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Titel: Verfahren zum Verkleben von Schleifbändern
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Beschreibunn Die Erfindung betrifft eine Verklebung von endlosen
Schleifbändern mit Hilfe eines Polyurethanklebers, der als wesentliche Komponenten
ein Isocyanat und eine polyfunktionelle aktive Wasserstoffatome enthaltende Verbindung
aufweist.
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Im allgemeinen mUssen Polyurethankleber in relativ kurzer Zeit nach
der Herstellung verbraucht werden, was deren großtechnische Anwendung Grenzen setzt.
Es wurden schon die verschiedensten Versuche der Verlängerung der Topfzeit unternommen
(US-PS 3 637 359). So wurden dafür schon chlorierte aliphatische und aromatische
Kohlenwasserstoffe und alkylierte Polystyrolharze herangezogen.
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Flüssige Kleber auf Basis von Leim und verschiedenen Harzen sowie
kautschukartige Stoffe werden bei der Herstellung von Schleifbändern seit langem
angewandt. Ein Nachteil flüssiger Kleber liegt darin, daß sie im allgemeinen eine
"Quellzeit" benötigen für unter anderem der Entfernung des Lösungsmittels, bevor
sich eine feste Bindung der Klebstellen ergibt. Das Aushärten einiger Kleber in
gewissem Umfang vor Verbinden der zu klebenden Flächen ist absolut notwendig zur
Vermeidung übermässiger Zeiten z.B. für ein Preßhärten und1 was von größerer Bedeutung
ist, damit die Klebstelle ausreichende
Haftfestigkeit vor dem Pressen
besitzt, daß es nicht zu ein Ausquetschen am Kleber während des Pressens und damit
einer ungenügenden Klebermenge in einem Bereich der Bindung kot, was zu schlechter
Bindefestigkeit führt.
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lin weiterer Nachteil der Anwendung von flüssigen Klebern liegt in
der Tatsache, daß die Kleberschicht für ausreichende Festigkeit genklgend dick sein
ruß, sodaß man in mehreren auftragen den Kleber bis zur erforderlichen Schichtdicke
aufbringen muß, veil dickere Schichten mit höher viskosen Produkten nicht aufgetragen
werden können.
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Anstelle der üblichen flüssigen Kleber ftlr die Verbindung von endlosen
Schleifbändern wird nun nach der Erfindung ein vorgebildeter Kleberfilm angewandt.
Ein solcher vorgebildeter Kleberfili flir die Herstellung von endlosen Schleifbändern
ähnlicher Art ist bereits aus der US-PS 3 790 555 bekannt, wo der Kleber ein teilweise
gehärtetes Reaktionsprodukt in Form eines trockenen Films einer Komponente mit einer
freien Isocyanatgruppe, einer ersten aktive Wasserstoffatome entbaltenden Verbindung
mit einer Hydroxylzahl von etwa 2 bis 15 und einer zweiten aktive Wasserstoffatome
enthaltenden Verbindung mit einem Wasserstoffäquivalentgewicht von etwa 27 bis unter
etwa 500 ist . Weitere vorgebildete Kleberfilxe sind aus den US-PS 2 060 906, 2
778 169, 2 794 726, 3 406 053 und 3 449 280 bekannt. Sie werden dort fUr die Lailnierung
angewandt. Die Herstellung endloser Schleifbänder wird in den US-PS 2 779 169 und
2 794 226 erwähnt.
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Die Kleberfilme nach der Erfindung sind in wesentlichen das teilweise
gehärtete Reaktionsprodukt eines Geiischs von a) einer ersten aktive Wasserstoffatome
enthaltenden Verbindung in Form eines Hydroxyl-endständigen Polyester-Polyurethans
mit einer Hydroxylzahl von 2 bis 15;
b) einer zweiten aktive Wasserstoffatome
enthaltenden Verbindung, enthaltend zumindest bifunktionell aktive Wasserstoffatome
mit einem Wasserstoffäquivalent von etwa 27 bis unter etwa 500, vorzugsweise 67
bis 300; c) eine Verbindung mit freien Isocyanatgruppen und d) einen Reaktionsinhibitor,
um das Produkt klebrig zu erhalten wie einen chlorierten aliPhatischen oder aromatischen
mcl, Kohlenwasserstoff oder ein alkyliertes Polystyrol.
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Die Komponente d) ist mischbar mit a), b) und c).
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Die Erfindung wird nun an beiliegenden Figuren näher erläutert: Fig.
1 zeigt eine Rolle des mit einem abnehmbaren Träger aufgewickelten vorgeformten
Kleberfilms nach der Erfindung; Fig. 2 ist ein Querschnitt der zu verbindenden Enden
eines Schleifbandes für Uberlappende Verklebung; Fig. 3 zeigt einen Schnitt in Detailansicht
eines Streifens des Kleberfilms auf dem entfernbaren Träger nach Fig. 1 laminiert
mit einer Verstärkung; und Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch eine stumpfe Verbindung
eines Schleifbands unter Verwendung des Materials aus Fig. 3.
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Nach Fig. 1 befindet sich der trockene trärmeaktivierbare zumindest
teilweise gehärtete vorgeformte Kleberfilm 11 auf einem abnehmbaren Träger 12 aufgewickelt
zu der Rolle 10. Der fleberflim eignet sich für die Verbindung gleicher und ungleicher
Materialien. Der fleberflla 11 dienttnach Figur 2 zur Verbindung der Flächen 13,
14 der freien Enden 15,16 eines Schleifbandes 17 durch überlappende Verbindung.
Das Schleifhnd 17 ist aufgebaut aus einer Unterlage 18, auf deren Oberseite Schleifkorn
19 mit Hilfe des Bindemittels 20 gehalten ist.
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Das Schleifband 17 ist auf gewünschte Breite und Länge aus einem entsprechenden
Bahnmaterial geschnitten. Die freien Enden 15, 16 werden in einem Winkel von 30
bis 750 in Längsrichtung beschnitten, vorzugsweise in einem Winkel von Für die überlappende
Verbindung werden die zu verklebenden Flächen 13, 14 abgeschrägt durch Abschaben
oder Abschleifen.
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Es wird also in unmittelbarer Nähe der freien Enden 15, 16 des Schleifbands
17 ein schmaler Bereich für die Aufbringung des Kleberfilms 11 begrenzt. Bei dein
Abschrägen des oberen Teils des freien Endes 15 wird vorzugsweise die gesamte Bindemittelschicht
20 abgetragen. Eine Abschrägung von 50 bis 76 /um ist für die hintere Kante des
abgeschabten Bereichs zu der Leitkante wünschenswert. Die untere Klebefläche 14
des freien Endes 16 kann abgerieben, mit einer Drahtbürste bearbeitet, sandgestrahlt
oder in einer anderen Weise auf eine passende aufgerauhte Fläche bearbeitet werden,
die zusammenwirken kann mit der Klebefläche 13 des Bandendes 15.
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Sandstrahlen wird bevorzugt für die Vorbereitung der Bindungsstelle,
weil man damit zu einer besseren Verbindung kommt.
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Nach der Vorbereitung der freien Bandenden 15, 16 des Schleifbands
17 werden diese zusammen mit dem vorgebildeten Kleberfilm 11 übereinander gelegt.
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Bei manchen Anwendungsgebieten kann es wünschenswert sein, zusammen
mit dem Kleberfilm 11 eine Verstärkung vorzusehen, wie ein Gewebe 21 nach Figur
3, Diese Kombination von lUeberfilm und Verstärkung wendet man mit besonderem Vorteil
beispielsweise bei einer Stoßverbindung (Fig. 4) an. Die Unterlage 18 ist in unmittelbarer
Nachbarschaft zu den freien Enden 15, 16 so abgerieben, daß der Kleberfilm 11 die
Unterlage berührt und nicht eine auf die Rückseite aufgebrachte Schicht.
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Wie aus der Figur 4 hervorgeht, fließt der Kleberfilm 11 beim Erwärmen
unter Druck und füllt die Stoßfuge 22. Der Kleberfilm 11
fließt
auch in oder dringt zumindest teilweise ein in das Verstärkungsgewebe 21.
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HydroxyXendständige Polyester-Polyurethane sind bekannt und werden
hergestellt durch Umsetzung eines Hydroxylendständigen Polyesters'mit einem Polyisocyanat
in etwa überstöchiometrischer Menge. Hydroxylendständige, kautschukartige Polyester-Polyurethane
für die Anwendung nach der Erfindung sind als Lösung im Handel ("Bostik 7070 siehe.
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Bulletin BA 20, S. 4 und Bostik 7076"). Das Lösungsmittel kann Aceton-Toluol
bzw. Äthylacetat sein.
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Andere aktive Wasserstoffatome enthaltende Verbindungen können ganz
allgemein Jede Verbindung sein, die zumindest bifunktionell aktive Wasserstoffatome
in Form von OH, SH, NH, NH2 aufweist, solang das Wasserstoffäquivalentgewicht zwischen
etwa 27 und weniger als etwa 500, vorzugsweise etwa 67 bis 3001beträgt. Wird eine
längere Lagerfähigkeit gewünscht, so sind höhere Äquivalentgewichte der Verbindungen
zweckmässlg. Polyester-Polyurethan-Prepolymere mit Isocyanat blockiert sind im Handel
("thymin D-406" oder "Unithan 200"), welch letzteres ein Polyäther-Polyurethan-Prepolymer
mit Isocyanatblockierung ist.
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Die Isocyanatkomponente ist nicht kritisch, solang sie ausreichend
freie Isocyanatgruppen zur Verfügung stellt, um mit den aktiven Wasserstoffatomen
der anderen Komponente zu reagieren und damit den Kleber zu härten. Die anzuwendenden
Diisocyanate oder Polyisocyanate müssen entweder in dem Lösungsmittel löslich sein,
welches für die aktive Wasserstoffatome enthaltende Komponente dienttoder in einem
verträglichen Lösungsmittel gelöst sein. Entsprechende Produkte sind im Handel erhältlich
("Mondur CB-75" ,das ist ein Polyurethan-Prepolymer in Lösung, erhalten durch Polymerisation
von
Trimethylol-propan und Toluoldiisocyanat). chlorierte Nach
der Erfindung brauchbare/aliphatische Kohlenwasserstoffe sind im Hagel erhältlich
("Paroil 170 HV").
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Durch die Anwendung dieser Komponente erhält man eine unerwartet hohe
Biegefestigkeit, also Widerstandsfähigkeit gegen die Ermüdung beim Biegen1 und eine
verbesserte Haftung gegenüber Massen, die diese Komponenten nicht enthalten.
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Weitere Handelsprodukte für chlorierte aliphatische Kohlenwasserstoffe
sind "Uhichlor 40" mit einem Gehalt von etwa 41,5 X Cl. Für diesen Zweck eignen
sich auch alkylierte Polystyrole und chlorierte Aromaten ("Piccolastics"und "Arochlorsn).
Es ist auch wesentlich, daß man diese verbesserten Eigenschaften bei tieferen Temperaturen
der Verbindung erhalten kann, sodaß sich nach der Erfindung auch Schleifbänder verbinden
lassen, deren Unterlagen im Hinblick auf einen Abbau in der Wärme bei höheren Verbindungstemperaturen
empfindlich sind.
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Die Aushärtung des Klebers hängt letztlich von der Anzahl der freien
NC0-Gruppen im Kleber ab sowie von der Menge und der speziellen Kombination der
aktive Wasserstoffatome enthaltenden Verbindungen in dem Kleber. Eine Verbindung
mit zufriedenstellender Anfangsfestigkeit wie auch Endfestigkeit erhält man, wenn
im Kleber etwa 4,7 bis 12,5, vorzugsweise 4,8 bis 6,8 Teile "Thylon D-406" und etwa
4,4 bis 15 Teile "Mondur CB-75" Je 100 Teile Bostik 7076" zur Anwendung gelangen.
Werden geringerere Anteile an "Thylon D-406" angewandt, so wird die Aushärtung nicht
ausreichend begünstigt, um in der gewünschten Zeit die gewünschte Festigkeit zu
erreichen. Größere Anteile an "Thylon D-406" führen zu einem Film, der zu beständig
gegen Wärme ist und damit bei Temperaturen,
wie sie für die Verbindung
der Schleifbänder als günstig angesehen werden, nicht mehr aktiviert werden kann.
Der Anteil an "Paroil 170 HV" im Kleber soll etwa 6,75 bis 41, vorzugsweise 13,5
bis 34 , Feststoffe auf 100 Teile Feststoffe in "Bostik 7076" betragen.
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Nach Jedem beliebigen Verfahren unter Anwendung eines entfernbaren
Trägers läßt sich der vorgebildete Kleberfilm 11 herstellen, jedoch muß er bei Temperaturen,
die für die Herstellung der Schleifbänder als geeignet erscheinen, durch Wärme aktivierbar
bleiben. Durch "Wärme aktivierbar" versteht man ein Weich- und Klebrigwerden".
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Das Ausmaß des teilweisen Härtens soll ausreichen für ausreichende
Festigkeit im Kleberfilm, daß dieser nicht ungebührlich fließt, d.h. nicht ausgequetscht
werden kann aus der Klebstelle bei Einwirkung von Wärme und Druck.
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Im Allgemeinen kann man sagen, daß - wenn höhere Verbindungstemperaturen
zulässig sind - der Kleberfilm zu einem größeren Ausmaß gehärtet sein kann.
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Um eine entsprechende Bindefestigkeit des endlosen Schleifbands zu
erlangen, sollte der Kleberfilm zumindest etwa 38 /um bis etwa 100 /um Stärke haben.
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Die Kleberschicht kann auf übliche Weise getrocknet und teilweise
gehärtet werden. Das teilweise Härten führt zu einem Kleberfilm, der bei Temperaturen
zwischen etwa 80 und 1900C (175 - 3750F) aktiviert werden kann. Bei dieser Temperatur
kann es aber bereits schon zu einer Beschädigung der Unterlage des Schleifbands
kommen. Ein ausreichendes Teilhärten erhält man im allgemeinen schon durch Erwärmen
der Kleber schicht etwa 10 bis 60 min auf etwa 149 bis 121 0C.
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Die Koabination des Kleberfilms und seines Trägers kann und nach dem
teilweisen Härten nun aufgewickelt gegebenenfalls in Rollen geringerer Breite geschnitten
werden.
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Selbst bei Raumtemperatur setzt sich die Härtung des Kleberfilms durch
Feuchtigkeit der Atmosphärelder Unterlage oder dergleichen fort. Jedoch ist die
Härtegeschwindigkeit relativ langsam und kann noch weiter herabgesetzt werden durch
Lagern der Rollen in verschlossenen Kunststoffsäcken z.B. aus Polyäthylen bei relativ
geringer Feuchtigkeit und Temperatur. In den Sack gibt man zweckmässigerweise ein
Trocknungsmittel wie wasserfreies Calciumsulfat.
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Vorausgesetzt der Kleberfilm wird in einer trockenen Atmo -sphäre,z,B,
etwa 0 bis 15 X R.H.,bei -15°C oder darunter gelagert, so kann der Kleberfilm für
eine zufriedenstellende Bindung selbst nach einer Lagerzeit von mehreren Monaten
angewandt werden. Wird Jedoch der Kleberfilm aus seinen geregelten Umgebungsbedingungen
(niedere Temperatur und Feuchtigkeit) genommen, so muß er im allgemeinen innerhalb
von wenigen Stunden,abhängig von den atmosphärischen Bedingungen, aufgebraucht werden.
Wird der Kleberfilm unmittelbar nach der Erfindung angewandt, so braucht er nicht
verpackt zu werden.
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Wird ein Schleifband nah Figur 2 hergestellt, so werden die Enden
15,16 entsprechend vorbereitet, wie dies allgemein üblich ist. Nun wird ein entsprechendes
Stück von Kleberfilm und Träger 11,12 von der Rolle 10 abgewickelt und auf die vorbereitete
Fläche 13 des Schleifbands 17 aufgelegt, welches vorher bereits in eine Presse eingelegt
wurde,und dann beschnitten.
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Das Schleifband 17 mit dem vorgehärteten Wärme-aktivierbaren Kleberfilm
11 auf der zu verklebenden Fläche und an
der anderen Seite dem
Träger 12 wird nun einem leichten Druck ausgesetzt z.B. etwa 27,3 kg/cm² (388 psi),
während die Bodenplatte der Presse nur etwa 3 s erwärmt wird z.B.
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auf 1150C. Dadurch wird der Kleberfilm wärmeaktiviert, d.h.
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er ereicht und wird klebrig. Dann wird der Druck aufgehoben, die obere
Platte der Presse zurückgezogen, der Träger vom Kleberfilm abgehoben, das freie
Ende 16 des Schleifbands 17 nach Fig. 2 überlappend über das freie Ende 15 gelegt
und dann nochmals Wärme und Druck zur Einwirkung gebracht. Die Verbindung wird nun
erreicht, indem unter einem gewissen Druck die untere und obere Platte der Presse
gleichzeitig erwärmt wird. Der Preßdruck kann nach Wunsch variieren und liegt z.B.
zwischen etwa 70 und 843,6 kg/cm (1000 bis 12000 psi) Für optimale Anfangsbindefestigkeit
für die Handhabung kann die Zeit und Temperatur je nach der Kleberzusammensetzung
variieren. Zufriedenstellende Verbindungen erhält man beispielsweise bei Temperaturen
zwischen etwa 80 und 1900C, wobei 115 bis 170°C während etwa 5 bis 30 s bevorzugt
wird. Der Preßdruck liegt zwischen etwa 302,3 und 604,6 kg/cm2 (4300 bis 8600 psi).
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Wie oben bereits darauf hingewiesen, kann man den Kleberfilm kombinieren
mit einem Gewebe 21 (Fig. 3). Bevorzugt wird ein Gewebe aus Garn oder ein Vliesmaterial
aus aromatischen Polyamidfasern.
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Dieses Verstärkungsmaterial wird vorzugsweise mit einem
Kleber vorlmpragniert, dieser dann getrocknet oder~gehärtet<bis klebfreiSvor
dem Laminieren mit dem durch Wärme aktivierbaren Kleberfilm. Die Zusammensetzung
des Klebers für die Vorimprägnierung kann der des Kleberfilms entsprechen,
aber
man kann auch andere Kleber für diesen Zweck heranziehen. Sehr wünschenswert ist
die Kombination eines Polyurethan-Kleberfilms nach der Erfindung mit einem Polyamid-Epoxy-Tränkmi
ttel.
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Die Kombination Kleberfilm und Träger kann nun gegebenenfalls kontinuierlich
mit dem Verstärkungsgewebe laminiert werden und das Ganze dann auf Rollen gewickelt
werden.
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Dieses Material läßt sich unmittelbar anwenden oder wird abgepackt
und gelagert, wie oben beschrieben.
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Für eine Stoßverbindung im Sinne der Figur 4 wird die Rückseite der
freien Enden 15,16 abgerieben oder wie oben beschrieben vorbereitet, die Enden su,mpfstoßend
aneinandergelegt und nun das Material aus Figur 3, bestehend aus der Verstärkung,
dem Kleberfilm und dem Träger unter die Stoßstelle gelegt, sodaß der Kleberfilm
an die Unterlage des Schleifbandes anliegt. Dann wird Wärme und Druck angelegt,
vorzugsweise stufenweise, z.B. 15 8 unter geringem Druck wie 13,6 kgXcm2 bei 17O0C,
vorzugsweise 115 bis 1350C (nur unten beheizt) und anschließend dann zumindest einmal,
manchmal zweimal Pressen z.B. 20 s, während von oben und von unten erwärmt wird.
Bei der zweiten Preßstufe sollen die Preßplatten oben und unten auf etwa 115 bis
1700C gehalten werden. Der Druck in diesen beiden letzten Preßstufen kann bis auf
140 oder 210 kg/cm2 steigen. Unter der Einwirkung von Druck und Wärme verbindet
der Kleber die beiden Enden des Schleifbands einwandfrei. Kleber und Verstärkung
ergeben eine Verbindung, die besonders widerstandsfähig ist gegenüber der Einwirkung
von Kräften und Temperatur während der Anwendung. Das Verstärkungsgewebe muß ausreichend
porös sein und derart bei der vollständigen Bindung vorgesehen werden, daß der Kleber
zumindest teilweise in das Gewebe eindringt, sodaß sich eine besonders gute Haftung
ausbildet.
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Die Erfindung wird weiter an folgenden Beispielen erläutert.
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Beispiel 1 Die Klebermasse wurde hergestellt aus 88,8 Gew.-Teilen
BOSTIK 7076" (21 % Feststoffe in Aceton-Toluol), 4,5 Gew.-Teile "MONDUR CB-75" (75
96 Feststoffe in Äthylacetat), 4,3 Gew.-Teile "Thylon D-406" (70 96 Feststoffe in
Methyläthylketon.) und 2,4 Gew.-Teile "PAR0IL 170 HV", wobei letzteres auf der Basis
von 10 Gew.-% der gesamten Feststoffe nicht einschließlich von Paroil 170 HV berechnet
ist.
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Bei Raumtemperatur wurden Bostik 7076, Mondur CB-75, Thylon D-406
und dann Paroil 170 HV gegeben, das Ganze zwischen jeder neuerlichen Zugabe einige
Minuten gemischt und zum Schluß dann noch 1 h nach Zugabe des chlorierten aliphatischen
Kohlenwasserstoffs homogenisiert.
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Diese Masse wurde auf einen üblichen mit Silicon beschichteten Träger
mit einer Rakel in einer Stärke von 0,76 mm aufgetragen. Die Kleberschicht konnte
30 min bei Raumtemperatur, d.h. 21 0C und 50 % R.H.¢trocknen. Dann wurde 40 min
auf 1 070C erwärmt,' um die Schicht auf eine Stärke von 76 bis 89/ um zu härten.
Der Film war noch ganz schwach klebrig anzufuhlen und ist natürlich für sich selbst
hochklebrig.
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Bevor die Auftragung der Klebermasse auf den Träger stattfand, konnte
diese über Nacht stehen, sodaß Luftblasen aus dem Mischen entweichen konnten.
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*hintereinander zusammen-
Träger mit Kleberfilm
wurde nun in zahlreiche 20,6 mm breit Streifen geschnitten und aufgerollt. Ein 152
x 610 -Streifen aus handelsüblichem Schleifmittel "120 X RBSINALL METALITEU wurde
für die Herstellung eines endlosen Schleifbands vorbereitet. An einem Ende wurde
die Schleifkornc schicht bis auf die Unterlage abgetragen. Diese abgetragene Fläche
von 9,5 x 190,5 mm war abgeschrägt in einem Winkel von 550 in Längsrichtung und
leicht zugespitzt von der Endkante zur Leitkante in einem Winkel von etwa 5 zur
Horizontalen. Die Paßfläche des anderen Endes des Schleifbandes wurde mit einem
Schleifmittel abgerieben, wodurch die Fläche sehr schwach geneigt war und die rückseitige
Schicht des Schleifbandes entfernt ist.
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Von der Rolle wird nun ein den zu verbindenden Flächen entsprechendes,ZStück
vom Träger mit Kleberfilm geschnitten und dieses direkt auf die zu verklebende Fläche
nach Fig. 2 aufgelegt, wobei sich das Ende des Schleifbandes bereits auf der Bodenplatte
einer üblichen Plattenpresse befand.
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Die obere Platte der Presse wurde dann auf den Träger aufgesetzt undfein
Druck von etwa 27 kg/cm2 angelegt<während 3 i2 wobei nur die Bodenplatte rerwärmt
wurde auf eine Oberflächentemperatur von etwa 1150CDer Kleberfilm erweichte und
wurde klebrig für die folgende Verbindung.
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Nun wurde der Druck aufgehoben, die obere Platte zurUckgezogen, der
Träger von dem Kleber entfernt und die klebende Fläche des anderen Endes des Bandes
in entsprechender Weise auf den Kleber aufgelegt.
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Nun wurde bei Erwärmen nur der Bodenplatte gepreßt und zwar 3 s bei
einer Plattentemperatur von 1150C mit 27,1 kg/cm2,
woraufhin die
obere Platte wieder leicht zurückgezogen wurde. Das Schleifband wurde nun aus dieser
Presse genommen und in eine ähnliche Presse eingelegt und mit einer Preßkraft von
604,6 kg/cm2 mit der oberen Platte Druck angelegt, während beide Platten etwa 20
6 bei 1 500C gehalten wurden. Dann wurde der Druck aufgehoben und das Schleifband
aus der Presse genommen. Bei optischer Betrachtung ergibt sich, daß die Stärke der
Verbindungsstelle nicht wesentlich größer ist als die Stärke des Schleifbands.
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Nun wurde die Verbindungsstelle des Schleifbandes nach einer Konditionierung
von zumindest 24 h bei 21 0C und 50 % R.H. auf einer Prüfmaschine zur Ermittlung
der Ermündung durch Biegen eingespannt. Die Biegungen bis zum Auftreten von Fehlern
sind unten angegeben.
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Zum Vergleich diente ein anolog hergestellteb Schleifband, dessen
Kleberfilm Jedoch keine chlorierten Aliphaten enthalt.
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Bei diesem Versuch wird das Schleifband 12,7 x 457 mm unter Last gehalten
und zwar 5,7 bis 6,07 kg/cm (32 bis 34 lbs/inch) und das Schleifmaterial vor und
zurück bewegt bei einer Umschlingung von 90° in einer Richtung um eine Rolle mit
einem Durchmesser von 6,35 mm 200 x in der Minute. Dieser Versuch eignet sich besonders
zur Feststellung eines eventuellen Aufgehens der Verbindung.
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Tabelle
Beispiel Biegungen bis Fehler X Lebensdauer
1A erf.gem. 3220 250 Vergleich 1300 100 1B erf.gem. 4460 560 Vergleich 800 100 1C
erf.gem. 3620 370 Vergleich 980 100 1D erf.gem. 4160 290 Vergleich 1420 100 1B erf.geme
11160 630 Vergleich 1760 100 1F erf.gem. 5060 165 Vergleich 3060 100 1G erf.gem.
2300 140 Vergleich 1640 100 Aus dieser Aufstellung geht die Überlegenheit nach der
Erfindung hervor, denn läßt man die Extreme an beiden Enden außer Betracht, so ist
eine Verbesserung von zumindest 140 X festzustellen.
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BeisPiel 2 bis 7 Es wurden folgende Klebermassen untersucht: Gew.-Teile
Beispiel 2 3 4 5 6 7 BOSTIK 7076 (21 X Feststoffe in Aceton-Toluol) 91,0 89,9 88,8
87,8 86,7 84,5 MONDUR CB-75 (75 X Feststoffe in Äthylacetat) 4,6 4,53 4,5 4,4 4,4
4,25
Gew.-Teile Beispiel 2 3 4 5 6 7 THYLON D-406 4,4 4,35 4,3
4,2 4,2 4,10 PAROIL 170 HV 0 1,22 2,4 3,6 4,7 6,88 Gew.-Teile bez. auf Gesamtfeststoffe
ohne PAROIL 0 5,0 10,0 15,0 20,0 30,0 Jede Masse konnte über Nacht zum Aufsteigen
von Luftblasen stehen, wurde dann auf den Träger aufgebracht und nach Beispiel 1
teilweise gehärtet. Zum Vergleich diente wieder ein Produkt ohne "Paroil 170 HV"
(Beispiel 2). Die Streifen von Träger und Kleberfilm mit einer Breite von 20,6 mm
wurden dann laminiert auf 19 mm breite unter einem Winkel von 550geschnittene Streifen
aus aromatischem Polyamid-Gewebe durch Aufpressen während 3 s bei 115°C.
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Auf dem Gewebe kam der Kleberfilm zu liegen und war so angeordnet,
daß er sich längs über die gleiche Distanz an jeder Seite erstredrte. Mit dieser
Kombination wurden nun die Verbindungen durchgeführt.
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Als Gewebe diente ein 0,165 mm starkes mit einem Flächengewicht von
122,75 g/m², welches vor der Laminierung mit dem Kleberfilm getränkt worden war
mit einem Polyamidepoxidkleber folgender Zusammensetzung: 12,2 Gew.-Teile "ELVAMIDE
8061, 4,1 Gewe-Teile"EPON 828'**, 68,6 Gew.-Teile Methanol, 14,6 Gew.-Teile 1,1,1-Trichloräthan
und 0,5 Gew.-Teile Triäthylentetramin.
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*Elvamid 8061 ist ein Polyamid, erhalten durch Umsetzung von Hexamethyl
endiammoniumadipat und Hexamethylendiammoniumsebacat mit Caprolactam, welches in
Äthylalkohol-Wasser löslich ist.
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** Epon 828 ist ein durch Kondensation von Epichlorhydrin mit Bisphenol-A
erhaltenes Epoxyharz mit einem Epoxyäquivalent von 185 - 192.
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Das imprägnierte Gewebe wurde 4 h bei 121 0C zum Härten des Klebers
(GewichtsauSnahme 10 Gew.-%) gehalten. Es war dann trocken, klebfrei und konnte
angewandt werden als Verstärkung für den Kleberfilm.
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Die beiden freien Enden des Schleifmaterials aus Beispiel 1, abgeschrägt
55° zur Längsachse1 wurdenstumpfstoßend aneinandergelegt und mit dem entsprechenden
Teil obigen Kleberfilms auf der Bodenplatte einer üblichen Presse versehen. Die
freien Enden des Schleifbands waren zur Vorbereitung sandgestrahlt worden zur Entfernung
der hinteren Schicht im Bindebereich.
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Nach Entfernen des Trägers wurde Verstärkungsgewebe und Kleberfilm
unter die Stoßstelle so zeigt, daß sich die Schuh fäden des Gewebes etwa parallel
zu den Kanten der Unterlage des Schleifmaterials befanden. Es wurde dann 15 s gepreßt,
während nur die Bodenplatte dne Temperatur von 1700C hatte 2 und zwar mit 13,6 kg/cm2
und anschließend 20 s mit 302,3 kg/cm während sich beide Platten auf 17O0C befanden.
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Der Kleber war einwandfrei in die Stoßfuge gedrungen, wie dies mit
22 in Figur 4 angedeutet ist.
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Die so erhaltene Verbindung wurde nun 4 Tage bei 210C und 50 fi R.H.
konditioniert und dann die Biegebeständigkeit wie oben ermittelt. Dazu wurde eine
12,7 mm breite und 406 mm lange Probe unter einer Last von 22 lbs. gehalten und
wie nach Beispiel 1 gebogen.
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Beispiel 2 3 4 5 6 7 % Lebensdauer 100 294 450 350 520 * Biegungen
bis 1740 5120 7860 6040 9040 Fehler
* nicht geprüft, da im Verbindungsbereich
übeimässige Blasen.
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Auch aus dieser Gegenüberstellung geht die Ubefiegenheit der erfindungsgemäßen
Verbindung gegenüber dem Vergleich hervor.
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Beispiele 8 - 17 Nach Beispiel 1 wurden folgende Klebermassen hergestellt.
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A B C D BOSTIK 7069 g 300 300 300 300 300 MONDUR CB-75 g 17,85 17,85
17,85 17,85 17,85 THYLON D-406 g 17,49 17,49 17,49 17,49 17,49 PAROIL 170 HV g 9,75-UNICHLOR
40 g -- 9,75-AROCHLOR 5460 g -- -- 4,88 AROCHLOR 1268 g -- -- -- 9,7§ PICCOLASTIC
A5 g -- -- - -- 4,88 Die daraus erhaltenen Träger mit Kleberfilm wurden für überlappende
Verklebung nach Beispiel 1 und für Stoßverklebung nach den Beispielen 2 bis 7 angewandt.
Die Prüfung geschah wie in Beispiel 1 ausgeführt. Der Biegetest wurde abgebrochen,
wenn sich nach 3000 Biegungen keine Fehler zeigten. Als Schleifmaterial diente diesmal
ein handelsübliches Schleifpapier 60X RESINALL METALITE. Der Unterschied gegenüber
dem oben angewandten liegt darin, daß das gröbere Schleifkorn mit Körnung 0,25 mm
(gegenüber 0,125 fl) im allgemeinen weniger flexibel ist und daher weniger Biegungen
aushält als ein solches mit feinerem Schleifkorn.
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Tabelle:
BeisPiel Kleber Bindung Biegungen bis Fehler
8 A Uberlappend 1140 9 B " 700 10 C " 400 11 D " 400 12 E n 1020 13 A Stoß, verstärkt
> 3000 14 B " >3000 15 C " >3000 16 D n >3000 Aus obigem erkennt man,
daß man mit"Paroil 170 HV"oder 'Piccolastic AS die dauerhaftesten überlappenden
Klebungen, während man mit"Arochlors"und "Uhichlor"gute überlappende Verbindungen
erhält, die jedoch nicht ganz so gut sind, als mit ersterem Produkt. Bei der Stoßverbindung
unter Verwendung eines Verstärkungsgewebes entsprechen alle fünf erfindungsgemäßen
Materialien.
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Die erfindungsgemäß angewandte Komponente d ist vorzugsweise eine
Flüssigkeit, die mit den 3 anderen Komponenten mischbar ist. Sie kann jedoch auch
fest sein, aber auch dann mit den anderen Komponenten des Klebers mischbar sein.
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Dies gilt auch, wenn die gesamten Lösungsmittel aus dem Gemisch entfernt
sind. Ist die erfindungsgemäße vierte Komponente ein Feststoff, der bei Abscheiden
der Lösungsmittel aus dem Gemisch ausfällt, kann er seine Funktion nicht erfüllen
und verhält sich wie ein organischer Füllstoff. Ein nicht geeignetes Produkt ist
ein fester chlorierter aliphatischer Kohlenwasserstoff "Chlorez 70n. Dieser ist
zwar mit den drei
anderen Komponenten mischbar in Gegenwart von
Toluol, Äthylacetat und Methyläthylketon als Lösungsmittel. Wenn Jedoch beim teilweisen
Härten auf dem Träger die Lösungsmittel entfernt werden, so scheidet sich wohl Chlorez
70 aus dem Gemisch aus. Hingegen eignen sich hervorragend die lt lt 1 Feststoffe
Neopren AC und Neopren AD. Diese bilden bei Entfernung des Lösungsmittels einen
Film und sind daher in den drei anderen Komponenten der Klebermasse verteilt.
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Aus obigem erkennt man, daß die Anwendung eines chlorierten aliphatischen
oder aromatischen Kohlenwasserstoffs oder eines alkylierten Polystyrols bei Polyurethanklebern
zu Vermit ~ ~ bindungen/einer besseren zestanolgxext gegen «rmuaung aurcn Biegung
führen, was ein Anzeichen für bessere Adhäsion ist.
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Wesentlich dabei ist, daß man die Vorteile des erfindungsgemäusen
Verfahrens mit einer Vielzahl von Schleifmitteln erreichen kann.
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Obwohl in den Beispielen 2 bis 7 Stoßverbindungen beschrieben wurden,
bei denen der erfindungsgemäße Kleberfilm auf einem Verstärkungsgewebe laminiert
und dann angewandt wurde, ist dies für die Massenproduktion nicht die vorteilhafteste
Methode. Man kann nämlich den Kleberfilm direkt auf dem Verstärkungsgewebe herstellen,
wodurch für großtechnische Zwecke weitere Einsparungen möglich sind.
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Obwohl die erfindungsgemäßen Kleberfilme in erster Linie zur Verbindung
von Schleifbändern dient, eignen sie sich ganz generell zur Verbindung gleicher
oder unterschiedlicher Materialien wie von Metallen z.B. Aluminium und verschiedenen
Kunststofflaminaten wie Polyesterfolien mit Holz, Textil oder Papier.