelt sich jedoch immer um in der einschlägigen Industrie allgemein angewandte Aufbringungsarten. Es ist offensichtlich, daß das für die Bindung angewandte Material abhängt von den speziellen gewünschten Eigenschaften an dem fertigen Bindemittel. Als besonders zweckmäßig erwiesen sich erfindungsgemäß als Kleber und Überzug ein Phenolformaldehydharz.

Als Schleifkorn werden die üblicherweise angewandten Produkte, wie Siliciumcarbid, Aluminiumoxid und polykristallines Material, wie geschmolzene Oxide von Zirkonium und Aluminium, verwendet. Die Körnung hängt ab von dem Anwendungszweck. Besonders gute Ergebnisse erreicht man mit mittlerem und grobem Schleifkorn. Bei einem Poliervorgang, bei dem ein Schleifkorn mit der Körnung 0,1 mm und feiner (150 grit) .

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reicht der Wärmestau nicht aus zur Zersetzung des aktiven Füllstoffs. .

Ein bevorzugtes Schleifmittel im Sinne der Erfindung umfaßt ein übliches Baumwollgewebe als Unterlage und einen Harzkleber sowie eine Überzugsschicht mit Siliciumcarbid oder Aluminiumoxid als Schleifkorn. Derartige Schieifρapiere oder Schleifleinen und ihre Herstellung sind allgemein bekannt.

^ Die Deckschicht 14, die der wesentliche Punkt der Erfindung darstellt, besteht grundsätzlich aus einem polymeren, insbesondere elastomeren Material. Es zeigte sich unerwarteter— weise, daß dieses nicht nur als Bindemittel für die aktiven . Füllstoffe dient, sondern auch selbst aktiv zur Steigerung der Schnittleistung des Schleifmittels beiträgt. Das Elastomer ist, was besonders wichtig ist, ausgezeichnet durch -hervorragende Haftung gegenüber den anderen Materialien, die üblicherweise für Bindemittel in Schleifmaterialien angewandt werden. Die physikalischen Eigenschaften sind derart, daß ein wünschenswertes Erweichen während des Schieifens ohne einer Blasenbildung eintritt. Diese Eigenschaften sind besonders wünschenswert, da sie ein unerwünschtes Abheben der

W- Deckschicht während der Anwendung verhindert und ermöglicht, ihre Aufgabe während der gesamten Standzeit des Schleifzeit zu erfüllen. Nach der speziell bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält die Deckschicht ein elastomeres Material, welches nicht nur als Bindemittel für ein feinteiliges Schleifhilfsmittel dient, sondern auch selbst beim SchleifVorgang wirksam wird.

Die Schicht 14, die den Kernpunkt der Erfindung darstellt, umfaßt einen Binder, der bei den erreichten relativ hohen Temperaturen während des Schleifens gute Haftung und guten Zusammenhalt zeigt und in sehr wünschenswerter Weise er-

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weicht, ohne daß es zu einer Blasenbildung kommt. Derartige Schichten enthalten vorzugsweise auch in disperser Verteilung ein Metallhalogenid, insbesondere komplexe Alkali- und Erdalkalihalogenide, wie Natriumaluminiumhexafluorid, Natriumsilicofluorid oder Natriumfluoroborat.

Produkte, die diese zweifache Funktion erfüllen, nämlich als Schleifhilfsmittel und als Bindemittel· für das feinteilige

synthetische

Schleifhilfsmittel,sind/polymere Produkte, insbesondere aus Monomeren, die konjugierte biene sind, z.B. Butadien und seine Homologen, die bei der Polymerisation zu Produkten führen, welche noch eine wesentliche restliche Ungesättigtheit aufweisen· Damit wird das Ausmaß der Ungesättigtheit verstanden,wie es sich aus einer Jodzahl von zumindest etwa 105 ergibt. Erfindungsgemäß werden jedoch nicht nur Homopolymere derartiger Monomerer angewandt, sondern bevorzugt auch Mischpolymere, z.B. mit Acrylnitril und Styrol. Weitere Kunststoffe, die erfindungsgemäß vorteilhafterweise angewandt werden können, sind carboxylierte Butadienacrylnitrile bzw. Styrole. Wird ein Mischpolymer angewandt, so muß dieses zumindest etwa 50 Gew.-% des konjugierten Diolefins enthalten. Ein solches Mischpolymer von Butadien und Styrol hat eine Jodzahl von z.B. etwa 160.

Kunststoffe der oben erwähnten Art sind im Handel erhältlich. Dies gilt auch für die carboxylierten Mischpolymeren, die in Form eines nicht ionisch stabilisierten Latex mit einem Feststoff gehalt von 40 Gew.-% verfügbar sind (TyIac) (USA-Patentschriften 2 961 348, 3 256 234 und 3 422 050). Die Herstellung der carboxylierten Mischpolymeren erreicht man nach dem bekannten Verfahren durch Einführen einer äthylenisch ungesättigten Monocarbonsäure, wie Acryl- oder Methacrylsäure oder eines Teilesters einer ungesättigten mehrbasischen Säure, wie Itacon-j Funar- oder Maleinsäure in die Polymerkette.

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Für den erfindungsgemäßen Zweck hat sich ein carboxyl iertes Mischpolymer (.TyI ac 35O2A) als besonders zweckmäßig erwiesen. Es wird angenommen, daß es sich dabei um ein Produkt handelt,, welches etwa 17 % Acrylnitril und etwa 1 bis 3 % Carbonsäure, Rest im wesentlichen Butadien, enthält, bezogen auf das Trockengewicht der Monomerfeststoffe. Ein anderes brauchbares Handelsprodukt ist "Tylac 4485C^If, dabei handelt es sich offensichtlich um ein Produkt, welches etwa 56 % Butadien, etwa 41 % Styrol und etwa 3 % Carbonsäureeinheiten enthält.

fc Derartige Polymerisate und deren Latices sind bekannt, ebenso deren Auftragsweise, so daß darauf nicht näher eingegangen werden muß. Diese Latices können neben ihren Hauptbestandteilen auch noch übliche Zusätze, wie Antioxydationsmittel, Netzmittel oder Stabilisatoren aufweisen. Letzteres ist erforderlich, um ein Brechen der Emulsion bei Zugabe eines aktiven feinteiligen Füllstoffs zu verhindern. Diese Zusätze für optimale Auftragsmasse sind bekannt. Es muß jedoch darauf hingewiesen werden, daß im allgemeinen größere Stabilisatormenge für Latices,in die aktive Füllstoffe eingearbeitet werden, erforderlich sind, als bei anderen Anwendungsgebieten der gleichen Latices· Zufriedenstellende Ergebnisse beobachtet man im allgemeinen mit einer Stabilisatormenge zwischen etwa 3 und 12 % (Trocken-

P gewicht der Latexfeststoffe).

Wie oben bereits erwähnt, enthält die bevorzugte Ausführungsform nach der Erfindung in der Deckschicht einen aktiven feinteiligen Füllstoff als weiteres Schleifhilfsmittel. In der Schleifmittel indu s tr ie sind verschiedenste Arten von Füllstoffen bekannt. Die Füllstoffe, die erfindungsgemäß zufriedenstellen, sind Me_ttallfluoride, insbesondere komplexe Alkalimetallfluoride, wie Natriumaluminiumhexafluorid, Kaliumaluminiumhexafluorid, Natriums ilicofluorid, Natriumfluoro-

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borat, Kaiiumsilicofluorid und Kaliumfluoroborat. Anstelle obiger Füllstoffe kann man auch andere bekannten aktive Füllstoffe oder im Gemisch dazu anwenden. In manchen Fällen bringt die Kombination besondere Vorteile. Bei diesen anderen Füllstoffen kann es sich beispielsweise um aktive Füllstoffe, wie einfache Metallhalogenide, handeln, z.B. Calciumfluorid, Aluminiumfluorid oder Kaliumfluorid.

Wird in der Deckschicht ein aktiver Füllstoff gewünscht, so soll dessen Gewichtsanteil nicht mehr als etwa 60 % (Trockengewicht) der gesamten Masse ausmachen. Geringere Anteile an elastomerem Bindemittel in der Deckschicht bringen Probleme beim Auftrag mit sich und sind häufig unvorteilhaft, da sie zu einer unzureichenden Haftung zwischen den Teilchen des aktiven Füllstoffs in der Deckschicht mit der Schleifkorn enthaltenden Bindeschicht führen· Eine bevorzugte Masse weist .etwa 30 bis 5 0 Gew.-% auf. Je höher das Gewicht an aktivem Füllstoff ist, um so vorteilhafter ist es. Berechnet wird das Gewicht auf das gesamte Trockengewicht von Schleifhilfsmittel und Elastomerem.

Die Art der Aufbringung der erfindungsgemäßen Schicht 14 auf das Schleifmittel hängt in gewissem Maße von dem gewählten Polymerisat ab. Im allgemeinen kann man jedoch übliche Auftragsarten, wie Walzauftrag, Sprühen, Luftrakeln o.dgl. anwenden. Soll die Deckschicht aus einem Latex abgeschieden werden, der bei der bevorzugten Ausführungsform auch einen aktiven Füllstoff enthält, so sollte dieser Latex vorzugsweise etwa 50 % und darüber Gesamtfeststoffgehalt aufweisen. Im 'Feststoffgehalt liegt vorzugsweise ein Gewichtsverhältnis 1:1 Latexfeststoffe zu aktivem Füllstoff vor. Es zeigte sich jedoch, daß auch Feststoffgehalte bis herunter zu 30 Gew.-% aktivem Füllstoff'zufriedenstellend sein können. Der am meisten bevorzugte Füllstoff ist ein komplexes Natrium-

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halogenid, welches im wäßrigen Trägersystem des polymeren Bindemittels löslich ist, so daß nach Trocknen der Schicht der Füllstoff innerhalb der Schicht 14 gut verteilt ist. Wird der Latex mit Hilfe einer Walze oder eines Abstreifmessers oder durch Luftrakeln aufgebracht, so erhält mandne gleichmäßig aussehende Deckschicht- Mit geringerem Feststoffgehalt ist der Walzauftrag möglich, jedoch erhält man nach Trocknen der Schicht ein fleckiges oder nicht gleichmäßiges Aussehen. Wenn die gleichen Mengen an Auftragsmasse angewandt werden, so sind auch die Ergebnisse beim Schleifen vergleichbar.

Die auf das Schleifmittel aufzutragende Latexmenge hängt, wie leicht ersichtlich, von einer Anzahl von Faktoren ab, wie Körnung des Schleifmittels, Abstand des Schleifkorns, Feststoffgehalt usw. Die wesentliche Forderung ist im allgemeinen eine ausreichende Menge an Latex aufzutragen, so daß beim Trocknen und während der Anwendung des Schleifmittels, die Deckschicht der abzuschleifenden Fläche möglichst nahe herankommt. Eine solche Tatsache geht wahrscheinlich aus der Zeichnung nicht hervor, da wegen der Klarheit und um zu zeigen, daß die Spitzen des Schleifkorns unbeschichtet bleiben, ein größerer Anteil an Schleifkorn der Arbeitsfläche ausgesetzt ist, als dies in der Praxis wünschenswert ist. W Es ist im allgemeinen nicht erwünscht, daß das Schleifkorn vollständig bedeckt wird. Dies führt im allgemeinen nur zu einem gewissen Überschmieren der Schicht 14 auf die zu bearbeitende Fläche und damit zu einem relativ geringen Materialabtrag, wenn überhaupt. Die Spitzen des Schleif-.korns des erfindungsgemäßen Schleifmittels müssen zumindest frei bleiben oder frei gemacht werden durch Anwendung von Druck bei Beginn des Schleif Vorgangs. Wenn die Schicht 14 die Spitzen des Schleifkorns bedeckt, so eignet sich das so erhaltene Produkt nicht für Handschleifvorgänge, jedoch überall dort, wo hoher Anpreßdruck aufgebracht werden kann,

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z.B. beim mechanischen automatischen Schleifen, wo die Tatsache, daß zu Anfang die Schleifkornspitzen bedeckt sind, weniger Folgen hat. Ganz allgemein kann man sagen, daß bei gröberen Schleifmitteln man eine größere Menge für die Deckschicht auftragen muß, als bei feineren. Die optimale Latexmenge, die aufzubringen ist und der genaue Feststoffgehalt und das Verhältnis der Bestandteile für eine bestimmte Anwendung läßt sich leicht durch d.nige einfache Versuche im Laboratorium ermitteln.

Nach der Aufbringung auf das Schleifmittel wird der Latex getrocknet unter Entfernung des Wassers und Zusammenschmelzen oder Fließen des feinteiligen carboxylierten Mischpolymeren. Die Trocknungszeit hängt — wie leicht verständlich von verschiedenen Faktoren, wie der Temperatur, der Wassermenge u.dgl. ab. Man kann z.B. eine zufriedenstellende Trocknung erreichen durch Erwärmen mit Luft einer Temperatur von 38°C während etwa 30 min. Der getrocknete Überzug wird dann durch Erwärmen auf etwa 108°C während zumindest 10 min zusammengeschmolzen. Es ist offensichtlich, daß das Trocknen und Zusammenschmelzen auch bei anderen Temperaturen und während anderen Zeiten auch bei Raumtemperatur bei entsprechend langer Zeit vorgenommen werden kann.

Das erfindungsgemäße Material wird dann in üblicher Weise auf die gewünschte Form beschnitten, z.B. für Bogen, Rollen, Bänder oder Scheiben.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. Beispiel 1

Vier Streifen eines Schleifmittels (für Bänder 63,5 mm χ 1,52 m — 2,5 inch χ 60 inch) wurden aus üblichen Schleifmitteln, die für die Metallbearbeitung angewandt werden,

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beschnitten. Bei dem Schleifmittel handelt es sich um ein Schleifleinen, der Träger ist ein üblicher Baumwolldrillich, Schleifkorn Siliciumcarbid, Körnung O,25,um (grade 60), Schleifkorn-Bindemittel ein Phenolformaldehydharz und ein Überzug aus dem gleichen Material. Es handelt sich dabei um ein handelsübliches Produkt ("60X R/R DURITE abrasive cloth OPK"). Einer der Streifen wurde als Vergleich aufgehoben, die anderen Streifen wurden mit der erfindungsgemäßen . Deckschicht versehen·

Der zweite Streifen erhielt eine Deckschicht, enthaltend Natriumfluoroborat NaBF₄ in Äthylcellulose.'Die Auftrags-™ masse wurde aufgebürstet. In dieser wurde ein Gewichtsverhältnis Natriumfluoroborat zu einer 10-gew.-%igen Lösung von Äthylcellulose in Xylol von 1:1 angewandt. Die feuchte Schicht wurde mit Warmluft von 108⁰C ausreichend lang zur Verjagung des Lösungsmittels getrocknet, bis eine Schicht von in einem Bindemittel von Äthylcellulose dispergiertem Natriumfluoroborat entstand.

Der dritte und vierte Streifen wurden mit einer Deckschicht versehen, die Natriumsilicofluorid (Na₂SiFg) bzw. Natriurafluoroborat (NaBF₄) enthielten. '.Die Auftragsmasse wurde aufgebürstet. Sie enthielt 27 % der Gesamtfeststoffe an | . Halogenid in einer 60-gew.-%igen Lösung von "Piccolastic E125". d.i. ein thermoplastisches Polystyrolharz als Granulat mit einem Erweichungspunkt von 52°C. Nach dem Auftrag wurde die Schicht getrocknet. Die so hergestellten Muster und der Vergleichsstreifen wurden nun zu einem endlosen •Schleifband vereinigt und Schleifversuche unter genau eingehaltenen Versuchsbedingungen durchgeführt. Die Prüfung erfolgte nach üblichen Methoden an Bandschleifmaschinen. Das Schleifband oben angegebener Dimension ist horizontal angeordnet und wird nach innen (inwardly) mit konstantem Druck und in einer Richtung im wesentlichen senkrecht gegen die

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12.7 mm Fläche eines Werkstückes (12,7 χ 50,8 χ 247,6 mm) bewegt, welches vor- und rückbewegt wird über dne Strecke von 247,6 mm mit einer Geschwindigkeit von 2,1 m/min (7 feet per minute). Die angewandte Schleifmaschine ließ sich hinsichtlich der Bandgeschwindigkeit zwischen O und

33.8 m/sec (O bis 6 750 s.f.p.m.) verstellen· Es wurde ein vertikal angeordnetes Kontaktrad mit einem Durchmesser von 178 mm (7 inch) aus Kautschuk mit einer Durometer-Härte von 55 angewandt. Alle Bänder wurden in gleicher Weise untersucht anhand eines Titanwerkstücks bei einer Bandgeschwindigkeit von 11,2 m/sec (2 250 s.f.p.m.) und einer Last von 6,8 kg (15 Ib.). Das Werkstück wurde alle 2 min von der Schleifmaschine genommen und der Abschliff ermittelt.

Band Aktiver Füllstoff Binder min Abschliff

1		-—	14,0	17,0
2	NaBF4	Äthyl- cellulose	14,0	38,5 ·
3	NaBF4	Polystyrol	14,0	37,0
4	Na2SiF6	Polystyrol	14,0	40,5

• 7,7 kg Totgewicht (17 Ib.).

Während alle Bänder, enthaltend einen Füllstoff, verbesserte Schnittleistung gegenüber dem Vergleichsband zeigten, hob sich die Deckschicht während des Schleifvorganges ab. Obzwar dies ein geringes Problem bei dem Polystyrol-Bindemittel gegenüber der Äthylcellulose ist, zeigte das Band mit Polystyrol-Binder Blasen an den Bandkanten; dies scheint offensichtlich auf einen Wärmestau in der Deckschicht zurückzuführen zu sein und führt zu einem Abtrennen der Schicht oder Teile davon während der Anwendung.

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Beispiel 2

Die beiden Prüfstreifen 3 und 4 des Beispiels 1 wurden hier auf der gleichen Schleifmaschine, jedoch bei einer Bandgeschwindigkeit von 27,5 m/sec (5 500 s.f.p.m.) unter sonst gleichen Bedingungen geprüft.

Band	Aktiver Füllstoff	Binder	min	Abschliff g
Ver gleich		___	4,0*	9,0
3	NaBP4	Polystyrol	14,0	34,5
4	Ma2SiF6	Polystyrol	4·*	5,0

• Abbruch des Schleifvorgangs

*· Metall schweißte am Schleifkorn an

Aus obigem ergibt sich, daß Bänder, deren Deckschicht Natriumsilicofluorid aufweist, nicht so gut sind bei höheren Schleif geschwindigkeiten als solche mit Natriumfluoroborat oder selbst das Vergleichsband ohne Deckschicht· Die Ursache für diese unterschiedliche Leistung ist nicht bekannt * und trat vollständig unerwartet auf. Es wird jedoch angenommen, daß diese unterschiedliche Leistung darauf zurückzuführen ist, daß NaBF₄ eine aktivere Lewis'sehe Säure zu entwickeln vermag, als Na₂SiFg. Es ist also bei höheren Schleifgeschwindigkeiten wahr sch einlief daß die an der Oberfläche des Metalls angesammelten Elektronen von der aktiveren Lewis'sehen Säure aufgenommen werden, nicht jedoch bei weniger aktiver und damit Bedingungen geschaffen werden für Spannungskorrosion in dem einen, nicht jedoch in dem anderen Fall·

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Beispiel 3

Schleifbänder im Sinne des Bands 4 aus Beispiel 2 wurden untersucht mit dem Unterschied, daß Aluminiumoxid-Schleifkorn, Körnung 0,18 mm (grade 80) und als Binderbestandteil Natriumsilicofluorid zur Anwendung gelangten. Zwei unterschiedliche "Piccolastic-Materialien" mit den Bezeichnungen E125 und E75 wurden angewandt. Letzteres hat einen Erweichungspunkt von 75°C.

Die Leistungsfähigkeit der Schleifbänder wurden am Abschliff eines korrosionsbeständigen Stahls der Spezifikation 304 geprüft. Es wurde die im Beispiel 1 beschriebene Schleifmaschine unter den dort erwähnten Arbeitsbedingungen bei einer Bandgeschwindigkeit von 27,5 ra/sec eingehalten.

Ak tiver
Füllstoff

Binder

min

Abschliff

(Vergleich)
Na₂SiP₆
Na-SiF_c

E75 E125

10

10 10

90

194 179

In beiden Fällen war die Leistung besser als beim Vergleichsband, jedoch kam es zu einem Abblättern der Deckschicht.

Beispiel 4

Es wurde ein handelsübliches Schleifmittel, Breite 50 cm, der Bezeichnung 60-X R/R DURITE wie folgt hergestellt: Eine Auftragsmasse für die Deckschicht wurde erhalten durch Zugabe einer entsprechenden Menge an Natriumfluoroborat zu

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einem Latex in einem Gewichtsverhältnis von 1:1, so daß ein Gesanitfeststoff gehalt von 50 % vorlag. Bei dem Latex handelt es sich um ein am Markt erhältliches Produkt (Tylac 35O2A). Diese Aüftragsmasse wurde bei Raumtemperatur, d.i. 24°C,indem obiges Schleifmittel mit einer Geschwindigkeit von 3,3 m/min (10,5 fpm) über teilweise eingetauchte Auftragswalzen mit einem Durchmesser von 152 mm geführt wurde, angewendet. Die Schicht wurde dann geglättet und gleichmäßige . Stärke gewährleistet, überschüssige Masse wurde in üblicher Weise durch Luftrakeln mit einem Preßdruck von 420 mm WS unter Anwendung von Druckluft bei Raumtemperatur entfernt. Die Luftdüse war in einem Abstand von etwa 19 mm von der r beschichteten Fläche angeordnet und hatte einen Durchmesser von 711 ,um (28 mils); die Strahlrichtung betrug 45° zum Band entgegen der Bewegungsrichtung.

Es wurde eine ausreichende Menge an Latex auf die Oberfläche des Schleifleinens aufgebracht, so daß nach Trocknen und

2 Härten ein Auftragsgewicht von 109 g/m (7,4 lbs/ream) vorlag. Das Trocknen des feuchten Überzugs geschah in 30 min bei Raumtemperatur (ca. 38°C) an der Luft und anschließendes Erhitzen 10 min auf 108°C, um die Latexfeststoffe zusammenzuschmelzen. Auf diese Weise erhielt man eine Schicht eines kautschuk-elastischen Materials.

Die Spitzen des Schleifkorns waren ausreichend frei, so daß man dies spüren konnte, wenn man mit dem Finger über das Schleifmittel fuhr.

•Ein endloses Schleifband 63,5 mm χ 1,52 m wurde wie üblich hergestellt und dann geprüft anhand des Schleifens von Titan im Sinne des Beispiels 1. Bandgeschwindigkeit 27,5 m/sec, Anpreßdruck 7,7kg (15 Ib.).

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	- 25 -	2129640	Abschliff g
Band	min	14*
60-X Vergleich	8	15
60-X TyIac 35O2A	8 ·	38
+ Fluoroborat	14

* Ausglühen des Werkstücks, so daß mit dem Schleifen aufgehört werden mußte.

Bei dieser Deckschicht zeigte sich, daß nicht nur die Schnittleistung verbessert wurde, sondern daß sie auch eine gute Haftung an dem gehärteten Phenolformaldehydharz des Überzugs über die Schleifkornschicht aufwies, da während der Verwendung es zu keinem Abplatzen der Deckschicht kam.

Bei Untersuchung des Werkstücks zeigte sich, daß die Oberflächenrauhigkeit geringer war als dies üblich mit einem derartigen Schleifmittel entsprechender Körnung ist. In manchen Fällen kann man daherweitere Nachbearbeitungsmaßnahmen vermeiden.

B e i s ρ i e 1 5

Im Sinne des Beispiels 4 wurde ein Schleifband hergestellt, jedoch dem ein handelsübliches Schleifleinen 60-X r/R METALITE zugrunde gelegt. Hier handelt es sich um ein Aluminiumoxid-Schleifkorn anstelle des Siliciumcarbids. Die Leistung des Schleifbands wurde wie oben geprüft, jedoch hier als Werkstück ein korrosionsbeständiger Stahl der Spezifikation 304 angewandt und zum Vergleich handelsübliches Material 60-X R/R herangezogen, dessen äußerste Schicht eine Harzbindung eines anorganischen Fluorids, möglicherweise Natriumsilicofluorid, aufwies. Nach einer Schleifzeit von 14 min

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bei einer Bandgeschwindigkeit von 27,5 m/sec und einem Anpreßdruck: von 7,7 kg betrug der gesamte Abschliff des erfindungsgemäßen Bandes 346 g, des Vergleichsbandes jedoch nur 239 g.

Weitere Schleifbänder wurden im Sinne des Beispiels 4 hergestellt, jedoch hier ein feineres Schleifkorn, nämlich 0,18 mm (grit 80) Aluminiumoxid bzw. ein Schleifband mit einem Fest stoff gehalt von 30 % tfatriumfluoroborat auf einer Schleifkorn schicht (grit 60) 0,25 mm Aluminiumoxid, verwendet.

" Es zeigte sich bei der Leistungsprüfung, daß das erste Band einen Abschliff von 27Og und das zweite von 274 g erbrachte. Daraus ergibt sich, daß die erfindungsgemäßen Schleifbänder in der gleichen Zeit zu einem größeren Materialabtrag führen, selbst wenn geringere Anteile an aktiven Füllstoffen in der Deckschicht oder ein feineres Schleifkorn vorhanden sind.

Beispiel 6

Im Sinne des Beispiels 5 wurden Schleifbänder hergestellt mit Ausnahme daß alle ein Schleifkorn der Körnung 0,18 mm anstelle von 0,25 mm (grit 80"anstelle grit 40) enthielten. ψ Ein Band hatte keine Deckschicht und diente als Vergleich gegenüber anderen Bändern ohne Füllstoff in der Deckschicht. Das dritte Band enthielt als aktiven Füllstoff KBF., die Leistung wurde geprüft an einem Werkstück aus korrosionsbeständigem Stahl, Bandgeschwindigkeit 27,5 m/sec, Druck 7,7 kg.

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209812/088?

Band min Abschliff

Vergleich 14 118,0

TyIac 35O2A 14 140,0

Tylac 35O2A .

+ KBF₄ ¹⁴

Zu Vergleichszwecken wurde der aktive Füllstoff bei der Herstellung des Schleifmaterials in den phenolischen Überzug in Form einer Auftragsmasse mit einem Feststoffgehalt von 50 Gew.-% eingebracht. Unter denselben Schleifbedingungen ergab sich bei einer Schleifzeit von 14 min ein Materialabtrag von nur 203,5 g. Daraus ergibt sich, daß sich eine geringe Verbesserung der Schnittleistung bereits ergibt, wenn der aktive Füllstoff in dem Überzug auf der Schleifkornschicht vorgesehen wird. Die größte Verbesserung bei mäßigem Anpreßdruck erreicht man jedoch bei Einbringung des aktiven Füllstoffs in einer Deckschicht im Sinne der Erfindung. Außerordentlich überraschend ist jedoch, daß man bereits eine Verbesserung der Schnittleistung erhält, wenn man im Sinne der Erfindung das elastomere Bindemittel allein ohne aktiven Füllstoff zur Anwendung bringt.

B e i s ρ i e 1 7

Im Sinne des Beispiels 4 wurden Schleifbänder hergestellt, jedoch mit dem Unterschied, daß die Deckschicht keinen aktiven Füllstoff enthielt. Unter den gleichen Schleifbedingungen '27, 5 m/sec 7,7 kg - wurde ein Titan-Werkstück abgeschliffen.

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Band

60-X Vergleich

60-X TyIac 35O2A

28 -	2129640
min	Abschliff g
6,0	12,0 (ausge glüht)
10,0	21,5

Als Bindemittel diente carboxyliertes Mischpolymer von Butadien und Acrylnitril, worauf sich die Deckschicht jedoch ohne Füllstoff befand. Die Überlegenheit des erfindungsgemäßen Schleifmittels gegenüber einem üblichen ohne dieser ψ Deckschicht ist offensichtlich.

Beispiel 8

Ein Schleifband 5 cm breit, 3,35 m lang (2 χ 132 inch) wurde hergestellt mit einer Deckschicht im Sinne des Beispiels Bei dem Schleifmaterial handelte es sich um das Handelsprodukt der Anmelderin 50-X-Resinall CIk Metalite. Dabei handelt es sich um ein Schleifmittel mit Aluminiumoxid-Schleifkorn, Körnung 0,3 mm (grit 50), eng aufgetragen auf einem Phenolformaldehyd-Bindemittel und darüber einem Überzug aus dem gleichen Material. Dieses handelsübliche Schleifk material wurde gegenüber einem anderen verglichen, jedoch mit einer unterschiedlichen Deckschicht und zwar an korrosionsbeständigem Stahl der Spezifikation 1704. Die Untersuchung fand auf einer Hammond-Poliermaschine statt, deren Antriebseinheit so modifiziert war, daß ein konstanter Druck von •2,8 kg auf das Werkstück während des Schleifens zur Einwirkung gelangte. Bei dieser Maschine dient eine Nutenkontaktscheibe von 70 Durometer-Härte.

Während der kritischen Anfangsphase von 5 min des Schleifens übertraf das erfindungsgemäße Schleifband das Vergleichsprodukt wesentlich. So betrug der Metallabtrag 230 g mit dem

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erfindungsgemäßen Band und nur 208,2 g mit dem Vergleichsmaterial· Außerdem war das Vergleichsband sehr viel früher abgenutzt als das erfindungsgemäße.

Beispiel 9

Ein Latex eines Mischpolymeren von Butadien und Styrol mit einem Butadiengehalt von etwa 60 % (Tylac 4625A) wurde aufgebürstet auf die Vorderseite eines handelsüblichen Schleifleinens "5OX Resinall Metalite" als Deckschicht. Die feuchte Schicht wurde getrocknet und wie oben erwähnt der Kunststoff zusammengeschmolzen. Die Kunststoffschicht ließ die Spitzen des Schleifkorns frei. Es erfolgte die Prüfung des Schleifmaterials im Sinne des Beispiels 1 gegen ein Werkstück aus korrosionsbeständigem Stahl der Spezifikation 304 bei einer Bandgeschwindigkeit von 27,5 m/sec. Nach 10 min betrug der Abschliff 119 g. Entgegen den mit einer Deckschicht aus carboxyliertem Mischpolymeren des Butadiens und Acrylonitrile scheint diese Deckschicht sehr viel schneller zu verschwinden. Offensichtlich, weil der Latex kein Antioxydationsmittel enthielt und sich damit das Material der Schicht schneller zersetzte. Trotzdem ist die Schnittleistung überlegen gegenüber einem Vergleichsmaterial ohne Deckschicht, wo während der gleichen Zeit nur ein Materialabtrag von 106 g erreicht wurde.

Beispiel 10

Es wurde im Sinne des Beispiels 9 ein Schleifband mit einer Deckschicht versehen, hergestellt aus einem Latex, die zusätzlich 2 % des Gesamtgewichts von einem handelsüblichen Antioxydationsmittel in 50%iger wäßriger Dispersion enthielt und zwar handelte es sich bei diesem Antioxydationsmittel um 4,4'~Thiobis-(6-t.-butyl-m-cresol). Es zeigte sich,

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daß bei einer Schleifzeit von 10 min an einem Werkstück aus korrosionsbeständigem Stahl 304 ein Abtrag von 140 g erreicht wurde. Vergleicht man diesen Wert mit denen des Beispiels 9, so ergibt sich deutlich die Zweckmäßigkeit des Antioxydationsmittels in dem Latex.

Beispiel 11

Das Beispiel 9 wurde dahingehend abgewandelt, daß für die Deckschicht eine Naturkautschukmilch angewandt wurde. Beim Schleifen einer Stange aus korrosionsbeständigem Stahl 304 schmolz die Deckschicht und floß vom Schleifband weg. Daraus ergibt sich, daß dieses Material, was wohl die gewünschten ungesättigten Stellen aufweist, eine ungenügende Haftung am Phenolformaidehydharz der Schleifkornschicht bei der Schleiftemperatur besitzt. Der Abschliff in- 10 min von 104 g ist vergleichbar mit dem VergleichEband, welches 106 g ergab.

Beispiel 12

Ein handelsübliches Mischpolymer von Butadien und Acrylnitril mit einem Butadiengehalt von 70%' (Hycar 1552) wurde im Sinne des Beispiels 9 als Deckschicht verwendet und das Schleifmittel geprüft. Es ergab einen Abschliff in 10 min von 141 g.

Beispiel 13

Ein Streifen des handelsüblichen Schleifmittels 5OX Resinall Metalite wurde auf der Kornseite beschichtet mit 5O g "Poly B-D R15M", 4,8 g "Mondur CB60", einem niedermolekularen Polybutadien mit endständigen Hydroxylgruppen und einem PoIyisocyanat mit einem Feststoffgehalt von 60 %. Nach Aufbrin-

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gung wurde die nasse Schicht durch Erwärmen auf 135°C während 3 h gehärtet- Der Streifen wurde zu einem endlosen Band verarbeitet und im Sinne des Beispiels 9 geprüft. In 10 min betrug der Metallabtrag 151 g; dies stellt eine Verbesserung um 50 % gegenüber dem Vergleichsmaterial mit 106 g dar.

Beispiel 14

Im Sinne des Beispiels 13 wurde nun ein Schleifmittel streifen durch Aufbürsten mit einem Überzug eines Polybutadiens versehen. Die Auftragsmasse enthielt 1 g Benzoylperoxid in 50 g eines niedermolekularen Polybutadiens "Lithene PH", die feuchte Schicht wurde bei 135°C in 3 h getrocknet und dann zu einem endlosen Schleifband verbunden. Bei einer Schleifzeit von 10 min erhielt man einen Materialabtrag von 122 g gegenüber dem Vergleichsprodukt von nur 106 g.

PATENTANSPRÜCHE

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Claims (9)

PATENTANSPRÜCHE

1) Schleifpapier oder-leinen mit einem flexiblen Träger, darauf einer Bindemittelschicht und Schleifkorn, wobei ein Teil des Schleifkorns sich über die Bindemittelschicht erstreckt, gekennzeichnet durch eine Deckschicht aus einem polymeren, insbesondere elastomeren Material mit restlichen ungesättigten Stellen, gegebenenfalls enthaltend einen den Schleifvorgang unterstützenden aktiven Füllstoff.

2) Schleifpapier oder-leinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das polymere Material aus einem Monomer in Form konjugierter Diolefine oder deren Homologe als Homopolymer oder Mischpolymer hergestellt worden ist.

3) Schleifpapier oder-leinen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Monomer des elastomeren Materials Butadien ist.

4) Schleifpapier oder-leinen nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß das konjugierte Diolefinmonomer nicht weniger als etwa 50 Gew.-% des Mischpolymeren ausmacht.

5) Schleifpapier oder-lsinen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß das elastomere Material ein Mischpolymer von Butadien und Acrylnitril oder Styrol ist.

6) Schleifpapier oder-leinen nach Anspruch 5, dadurch

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gekennzeichnet , daß das Mischpolymer neben Butadien-und Acrylnitrilexnheiten auch äthylenisch ungesättigte Monocarbonsäuren oder Teilester von ungesättigten Polycarbonsäuren enthält.

7) Schleifpapier oder -leinen nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß der aktive Füllstoff ein Metallfluorid, insbesondere ein komplexes Alkalifluorid ist.

8) Schleifpapier oder-leinen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß der Füllstoff Natriumfluoroborat ist.

9) Schleifpapier oder-leinen nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet , daß der Füllstoff nicht mehr als etwa 60 Gew.-% der Schicht ausmacht.

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3^ .

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