DE2744877C3 - 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 Verstärkungsmateri«il
für harzgebundene Schleifkörper, bestehend aus mit Phenolharz überzogenen oder imprägnierten Gewebe
ρ
Harzgebimdene 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, Polyamidgewebc,
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 wahrend der Verwendung springt oder bricht, und erhöhen
so die zulässige Arbeitsgeschwindigkeit und Leistung des Schleifkörper.
Dem Fachmann ist bekanni, daß bei Verwendung eines WeVistoffs als Vcrstarkungsmatcrial für einen
Schleifkörper oder eine Schleifscheibe das Gewebe mit einem Harz zum Schulz der Fasern vor einem zerstörenden
Abrieb durch die Schleifstofftcilchcn wahrend der Formgebung überzogen wird, so daß eine
richtige Verbindung zwischen dem Harz in dem Schleifkörper und in dem Verstärkungsgewebe crfolgcn
kann und sich dieses Gewebe nicht verzieht oder verwirft. Die am häufigsten füf solche Zwecke verwendeten
Harze sind die Phenolharze, am häufigsten die Phenölformaldehydharze. Der Schutz eines Gewebes, insbesondere eines Glasgewebes, durch ein
wärmchäftendes Phertolfofmaldeliydharz vor der
Herstellung eines Schleif körpers ist iiideii US-Patentschriften 2 745224, 2 KOK6KS und Reissue 25 303 heschrieben,
worauf hier Bezug genommen wird.
Man hat bisher zur Herstellung überzogener Gewebe für die Verstärkung von Schleifkörpern nur wär-
j mehärtende Harze verwendet und als geeignet angesehen.
Die am häufigsten verwendeten Harze sind die Resol-Phenolharze, die heim Erhitzen unter Bildung
einer unschmelzbaren dreidimensionalen Matrix aushärten. Die Resolharze sind unter Bezeichnungen wie
ίο einstufige, oder reak'ionsfähige 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 Vernetzungsmit-
ii tel, 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.
Fin Problem, das bei den bekannten, mit Harz überzogenen oder imprägnierten Stoffverstärkungen
ίί 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 che-
K) mischen Verbindung zwischen der Harzmalrix mit den
Schleif teilchen und dem Harzüberzug auf dem Verstärkungsgewebe. Dadurch wird die Lebensdauer ''er
Verstärkung stark begrenzt, und mit gealterten Vcrstärkungsmaterialicn
dieser Art hergestellte Schleif-
r> körper können in bezug auf ihre Leistung oder Sicherheit im Falle von nach dem »Kaltpreß«-Verfahren
hergestellten Schleifkörper!! ungenügend sein.
Die F.rfindung bcriilit auf der Feststellung, daß
beim Überziehen des Verstärkungsstoffs mit Novo-
w lak-Phcnolharz, das kein oder im wesentlichen kein
Vernetzungsmittel enthält, an Stelle des bisher üblichen
Überziehens mit einem wärmehärtenden Harz die durch !längere Lagerung bedingten Probleme weitcstgehend
vermieden werden. Die erfindungsgemäßcn 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 crfindungsgemäßen
w> Materialien verstärkten Schleifkörper bei einem
Bruch oder Riß eine festere Gelenkigkeit aufweisen, daß ihre Sdilcifwirkung und ihre Schleifeigcnschaften
verbessert, die Neigung des Harzes, in dem fertigen Schleifkörper abzublättern, wesentlich verringert ist
v> und der fertige Schleifkörper viel weniger dazu neigt,
sich /u verwerfen.
Die erfindungsgcmaßcn neuen Verstärkungsmate■
rialicn für Schleifkörper sind somit dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Verstärkungsstoff bestehen.
bei dem das Gewebe mit einem an Vernetzungsmittel freien Novolak-Phenolharz oder einem höchstens
3 (jew//» zugesetztes Vernetzungsmittel enthaltenden Novö!äk=Phcnolharz überzogen oder imprägniert
ist.
f>5 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 Glasgewehe.
Gemäß der Erfindung wird das Tuch mit einem Novolak-Phenolharz
überzogen. Der Ausdruck Novolak-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-Phenolharz, welches kein oder nahezu kein Vernetzungsmittel enihäli, zur
Herstellung von Verstärkungsmaterial lag durchaus nicht auf der Hand. Bisher wurde - wie ausgeführt
- angenommen, daß nur wärmehärtende Harze verwendbarsind, 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 £'fanden zu haben, daß überraschenderweise
entgegen der herrschenden Ansicht ein von Vernetzungsmittel freies Novolakharz nicht nur
einen ausreichenden Versiärkungs'jffeki ergibt, sondern
auch, wie oben angegeben, den anderen bekannten Verstärkungsmittel!! in vieler Hinsicht überlegen
ist.
Der Stoff wird in üblicher Weise mit dem Harz überzogen, z. B. durch Eintauchen in einen Tränklark
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
dom gewünschten Prozentgchalt 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 «SO Gcw."/r variieren, liegt jedoch
vorzugsweise zwischen etwa fit) und 75 Gew.Of.
Nach dem Überziehen des Stoffs mit dem Lack wird er vorzugsweise bei erhöhten Temperaturen zur rascheren
Entfernung des Lösungsmittels getrocknet. Temperaturen von 66 b's 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
Sthleifkörpcrs zugeschnitten werden.
Das folgende Beispiel erläutert die Herstellung einer erfindungsgemäßt ι Verstäi kurig.
Ein gewebtes, als Style 500 der Greenville Mills
Devisiöii öf Warwick Mills Corporation bezeichnetes
Glastuch wurde gewählt, Das Tuch besaß ein Gewicht von 22,7 g/m2 Material, Es Würde mit einem Lack
überzogen, der aus 70 Gew,% eines in Methyfälkohul
gelösten Novoiak-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 No1 πιο
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.
ir' Zur Herstellung einer Schleifscheibe unter Verwenciung
der erfindungsgemäßen Verstärkungsscheiben kann jedes beliebige Schleifmaterial verwendet
werden. Am häufigsten verwendet werden Aluminiumoxid- und Siliciumkarbidkörner, ohwohl auch an-
-Ό dere Schleifmittel, /. B. Granat oder sogar Diamanten,
verwendet werden können. Aluminiumoxid steht in verschiedenen (Qualitäten zur Verfügung, einschließlich
eines braunen Schleifmittels, das zu etwa l)5r/r aus Aluminium besteht, sowie einer weißen po-
2~> rose π Sorte, die einen Reinheitsgrad von etwa yxr<f
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
J» 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 Schleifmittelpartikelchen verwendete Harz
)"> 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-
H) 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.
Ή Eis soll die Erläuterung der Bildung einer Schleifscheibe
mit den erfindungsgemäßen Verstärkungsscheiben folgen:
Aluminiumoxid, Korngröße Nr. 24 1000 g
Aluminiumoxid, Korngröße Nr. 36 MMlOg
reaktionsfähiges, flüssiges Phenolformaldehydharz H(Ig
pulverförmiges reaktionsfähiges
PhenolforiTialdehydharz, ein Ilexa-
PhenolforiTialdehydharz, ein Ilexa-
rr methylentetramin als Vernetzungs-
" mittel enthaltend 26Og
Furfural 20 g
Kryolitpulver 240 g
Anthracenölfraktionen aus Steinkohlenteer 25 g
Die vorstehenden Stoffe werden miteinander gemischt und durch ein Nr.*l2*Sieb gesiebt.
Man legt :Jine Zwischenscheibe in den Boden einer
kreisförmigen Form. Dann legt man eine der Verstärkungsscheiben
nach dem vorstehenden Beispiel oben auf diese Patapar^Zwischefischicht, wobei man sich
dieRichtungderOrientierungslinicnmerkt. Die Form
wird dann mit 133 g der obigen Mischung gefüllt und
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nivelliert, indem man eine gerade Kante über die gebracht und 4 Stunden bei 82r C 2 Stunden bei
Form laufen läßt. Eine zweite Verstärkungsscheibe 104" C und abschließend 17 Stunden bei 160 C auswird
oben auf die Mischung gelegt, wobei man sich gehärtet. Die gehärtete Scheibe läßt man dann auf
vergewissert, daß die Orientierungslinien der Scheibe Raumtemperatur abkühlen.
mit denjenigen der Bodenscheibe übereinstimmen. '· Es sei bemerkt, daß die Methode der Bildung einer
Das Ganze wird dann mit einer zweiten Zwischen- Schleifscheibe der Klarheit halber vereinfacht bescheibe
bedeckt. Der Oberteil der Form wird in Stel- schrieben wurde und daß bei der tatsächlichen Herhing
gebracht, und die Form wird in eine Wabash- stellung einer Schleifscheibe, wie dem Fachmann bePresse
einge-xtzt. Die Presse wird dann unter einen kannt ist, viele Variationen möglich sind. So besitzt
Druck von 12 t gesetzt und 30 Sekunden auf diesem io z. B. eine Schleifscheibe in der Regel eine zusammen-Druck
gehalten. Dann entfernt man die Form aus der gesetzte Struktur, bestehend aus einer oder mehreren
Presse und entnimmt die »grüne« Schleifscheibe sorg- Schleifschichten und einem oder mehreren Verstärfältig.
Diese »grüne« Scheibe wird dann in einen Ofen kungselementen.
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-Pheno'harz
überzogen oder imprägniert ist.
2. Verstärkungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Novoiak-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 Pheriolharz
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.1? Vernetzungsmittel enthaltenden
Novoiak-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)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2744877A1 DE2744877A1 (de) | 1979-04-05 |
| DE2744877B2 DE2744877B2 (de) | 1979-10-25 |
| DE2744877C3 true 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) |
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- 1977-10-07 GB GB41794/77A patent/GB1563865A/en not_active Expired
Also Published As
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