DE2744877B2 - Verstärkungsmaterial für harzgebundene Schleifkörper und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents
Verstärkungsmaterial für harzgebundene Schleifkörper und Verfahren zu seiner HerstellungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf Verstärkungsmaterial für harzgebundene Schleifkörper, bestehend aus
mit Phenolharz überzogenen oder imprägnierten Geweben.
Harzgebundene Schleifkörper sind bekannt und in zahlreichen Veröffentlichungen beschrieben. Sie werden für viele Zwecke, z. B. zum Schneiden verschiedener Materialien, einschließlich von Metallen und
Zement, zum Mahlen, Schleifen, Polieren und anderen dem Fachmann bekannten Verfahren verwendet.
In typischer Weise können harzgebundene Schleifkörper mit verschiedenen Materialien, z. B. willkürlich verteilten Fasern und verschieden geformten gewebten und nicht-gewebten Stoffen verstärkt werden.
Beispiele für Textilstoffe sind Baumwolle, Polyamidgewebe, Glas, Kunstseide und Aramid, wie es z. B.
unter der Handelsbezeichnung Kelvar vertrieben wird. Diese Verstärkungen ergeben einen Sicherheitsbereich für den Fall, daß der Schleifkörper während der Verwendung springt oder bricht, und erhöhen so die zulässige Arbeitsgeschwindigkeit und
Leistung des Schleifkörpers.
Dem Fachmann ist bekannt, daß bei Verwendung eines Webstoffs als Verstärkungsmaterial für einen
Schleifkörper oder eine Schleifscheibe das Gewebe mit einem Harz zum Schutz der Fasern vor einem zerstörenden Abrieb durch die Schleifstoffteilchen während der Formgebung überzogen wird, so daß eine
richtige Verbindung zwischen dem Harz in dem Schleifkörper und in dem Verstärkungsgewebe erfolgen kann und sich dieses Gewebe nicht verzieht öder
verwirft. Die am häufigsten für solche Zwecke verwendeten Harze sind die Phenolharze, am häufigsten
die Phenolformaldehydharze. Der Schutz eines Gewebes, insbesondere eines Glasgewebes, durch ein
wärmehärtendes Phenolformaldehydharz vor der Herstellung eines Schleif körpers ist in den US-Patent-
Schriften 2745224,2808688 und Reissue 25303 beschrieben, worauf hier Bezug genommen wird.
Man hat bisher zur Herstellung überzogener Gewebe für die Verstärkung von Schleifkörpern nur wärmehärtende Harze verwendet und als geeignet angesehen. Die am häufigsten verwendeten Harze sind die
Resol-Phenolharze, die beim Erhitzen unter "Bildung einer unschmelzbaren dreidimensionalen Matrix aushärten. Die Resolharze sind unter Bezeichnungen wie
einstufige, oder reaktionsfähige Harze bekannt. Weniger häufig wurden Phenolharze vom Novolak-Typ
zum Überziehen von Geweben bei der Herstellung von Verstärkungsscheiben verwendet, und wenn,
dann nur in Kombination mit einem Vernetzungsmittel, z. B. Hexamethylentetramin, so daß beim Erhitzen das Harz aushärtet und eine dreidimensionale
vernetzte Matrix bildet. In diesem Fall ist das, Novolak-Harz wärmehärtend. In typischer Weise werden
ihm 5 bis 15 Gew.% Hexamethylentetramin zugesetzt. Die Kombination des Novolak-Harzes mit dem
Vernetzungsmittel wird in typischer Weise als zweistufiges Harz bezeichnet.
Ein Problem, das bei den bekannten, mit Harz überzogenen oder imprägnierten Stoffverstärkungen
auftritt, besteht darin, daß bei längerer Lagerung vor der Verwendung die Gewebe steif werden und ihre
erwünschten Fließeigenschaften verlieren. Daraus ergibt sich eine verschlechterte Leistung, wahrscheinlich
als Folge eines Abbaus oder eines Verlusts einer chemischen Verbändung zwischen der Harzmatrix mit den
Schleifteilchen und dem Harzüberzug auf dem Verstärkungsgewebe. Dadurch wird die Lebensdauer rier
Verstärkung stark begrenzt, und mit gealterten Verstärkungsmaterialien dieser An hergestellte Schleifkörper können in bezug auf ihre Leistung oder Sicherheit im Falle von nach dem »Kaltpreß«-Verfahren
hergestellten Schleifkörpern ungenügend sein.
Die Erfindung beruht auf der Feststellung, daß heim Überziehen des Verstärkungsstoffs mit Novolak-Phenolharz, das kein oder im wesentlichen kein
Vernetzungsmittel enthält, an Stelle des bisher üblichen Überziehens mit einem wärmehärtenden Harz
die durch längere Lagerung bedingten Probleme weitestgehend vermieden werden. Die erfindungsgemäßen Verstärkungen zeichnen sich daher durch die Fähigkeit aus, eine längere Lagerung ohne merkliche
Verschlechterung ihrer wünschenswerten Eigenschaften bei ihrer Verwendung auszuhalten. Außerdem wurde gefunden, daß die mit erfindungsgemäßen
Materialien verstärkten Schleifkörper bei einem Bruch oder Riß eine festere Gelenkigkeit aufweisen,
daß ihre Schleifwirkung und ihre Schleifeigenschaften verbessert, die Neigung des Harzes, in dem fertigen
Schleifkörper abzublättern, wesentlich verringert ist und der fertige Schleifkörper viel weniger dazu neigt,
sich zu verwerfen.
Die erfindungsgemäßen neuen Verstärkungsmaterialien für Schleifkörper sind somit dadurch g-kennzeichnet, daß sie aus einem Verstärkungsstoff bestehen, bei dem das Gewebe mit einem an Vernetzungsmittel freien Novolak-Phenolharz oder einem höchstens 3 Gew.% zugesetztes Vernetzungsmittel enthaltenden Novolak-Phenolharz überzogen oder imprägniert ist.
Das in Form einer Scheibe oder in beliebiger anderer Form verwendete Gewebe kann eines der bisher
zu diesem Zweck verwendeten sein. Bevorzugt wird jedoch ein sehr festes Tuch. Typische Materialien sind
Baumwolle, Acrylnitril-Polymerisatfasern, Kunstseide,
Polyamid, Polyamide aromatischer Komponenten und Glas, wobei Glas am meisten bevorzugt
wird, und zwar insbesondere ein lockeres Glasgewebe,
Gemäß der Erfindung wird das Tuch mit einem Novolak-Phenolharz
überzogen. Der Ausdruck Novo-Iak-Phenolharz bedeutet für die erfindungsgemäßen
Zwecke ein Phenolharz vom Novolak-Typ, das wenig oder gar kein zugesetztes Vernetzungsmittel enthält.
Der Ausdruck schließt somit die Resolharze und die zweistufigen Novolak-Harze, denen das Vernetzungsmittel
in einer größeren Menge zugesetzt wird, aus. Entsprechend der vorstehenden Definition ist am
meisten bevorzugt ein Novolak-Harz, das vollständig frei von zugesetztem Vernetzungsmittel ist. Es können
aber auch bis zu maximal 3 Gew. % Vernetzungsmittel enthalten sein, wobei jedoch die mit dieser Menge an
zugesetztem Vernetzungsmittel erzielten Ergebnisse weniger günstig sind als wenn das Novolak-Harz vollständig
frei von zugesetztem Vernetzungsmittel ist.
Die Anwendung von Novolak-Pheno'.harz, welches
kein oder nahezu kein Vernetzungsmittel enthält, zur Herstellung von Verstärkungsmaterial lag durchaus
nicht auf der Hand. Bisher wurde - wie ausgeführt - angenommen, daß nur wärmehärtende Harze verwendbar
sind, d. h. solche, die beim Erwärmen zu einer dreidimensionalen Matrix aushärten. Novolakharze
allein sind aber nicht wärmehärtend, bilden also kein dreidimensionales Netzwerk, so daß sie für einen
guten Verstärkungseffekt nicht geeignet erschienen.
Es ist das erfinderische Verdienst der Anmelderin, nun unter anderem gefunden zu haben, daß überraschenderweise
entgegen der herrschenden Ansicht ein von Vernetzungsmitteln freies Wc-volakharz nicht nur
einen ausreichenden Verstärkungseffc.it ergibt, sondern
auch, wie oben angegeben, den anderen bekannten Verstärkungsmitteln in vieler Hinsicht überlegen
ist.
Der Stoff wird in üblicher Weise mit dem Harz überzogen, z. B. durch Eintauchen in einen Tränklack
aus dem Harz, wobei dieser Tränklack aus einem Lösungsmittel, z. B. einem Alkohol, mit einem innerhalb
verhältnismäßig weiter Grenzen variierenden Gehalt an Harzfeststoffen besteht, wobei letzterer sich nach
dem gewünschten Prozentgehalt an Harz der Verstärkung richtet. Der Lack kann andere übliche Zusätze,
z. B. eigene oder zugesetzte Weichmacher, enthalten. Der Feststoffgehalt des Lacks kann in typischer Weise
zwischen etwa 25 und 80 Gew.% variieren, liegt jedoch vorzugsweise zwischen etwa 60 und 75 Gew.%.
Nach dem Überziehen des Stoffs mit dem Lack wird er vorzugsweise bei erhöhten Temperaturen zur rascheren
Entfernung des Lösungsmittels getrocknet. Temperaturen von 66 bis 232° C während einer Anwendungsdauer
zwischen einem Bruchteil einer Minute und 30 Minuten sind geeignet. Anschließend an
die Trocknung kann das Tuch zu jeder gewünschten Form für die Herstellung einer Verstärkung eines
Schleifkörpers zugeschnitten werden.
Das folgende Beispiel erläutert die Herstellung einer erfindungsgemäßen Verstärkung.
Ein gewebtes, als Style 500 der Greenville Mills Devision of Warwick Mills Corporation bezeichnetes
Glastuch wurde gewählt. Das Tuch besaß ein Gewicht von 22,7 g/m2 Material. Es wurde mit einem Lack
überzogen, der aus 70 Gew.% eines in Methylalkohol gelösten Novolak-Phenolharzes bestand. Der Lack
enthielt kein zugesetztes Vernetzungsmittel, Anschließend an das Überziehen des Glastuchs mit Lack
wurde das Tuch getrocknet, indem man es mit einer
Geschwindigkeit von etwa 7 m/Minute durch einen Ofen laufen ließ. Der Ofen besaß eine Länge von etwa
7 Meter und wurde auf einer Temperatur von 116° C gehalten. Die Verweilzeit des Tuchs in dem Ofen betrug
1 Minute, Nach dem Trocknen machte der Νονοί"
Iak-Gehalt des überzogenen Glastuchs 30% des Gesamtgewichts
aus. Das Glastuch wurde dann in kreisförmige Scheiben mit einem Durchmesser von 23 cm geschnitten. Diese Scheiben eigneten sich zur
Verstärkung von Schleifscheiben.
υ Zur Herstellung einer Schleifscheibe unter Verwendung
der erfindungsgemäßen Verstärkungsscheiben kann jedes beliebige Schleifmaterial verwendet
werden. Am häufigsten verwendet werden Aluminiumoxid- und Siliciumkarbidkörner, obwohl auch an-
2i) dere Schleifmittel, z. B. Granat oder sogar Diamanten,
verwendet werden können. Aluminiumoxid steht in verschiedenen Qualitäten zur Verfügung, einschließlich
eines braunen Schleifmittels, das zu etwa 95% aus Aluminium besteht, sowie einer weißen po-
.·; rösen Sorte, die einen Reinheitsgrad von etwa 98%
oder höher besitzt. Siliciumkarbid ist ebenfalls in verschiedenen Reinheitsgraden erhältlich, z. B. die
schwarze und die grüne Sorte, wobei die letztere die reinere ist. Die im Handel befindlichen, bereits mit
in einem Harzüberzug versehenen Schleifmittelteilchen
werden mit einem Harz gemischt und verformt, um die Schleifpartikelchen zu einer zusammenhängenden
Struktur zu verbinden. In diesem Falle ist das als Binder für die Schleifmitteipartikelchen verwendete Harz
υ ebenfalls ein Phenolharz, jedoch anders als das zum
Überziehen des Verstärkungsgewebes verwendete ist es eher wärmehärtend als thermoplastisch. Zu diesem
Zweck ist jedes der zweistufigen, üblicherweise als Binder verwendete Novolak-Harz geeignet. Die rela-
w tive Menge Schleifmittel zu Harzbinder entspricht
dem Stand der Technik, wobei das Schleifmittel in der Regel den überwiegenden Anteil des Gemischs ausmacht.
Das Gemisch kann auch noch andere übliche Zusätze enthalten.
-r, Es soll die Erläuterung der Bildung einer Schleifscheibe mit den erfindungsgemäßen Verstärkungsscheiben folgen:
Aluminiumoxid, Korngröße Nr. 24 1000 g
Aluminiumoxid, Korngröße Nr. 36 1000 g
'" reaktionsfähiges, flüssiges Phenolformaldehydharz
80 g
pulverförmiges reaktionsfähiges
Phenolformaldehydharz, ein Hexamethylentetramin als Vernetzungs-
pulverförmiges reaktionsfähiges
Phenolformaldehydharz, ein Hexamethylentetramin als Vernetzungs-
" mittel enthaltend 260 g
Furfural 20 g
Kryolitpulver 240 g
Anthracenölfraktionen aus Steinkohlenteer 25 g
Die vorstehenden Stoffe werden miteinander gemischt und durch ein Nr.-12-Sieb gesiebt.
Man legt eine Zwischenscheibe in den Boden einer kreisförmigen Form. Dann legt man eine der Verstär-,-,
kungsscheiben nach dem vorstehenden Beispiel oben auf diese Patapat-Zwischenschicht, wobei man sich
die Richtung der Orientierungslinien merkt. Die Form wird dann mit 133 g der obigen Mischung gefüllt und
nivelliert, indem man eine gerade Kante über die Form laufen läßt. Eine zweite Verstärkungsscheibe
wird oben auf die Mischung gelegt, wobei man sich vergewissert, daß die Orientierungslinien der Scheibe
mit denjenigen der Bodenscheibe übereinstimmen. Das Ganze wird dann mit einer zweiten Zwischenscheibe
bedeckt. Der Oberteil der Form wird in Stellung gebracht, und die Form wird in eine Wabash-Presse
eingesetzt. Die Presse wird dann unter einen Druck von 121 gesetzt und 30 Sekunden auf diesem
Druck gehalten. Dann entfernt man die Form aus der Pvesse und entnimmt die »grüne« Schleifscheibe sorgfältig.
Diese »grüne« Scheibe wird dann in einen Ofen gebracht und 4 Stunden bei 82° C, 2 Stunden bei
104° Gund abschließend 17 Stunden bei 160° C ausgehärtet.
Die gehärtete Scheibe läßt man dann auf Raumtemperatur abkühlen,
-> Es sei bemerkt, daß die Methode der Bildung einer
Schleifscheibe der Klarheit halber vereinfacht beschrieben wurde und daß bei der tatsächlichen Herstellung
einer Schleifscheibe, wie dem Fachmann bekannt ist, viele Variationen möglich sind. So besitzt
ίο ζ. B. eine Schleifscheibe in der Regel eine zusammengesetzte
Struktur, bestehend aus einer oder mehreren Schleifschichten und einem oder mehreren Verstärkungselementen.
Claims (3)
1. Verstärkungsmaterial für harzgebundene
Schleifkörper, bestehend aus einem mit Phenolharz überzogenen oder imprägnierten Gewebe,
dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe mit einem an Vernetzungsmittel freien Novolak-Phenolharz oder einem höchstens 3 Gew.% zugesetztes Vernetzungsmittel enthaltenden Novolak-Phenolharz überzogen oder imprägniert ist.
2. Verstärkungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Novolak-Harz weniger als die Hälfte des Gesamtgewichts des Materials ausmacht.
3. Verfahren zur Herstellung eines Verstärkungsmaterials nach einem der Ansprüche 1 oder
2, wobei man ein Gewebe mit einem Tränklack aus einem in einem Lösungsmittel gelösten Phenolharz überzieht und man diesen Lack zur Entfernung des Lösungsmittels dann trocknet, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Tränklack
verwendet, der aus einem kein oder nahezu kein d. h. höchstens 3 Gew.% Vernetzungsmittel enthaltenden Novolak-Phenolharz, gelöst in einem
Lösungsmittel, besteht.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US05/837,823 US4230461A (en) | 1977-09-29 | 1977-09-29 | Abrasive wheels |
Publications (3)
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|---|---|
| DE2744877A1 DE2744877A1 (de) | 1979-04-05 |
| DE2744877B2 true DE2744877B2 (de) | 1979-10-25 |
| DE2744877C3 DE2744877C3 (de) | 1980-07-03 |
Family
ID=25275536
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE2744877A Expired DE2744877C3 (de) | 1977-09-29 | 1977-10-05 | Verstärkungsmaterial für harzgebundene Schleifkörper und Verfahren zu seiner Herstellung |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4230461A (de) |
| DE (1) | DE2744877C3 (de) |
| GB (1) | GB1563865A (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0447608A1 (de) * | 1990-03-23 | 1991-09-25 | LUKAS-ERZETT VEREINIGTE SCHLEIF - UND FRÄSWERKZEUG-FABRIKEN GmbH & CO. KG | Schleifwerkzeug, Verfahren zu seiner Herstellung, und Verwendung eines besonderen Materials dafür |
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1977
- 1977-09-29 US US05/837,823 patent/US4230461A/en not_active Expired - Lifetime
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- 1977-10-07 GB GB41794/77A patent/GB1563865A/en not_active Expired
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Also Published As
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| US4230461A (en) | 1980-10-28 |
| DE2744877C3 (de) | 1980-07-03 |
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