DE2538053A1 - Shaped plastic abrasive elements - cong. urea-formaldehyde, abrasive and hardener - Google Patents
Shaped plastic abrasive elements - cong. urea-formaldehyde, abrasive and hardenerInfo
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Abstract
Description
Kunststoff-Schleifelement und Verfahren dessen Herstellung Die Erfindung bezieht sich auf ein geformtes Kunststoff-Schleifelement, wie es beispielsweise in Taumelbehältern und Vibrationsmaschinen zur Fertigbearbeitung von Metallteilen benutzt wird, sowie auf ein Verfahren zu dessen Herstellung.Plastic abrasive element and method of making it The invention refers to a molded plastic abrasive element such as in tumbling containers and vibration machines for finishing metal parts is used, as well as a method for its production.
Bisher sind Runststoff-Schleifmittel nach Verfahren hergestellt worden, die nachstehend als Polyester-System bezeichnet werden. Dabei wurde ein Polyester mit einem Schleifmittel und einem Katalysator gemischt, die Mischung in eine Form aus einem steifen Kunststoffmaterial gegossen, in dem eine exotherme Reaktion stattfand, und sobald der Polyester ausgehärtet war, wurde der geformte Gegenstand aus der Form entfernt. Dieses Verfahren ist wegen der angezogenen Preise für Polyesterverbindungen teuer geworden, und Aufgabe der Erfindung ist es, Mittel zur wirtschaftlicheren Erzeugung von derartigen Schleifmitteln aufzuzeigen.So far, plastic abrasives have been manufactured using processes hereinafter referred to as the polyester system. This was a polyester mixed with an abrasive and a catalyst, pour the mixture into a mold cast from a rigid plastic material in which an exothermic reaction took place, and once the polyester was cured, the molded article became the Shape removed. This process is because of the increased prices for polyester compounds has become expensive, and the object of the invention is to provide means for more economical generation to show such abrasives.
Darüberhinaus bietet die erfindungsgemäße Lösung weitere Vorteile.In addition, the solution according to the invention offers further advantages.
Das erfindungsgemäß geformte Kunststoff-Schleifelement ist gekennzeichnet durch eine Mischung aus einem Urea-Formaldehydharz, einem Schleifmittel und einem Härter. Das Urea-Formaldehydharz bildet den Träger für das Schleifmittel und gibt dieses frei, sobald das Element abgenutzt ist, in gleicher Weise, wie beim Polyester-System ein Polyesterharz das Schleifmittel in einem Schleifelement freigibt.The plastic abrasive element formed in accordance with the invention is identified by a mixture of a urea-formaldehyde resin, an abrasive and a Harder. The urea-formaldehyde resin forms the carrier for the abrasive and gives this releases as soon as the element is worn, in the same way as with the polyester system a polyester resin that releases the abrasive in an abrasive element.
Der Vorteil liegt jedoch darin, daß das Urea-Formaldehydharz viel billiger als Polyesterharz ist, so daß das Schleifelement billiger herstellbar ist.However, the advantage is that the urea-formaldehyde resin has a lot is cheaper than polyester resin so that the abrasive element is cheaper to manufacture.
Die Verwendung von Urea-Formaldehydharzen anstelle von Polyesterharzen bietet verschiedene weitere Vorteile; so führt beispielsweise der Schaum, der bei der Verwendung von Polyesterharzen in Vibrationsmaschinen erzeugt wird, im Betrieb zu einer Aktionsverlangsamung in der Maschine; dieser Effekt wird durch die Verwendung von Urea-Formaldehydharzen vermieden. Das Polyester-System hat ferner den Nachteil einer erhöhten Umweltverschmutzungsgefahr, weil solche Chemikalien wie organische Peroxyde, Kobalt-Naphtanate, Amine, stahlische Komponenten und Styrene, die man bei der Herstellung von Polyester-Medien benutzen kann,in den Rtckständen von Vibrations-Fertigbearbeitungsmaschinen anwesend sind, wo sie die Abwasserkanäle verschmutzen, in welche diese Rückstände abgelassen werden. Urea-Formaldehydharze#verhalten sich in dieser Beziehung wesentlich angenehmer, da sie nicht zu den gleichen schweren Umweltverschmutzungsproblemen führen, wie die Polyester-Medien.The use of urea-formaldehyde resins instead of polyester resins offers several other advantages; for example, the foam that leads to the use of polyester resins in vibration machines is produced in operation to a slowdown in action in the machine; this effect is achieved by using avoided by urea-formaldehyde resins. The polyester system also has the disadvantage an increased risk of environmental pollution because of chemicals such as organic Peroxides, cobalt naphtanates, amines, steel components and styrenes that can be used Can use in the manufacture of polyester media in the residues of vibratory finishing machines are present where they pollute the sewers into which these residues enter be drained. Urea-formaldehyde resins behave significantly in this regard more pleasant as they do not cause the same serious pollution problems lead like the polyester media.
Das Kunststoff-Schleifelement kann aus einer Mischung geformt sein, welche 40 bis 70 Gew. Urea-Formaldehydharz, 30 - 60 Gew.% Schleifmittel und 4 bis 8 Gew.% Härter enthält.The plastic abrasive element can be molded from a mixture which 40 to 70 wt. Urea-formaldehyde resin, 30-60 wt.% Abrasives and 4 to Contains 8% by weight hardener.
Alternativ dazu kann die Mischung 40 bis 70 Gew.% Urea-Formaldehydharz, 30 bis 50 Gew.% Schleifmittel und 4 bis 7 Gew.% Härter enthalten, vorzugsweise enthält die Mischung jedoch 55 bis 65 Gew.% Urea-Formaldehydharz, 20 bis 35 Gew.% Schleifmittel und 5,5 bis 6 Gew.% Härter.Alternatively, the mixture can contain 40 to 70% by weight of urea-formaldehyde resin, Contains, preferably contains, 30 to 50% by weight of abrasives and 4 to 7% by weight of hardeners however, the mixture is 55 to 65% by weight urea-formaldehyde resin, 20 to 35% by weight abrasive and 5.5 to 6 wt.% hardener.
Das Schleifmittel kann ein Kieselmehl, geschliffener Quarz, Aluminiumoxyd, Siliziumcarbid oder eine Kombination von diesen Schleifmitteln sein; ferner kann das Schleifmittel in Granulat-Form vorliegen.The abrasive can be silica powder, ground quartz, aluminum oxide, Be silicon carbide or a combination of these abrasives; can also the abrasive is in granular form.
Die Mischung kann 5 bis 15 Gew.% Urea bzw. Harnstoff in Form von Harnstoffkristallen oder Harnstoffpulver enthalten.The mixture can contain 5 to 15% by weight of urea or urea in the form of urea crystals or urea powder.
Der Grund dafür ist, daß Formaldehydgas während der Kunststoffaushärtung abgegeben wird, und dieses Gas ist ein Reizstoff, welcher die herstellenden Arbeiter schädigen kann. Dagegen absorbieren die freien Harnstoffkristalle bzw. das Pulver mindestens einen Teil der Formaldehydgase während der Reaktion, so daß der Herstellprozess für das Personal angenehmer verläuft.The reason for this is that formaldehyde gas is released during the plastic curing process is given off, and this gas is an irritant which the manufacturing workers can harm. In contrast, the free urea crystals or the powder absorb at least some of the formaldehyde gases during the reaction, so that the manufacturing process is more pleasant for the staff.
Vorzugsweise beträgt das Gewicht des benutzten Härters etwa 1/10 vom Urea-Formaldehydharz.Preferably the weight of the hardener used is about 1/10 of the weight Urea formaldehyde resin.
Es kann erwünscht sein, den Aushärteprozess des Urea-Formaldehydharzes durch Zusatzwärme zu fördern, und zu diesem Zwecke kann die Form und/oder das Harz vor dem Hineingiessen der Mischung in die Form beheizt werden.The hardening process of the urea-formaldehyde resin may be desirable to promote by additional heat, and for this purpose the mold and / or the resin before pouring in the mixture to be heated in the mold.
Zur Erfindung gehört ferner ein Verfahren zur Herstellung von Kunststoff-Schleifelementen, welches gekennzeichnet ist durch Eingießen einer Mischung aus Urea-Formaldehydharz, einem Schleifmittel und einem Härter in eine Form, Anheben der Temperatur der Mischung und eine gegebene Möglichkeit für die Mischung, sich zu setzen.The invention also includes a method for producing plastic abrasive elements, which is characterized by pouring a mixture of urea-formaldehyde resin, an abrasive and a hardener in a mold, raising the temperature of the mixture and a given opportunity for the mix to sit down.
Die Mischung kann zusätzlichen Harnstoff enthalten.The mixture can contain additional urea.
Die Temperatur der Mischung kann durch Vorheizen der Form erhöht werden, und die erhöhte Mischungstemperatur kann im Bereich zwischen 380 bis 1000C, insbesondere bei 930C, oder alternativ im Bereich zwischen 300 und 600C liegen.The temperature of the mixture can be increased by preheating the mold, and the increased mixing temperature can range between 380 to 1000C, in particular at 930C, or alternatively in the range between 300 and 600C.
Es ist jedoch bevorzugt, daß die Temperatur im Bereich zwischen 800 bis 900C liegt.However, it is preferred that the temperature be in the range between 800 up to 900C.
Die zur Herstellung des Schleifelementes benutzte Form kann aus Silikongummi hergestellt sein. Eine derartige Form läßt sich schnell beheizen durch Eintauchen in heißes Wasser, bevor man die Mischung aus dem Kunststoffmaterial in die Form einhüllt. Wenn dieser Verfahrensschritt der Wärmezufuhr zum Herstellverfahren benutzt wird, dann sind die Silikone in der Form dafür verantwortlich, daß das heiße Wasser schnell von der Formoberfläche abfließt, und sie wirken ferner als Lösemittel für die Schleifmittel von der Form. Alternativ dazu kann die Form auch aus anderen Materialien geformt sein, beispielsweise aus einem Polyuretan-Material.The mold used to make the abrasive element can be made from silicone rubber be made. Such a mold can be heated quickly by immersion in hot water before putting the mixture of the plastic material into the mold envelops. When this process step uses the supply of heat to the manufacturing process then the silicones in the mold are responsible for keeping the hot water drains quickly from the mold surface, and they also act as solvents for the abrasives from the mold. Alternatively, the mold can be made from other materials be shaped, for example from a polyurethane material.
Die Verwendung von Wasser als Heizmittel bedeutet keinen Nachteil für das Urea-Formaldehyd-Herstellsystem; vielmehr kann es ein Vorteil sein, weil jegliches in diesem Verfahrens stadium freigegebene Formaldehydgas nicht nur von den Harnstoffkristallen oder vom Harnstoffpulver absorbiert, sondern außerdem in jeglichem noch vom Heizprozess in der Form vorhandenem Restwasser gelöst würde. Diese Methode des Beheizens der Silikonformen wäre beim Polyester-System nicht möglich, weil die Polyester-Medien selbst in dem vom Heizprozess in der Form verbleibenen Restwasser aufgelöst würden; dies ist also ein weiterer Vorteil der Verwendung von Harnstoff- bzw. Urea-Formaldehydharzen bei der Herstellung von Kunststoff-Schleifmitteln.There is no disadvantage in using water as a heating medium for the urea-formaldehyde production system; rather, it can be an advantage because any formaldehyde gas released at this stage of the process, not just from the urea crystals or the urea powder, but also in any residual water still present in the form from the heating process would be dissolved. This method of heating the silicone molds would not be possible with the polyester system, because the polyester media itself remains in the mold from the heating process Residual water would be dissolved; so this is another benefit of using Urea or urea-formaldehyde resins in the manufacture of plastic abrasives.
Die Herstellung von Kunststoff-Schleifmitteln unter Verwendung von Urea-Formaldehydharzen vermindert die Gefahren von Explosionen, Feuerentwicklung und Gesundheitsrisiken (Dermatitis) im Vergleich zum Polyester-Medium, und dies ist ein bedeutender zusätzlicher Vorteil der Erfindung.The manufacture of plastic abrasives using Urea-formaldehyde resins reduce the risk of explosions and fire and health risks (dermatitis) compared to the polyester medium, and this is a significant additional advantage of the invention.
Nachfolgend werden einige bevorzugte Ausführungsbeispiele.Below are some preferred embodiments.
der Erfindung unter Bezugnahme auf eine Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht eines Kunststoff-Schleifkegels, Fig. 2 eine Teil-Draufsicht auf eine Form zur Herstellung von Kunststoff-Schleifkegeln, Fig. 3 einen Schnitt im Verlauf einer Linie III-III von Fig. 2, Fig. 4 eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoff -Schleifelementen, und Fig. 5 eine perspektivische Darstellung mehrerer andersartig gestalteter Schleifelemente.the invention explained in more detail with reference to a drawing. 1 shows a side view of a plastic grinding cone, FIG. 2 shows a Partial plan view of a mold for the production of plastic grinding cones, Fig. 3 shows a section along a line III-III from FIG. 2, FIG. 4 shows a schematic Side view of a device for the production of plastic - grinding elements, and FIG. 5 shows a perspective illustration of several differently designed grinding elements.
Das in Fig. 1 dargestellte fertige konische Schleifelement 10 entstammt einer in Fig. 3 geschnitten dargestellten Form 12 aus Silikongummi, welche die notwendige konische Innenkontur besitzt und geringfügig flexibel ist, damit man die fertigen Schleifelemente 10 leicht entformen kann.The finished conical grinding element 10 shown in FIG. 1 originates a mold 12 made of silicone rubber, shown in section in FIG. 3, which has the necessary has a conical inner contour and is slightly flexible so that you can manufacture the Grinding elements 10 can easily be removed from the mold.
Zur Fertigstellung eines konischen Schleifelementes 10 gehört eine Mischung 14 mit 55 bis 65 Gew.% Urea-Formaldehyd, 20 bis 35 Gew.% Kieselmehl und 5 bis 15 Gew.% Harnstoffpulver in einen Mischbehälter 16 gegeben (Fig. 4). Mittels eines Rührwerkes 20, welches durch einen auf einer Plattform 18 oberhalb des Mischbehälters angebrachten Motor 17 angetrieben wird, werden die Mischungskomponenten für die Dauer einer Stunde gründlich durchmischt. Sobald erforderlich, wird die Mischung 14 nach der Mischoperation in einen weiteren kleineren Behälter 22 abgelassen. In dem weiteren Behälter 22 wird der Mischung 14 ein Härter zugesetzt, und die resultierende erhärtende Mischung 24 wird in dem zusätzlichen Behälter 22 mittels eines nicht dargestellten zweiten Rührwerkes für zwei Minuten gründlich durchmischt.The completion of a conical grinding element 10 includes a Mixture 14 with 55 to 65% by weight of urea-formaldehyde, 20 to 35% by weight of silica powder and 5 to 15% by weight of urea powder is placed in a mixing container 16 (FIG. 4). Means an agitator 20, which by a on a platform 18 above the mixing container attached motor 17 is driven, the mixture components for the Thoroughly mixed for one hour. As soon as necessary, add the mixture 14 drained into a further smaller container 22 after the mixing operation. In the further container 22, a hardener is added to the mixture 14, and the resulting hardening mixture 24 is in the additional container 22 by means of a non The second agitator shown is thoroughly mixed for two minutes.
Die Menge des zugesetzten Härters trägt etwa 1/10 der in der Mischung 14 enthaltenen Urea-Formaldehydharzmenge, d. h. etwa 5,5 bis 6 Gew.%.The amount of hardener added is about 1/10 of that in the mixture 14 contained amount of urea-formaldehyde resin, d. H. about 5.5 to 6% by weight.
Anschließend wird die erhärtende Mischung 24 in die Form 12 aus Silikongummi gegossen, nachdem die Form zuvor durch Eintauchen in heißes Wasser mit einer Temperatur von 800 bis 900C vorgeheizt und das Wasser aus der Form vor dem Einfüllen der erhärtendenMischung entfernt wurde. Aufgrund dieser Form-Beheizung steigt die Temperatur der erhärtenden Mischung 24, und mit dem zugesetzten Härter erfolgt die Aushärtung des Urea-Formaldehydharzes sehr schnell innerhalb der Form, gewöhnlich innerhalb eines Zeitraumes von 15 bis 20 Minuten.The hardening mixture 24 is then poured into the mold 12 made of silicone rubber poured after the mold previously by immersing it in hot water with a temperature from 800 to 900C preheated and the water out of the mold before Filling of the hardening mixture was removed. Because of this mold heating the temperature of the hardening mixture 24 increases, and with the added hardener the urea-formaldehyde resin hardens very quickly within the mold, usually within a period of 15 to 20 minutes.
Nachdem innerhalb dieser 15 bis 20 Minuten die erhärtende Mischung 24 in dem Körper der Form 12 zu festen konischen Schleifelementen 10 ausgehärtet ist, kann man die fertigen konischen Schleifelemente durch Verbiegen und Schütteln der Form ausformen.After that within these 15 to 20 minutes the hardening mixture 24 hardened in the body of the mold 12 to form solid conical grinding elements 10 the finished conical grinding elements can be removed by bending and shaking shape the shape.
Die konischen Schleifelemente 10 sind zwar nach der Aushärtezeit von 15 bis 20 Minuten innerhalb der Form 12 bereits steif, gewöhnlich ist aber noch ein Zeitraum von 1 bis 2 Tagen erforderlich, bis sie ihre maximale Härte erreicht haben und das Urea-Formaldehydharz vollständig ausgehärtet ist.The conical grinding elements 10 are after the curing time of 15 to 20 minutes within the mold 12 already stiff, but it is usually still a period of 1 to 2 days is required for it to reach its maximum hardness and the urea-formaldehyde resin is fully cured.
Die auf diese Weise hergestellten konischen Schleifelemente 10 haben ein weißliches Aussehen, aber durch Zusatz von Oxyden zur Ausgangsmischung 14 kann man unterschiedliche Färbungen bei den fertigen Schleifelementen erzielen. So kann man beispeilsweise durch Zusatz von Eisenoxyd rote, und durch Zusatz von Kobaltoxyd blaue konische Schleifelemente herstellen.The conical grinding elements 10 made in this way have a whitish appearance, but by adding oxides to the starting mixture 14 can you can achieve different colors in the finished grinding elements. So can for example, by adding iron oxide red, and by adding cobalt oxide Make blue conical grinding elements.
Obwohl der vorstehend beschriebene Verfahrensprozess sich auf konische Schleifelemente 10 bezog, lassen sich selbstverständlich auch andere Schleifelemente in anderen Formen herstellen, beispielsweise Zylinder 26, dreiseitige Pyramiden 28 oder Keile 30, wie sie in Fig. 5 dargestellt sind. In diesen Fällen besitzt die verwendete Herstellform aus Silikongummi entsprechende komplementäre Ausnehmungen für die Formkörper 26, 28 oder 30. Darüberhinaus sind auch andere Formen für Schleifelemente aus entsprechend gestalteten Formen möglich, und viele andere Abmessungen jeder Form von Schleifelementen läßt sich aus entsprechenden Formen herstellen.Although the process process described above is based on conical Related to grinding elements 10, other grinding elements can of course also be used Manufacture in other shapes, for example cylinder 26, three-sided pyramids 28 or wedges 30 as shown in FIG. In these cases owns the manufacturing mold used from silicone rubber corresponding complementary recesses for the shaped bodies 26, 28 or 30. In addition, other shapes are also available for grinding elements from appropriately designed shapes possible, and many other dimensions each The shape of grinding elements can be produced from corresponding shapes.
Die Anhebung der Temperatur der erhärtenden Mischung in der Form ist für ein schnelles Aushärten des Urea-Formaldehydharzes notwendig, und diese Temperaturanhebung läßt sich erreichen durch Vorheizen der Form und/oder der erhärtenden Mischung oder durch Beheizen der Form nach dem Einfüllen der erhärtenden Mischung in dieselbe.Raising the temperature of the hardening mixture in the mold is necessary for rapid hardening of the urea-formaldehyde resin, and this temperature increase can be achieved by preheating the mold and / or the hardening mixture or by heating the mold after pouring the hardening mixture into the same.
Verschiedene Zusammensetzungen vot Schleifelementen sind ferner im Rahmen der Erfindung möglich. Diese Abweichungen der Zusammensetzung führen zu unterschiedlichen Härten an den fertigen Elementen, und die Oxyd-Färbemittel können beispielsweise dazu benutzt werden, Elemente mit unterschiedlicher Härte zu unterscheiden.Various compositions of the abrasive elements are also disclosed Possible within the scope of the invention. These deviations in composition lead to different ones Hardening on the finished elements, and the oxide colorants can for example can be used to distinguish elements with different hardnesses.
Ferner ist es möglich, andere Arten von Kunststofformen zu verwenden, beispielsweise Polyuretan-Formen mit den entsprechenden komplementären Innenkonturen für die herzustellenden Schleifelemente.It is also possible to use other types of plastic molds, for example polyurethane shapes with the corresponding complementary inner contours for the grinding elements to be produced.
Der in diesen Unterlagen benutzte Begriff Urea dient zur Kurzbezeichnung von Harnstoff.The term urea used in these documents is used as an abbreviation of urea.
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8235 | Patent refused |