DE2813258A1 - Schleifmittel bzw. schleifkoerper - Google Patents
Schleifmittel bzw. schleifkoerperInfo
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Description
487
t3
SIA SCHWEIZER SCHMIRGEL" UND SCHLEI F-INDUSTRIE AG
CH-8500 FRAUENFELD
Schleifmittel bzw. Schleifkörper
Die Erfindung betrifft Schleifmittel auf Unterlage, bzw. Schleifkörper, die Verwendung von agglomeriertem Schleifkorn
und ein Verfahren zu deren Herstellung.
Die Schneidkraft und die erzielte Oberflächengüte ändern
sich bei Schleifmitteln, insbesondere solche auf flexibler Unterlage mit dem Abnutzungsgrad. Während der Anwendung dieser
Schleifmaterialien verringert sich die Rauhtiefe mit zunehmender Abstumpfung bis das Schleifwerkzeug wegen mangelnder
Schneidkraft ersetzt werden muss. Viele Entwicklungsarbeiten
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beschäftigen sich damit, Schleifmittel herzustellen, wobei sieh verbesserte Abschliffleistungen und Abschliffmengen,
Standzeiten und Oberflächenrauhtiefen ergeben sollten. Ein
allgemein bekannter Nachteil dieser Schleifwerkzeuge ist nun aber der Umstand, dass der pro Zeiteinheit sich ergebende
Materialabtrag zwar am Anfang hoch ist, dann aber sehr rasch absinkt, so dass das .Schleifwerkzeug in vielen Fällen
nach einer relativ kurzen Einsatzzeit ersetzt werden muss, obwohl die Unterlage noch völlig intakt ist. Es wurde meist
durch Aenderung der Schleifkornanordnung versucht zu wirtschaftlicheren Lösungen zu gelangen.
In der DT-PS 14 27 591 sind Schleifmittel beschrieben, die
aus einer Vielzahl kleiner, getrennt voneinander liegender, gebundener Schleifkörperteile bestehen, die in einer Schleifkorn
enthaltenden Masse aus dauernd nachgiebigem thermoplastischem Harz eingebettet sind. Dabei werden nach dem Herstellen
einer Masse aus Schleifkorn und aus organischen, harzartigen oder aus gummiartigen, hitzehärtbaren Kunststoffen
die einzelnen kleinen SchleifSegmente geformt und in
die Einbettmasse eingebracht.
Aus der DT-OS 17 52 612 sind elastische Schleifkörper bekannt,
wobei das elastische Bindemittel die Schleifkörnung in Form von aus einer Vielzahl von Einzelkörnern bestehenden
und hart gebundenen Konglomeraten enthält.
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Aus der DT-OS 23 58 338 ist bekannt, das Schleifkorn in der Schleifkornschicht in Form einer Vielzahl von aus Schleifkorn
und Bindemittel bestehenden Hohlkörpern anzuordnen.
Aus der DT-OS 25 16 008 sind kugelförmige Schleifkörper aus Schleifkörnern und ein Verfahren zu deren Herstellung bekannt,
wobei das Trägermaterial aus einem Thermoplast besteht, dessen Inneres im Wesentlichen hohl ist und auf dessen Umfang die
Schleifkörper eigeschmolzen sind.
In der DT-OS 24 17 196 wird ein Verfahren zur Herstellung von Schleifkörpern auf Unterlage beschrieben, wobei die Schleifbänder
insbesondere aus Träger, Schleifpartikel, Grund- und
Deckbindemittel bestehen. In dieser Druckschrift werden die Vorteile gegenüber vorbekannten Schleifmitteln aufgezeigt, die
aus granuliertem Korn bestehen und die in der DT-PS 14 27 591 und der DT-OS 17 52 612 beschrieben sind. Danach erhöht sich
die Schleifleistung, das Korn und der Träger werden besser ausgenutzt,
jedoch wirkt das granulierte Korn etwa wie ein kompaktes Schleifkorn gleicher Grosse, d.h. die Rauhtiefen werden erheblich
grosser und ungleichmässiger.
In der DT-OS 16 94 703 ist ein Verfahren zum Herstellen kunstharzgebundener
Schleifkörper beschrieben, in dem man Schleifmittelteilchen mit einem Siliconharzüberzug versieht und die
Teilchen dann mit einem Kunstharz zu einem Formkörper verarbeitet, der dadurch gekennzeichnet ist, dass man als Schleifmittel
teilchen Korundteilchen verwendet, auf welche man vor dem Ueber ziehen mit Siliconharz einen Silicatüberzug aufgeschmolzen
oder aufgesintert hat. Das auf diese Weise überzogene Schleifmittel
wird mit V--Aminopropyläthoxysilan behandelt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Schleifmittel,
bzw. einen Schleifkörper auf Unterlage zu schaffen, der die Nachteile bekannter agglomerierter Schleifkörper nicht auf-
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weist, d.h. also ein Schleifmittel zu schaffen, das geringe und möglichst konstante Rauhtiefen ergibt, sich bei üblichem
.Schleifdruck gut abarbeitet und eine hohe Schleifleistung ergibt.
·
Aufgabe der Erfindung ist es auch Schleifwerkzeuge zu schaffen,
wobei das flächige, gegebenenfalls flexible Schleifmittel versteift
und verstärkt wird und das Schleifkorn gleichzeitig festhaftend,
stabil und doch elastisch auf dem Träger befestigt ist, somit also das Schleifkorn einen stabilen Halt findet.
tJeberrasehend wurde nun gefunden, dass sich diese Aufgaben dadurch
lösen lassen, dass erfindungsgemäss ein inniges Gemisch verschieden fester (= verschieden belastbarer) Agglomeratschleifkörner
hergestellt und dieses Gemisch verschieden fester Agglomeratschleifkörner
durch ein übliches Bindemittel auf das Trägermaterial: auf gebracht wird, wobei das Bindemittel das zum Aufbringen
der Agglomeratschleifkörner auf den Träger dient, erfindungsgemäss
gegebenenfalls mit kurzgeschnittenen Kohlenstoffoder.
Graphitfasern vermischt wird.
Gegenstand der Erfindung sind Schleifmittel, bzw. Schleifkörper, bei denen das Bindemittel die Schleifkörnung in Form von aus
einer Vielzahl von Eihzelkörnern bestehenden gebundenen Konglomeraten
(= Agglomeratschleifkorn) enthält, wobei die Agglomeratschleifkörner
durch ein Harz gebunden und gesondert für sich ausgehärtet sind, die dadurch gekennzeichnet sind, dass die einzelnen
agglomerierten Schleifkörner (= Agglomeratschleifkörner), die ge-
: oder zu einem Körper geformt / gebenenfalls auf einen Träger aufgebracht sind, unterschiedliche
Festigkeit aufweisen, wobei die agglomerierten Schleifkörner gleiche oder unterschiedliche Harz-Bindemittel zur Bindung der
Schleifkörner enthalten und wobei diese unterschiedlich festen
agglomerierten Schleifkörner als inniges Gemisch mit üblichem Bindemittel auf einen Träger aufgebracht oder zu einem Körper
geformt sind. :
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An dieser Stelle sollen zur eindeutigen Definition und zur Klarstellung die Begriffe der erfindungsgemäss verwendeten
Agglomeratschleifkörner und der zur Herstellung der erfindungsgemässen
Schleifmittel, bzw. Schleifkörper verwendeten
Bindemittel/
Harz näher erläutert werden. Der Begriff Agglomeratschleifkörner
ist nicht nur in einschränkendem Sinne entsprechend der Definition in Chemie-Technik, 6. Jahrgang (1977), Nr. 11,
S. 477 bis 481, insbesondere Punkt 2.2 auf Seite 478, letzter Absatz (a.a.O.) zu verstehen, sondern es sind im Sinne dieser
Erfindung Agglomeratschleifkörner inbegriffen, die als Agglomerat,
Granulat oder sogar als gekapseltes Granulat (a.a.O., S. 478, letzter Absatz) vorliegen, wobei im Verlaufe der weiteren
Ausführungen diese Kornzusammenballungen vereinfachend als Agglomeratschleifkörner bezeichnet werden. Die erfindungsgemäss
verwendeten Agglomeratschleifkörner können dabei auch Poren oder Hohlräume enthalten die mit gegebenenfalls aktiven
Füll- oder Zusatzstoffen gefüllt sind. Die zur Herstellung der erfindungsgemässen Schleifmittel, bzw. Schleifkörper verwendeten
Harze lassen sich grob in Harz I und Harz II unterscheiden, wobei Harz I ein Harz-Bindemittel ist, das zur gesonderten Herstellung
der Agglomeratschleifkörner (= Agglomerat, Granulat, gekapseltes Granulat, Konglomerat von gebundenen Einzelkörnern)
dient und das den Zusammenhalt der Vielzahl von Einzelkörnern bewirkt und Harz II das Bindemittel bezeichnet,
mit dem die gesondert hergestellten Agglomeratschleifkörner auf
dem Träger befestigt sind., bzw. zu einem Körper geformt werden.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung sind Schleifmittel, bei denen neben den verschieden festen (= verschieden belastbaren)
Agglomeratschleifkörnern übliche (= nicht agglomeriert gebundene) Schleifkörner zur Herstellung der erfindungsgemässen Schleifmittel
verwendet werden, wobei sowohl die Agglomeratschleifkörner wie auch die gegebenenfalls mitverwendeten üblichen Einzelkörner
Poren oder Hohlräume enthalten, die gegebenenfalls gefüllt mit aktiven oder nicht aktiven Hilfs-, Zusatz- oder Füllstoffen, zur
Anwendung gelangen. Bei der Herstellung der Agglomeratschleifkörner
mittels Harz I können gleiche oder verschiedene Einzel-
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körner aus natürlichen oder synthetischen Mineralien verwendet werden, wobei dann das erfindungsgemäss verwendete Gemisch aus
verschieden fest gebundenen Agglomeratschleifkörnern nur eine einheitliche Schleifkornart und/oder Gemische verschiedener
Arten von Einzelkörnern enthalten kann, wobei beispielsweise Körner aus Korunden, Zirkonkorunden, Spinellkorunden, Carbiden,
wie Siliciumcarbiden, Borcarbid, Nitriden, Diamant, Ruby, Flint, Schmirgel zur Anwendung gelangen.
Erfindungsgemäss kann bei der gesonderten Herstellung der unterschiedlich
fest gebundenen Agglomeratschleifkörner pulverförmiger, glasartiger Kohlenstoff mitverwendet werden, wobei üblicher glasartiger
Kohlenstoff, der in Chemie - Ing. - Techn., 42. Jahrgang 1970, Nr. 9/10, S. 659 bis 669 beschrieben ist, pulverisiert
wird oder direkt hergestellter pulverförmiger glasartiger Kohlenstoff
(entsprechend der deutschen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen P 27 18 308.0) zur Anwendung gelangt.
Erfindungswesentlich, bzw. Voraussetzung der vorliegenden Erfindung
ist die Verwendung eines innigen Gemisches von gesondert hergestellten Agglomeratschleifkörnern, gegebenenfalls neben
üblichen nicht agglomerierten Schleifkörnern, wobei das verwendete
Agglomeratschleifkörnergemisch Agglomeratschleifkörner
unterschiedlicher Festigkeit (= unterschiedlicher Belastbarkeit, unterschiedlicher Abnutzung) enthalten muss, und keinesfalls
Agglomeratschleifkörner ausschliesslich einheitlicher Festigkeit enthalten darf, wobei die Verwendung einheitlich fester Agglomeratschleifkörner
in der DT-PS 14 27 591 und der DT-OS 17 52 612
beschrieben ist. Ueberraschend lassen sich gerade und ausschliesslich durch die Verwendung eines Gemisches verschieden fester
Agglomeratschleifkörner bei der Herstellung von Schleifmitteln, bzw. Schleifkörpern die Nachteile der DT-PS 14 27 591 und der
DT-OS 17 52 612 überwinden, die in der DT-OS 24 17 196 genannt
sind. Durch die Verwendung eines erfindungsgemässen Gemisches
verschieden fester Agglomeratschleifkörner, gegebenenfalls neben
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nicht agglomerierten Schleifkörnern, wobei der Anteil nicht
agglomerierter Schleifkörner bis zu 70 Gew.% bezogen auf die Agglomeratschleifkörner betragen kann, auf einem Träger wird
gleichmässige Rauhtiefe und insbesondere eine gleichmässige Abnützung bei hoher Standzeit des Schleifmittels gewährleistet.
Erfindungsgemäss können die Agglomeratschleifkörner auch in Form von kugelförmigen Schleifkörpern oder in Form von Hohlkörpern
verwendet werden, wobei diese Hohlkörper oder kugelförmigen Schleifkörperausgestaltungen beispielsweise den DT-AS
23 48 338, DT-AS 24 10 808, DT-AS 23 50 139, DT-OS 26 08 273, DT-OS 25 16 008 entsprechen können, jedoch mit dem entscheidenden
Unterschied zu diesen Ausführungen, dass Hohlkörper oder
kontrollierter /
Schleifkörper in Kugelform von unterschiedlicher Festigkeit (= unterschiedliche Abnutzung) im Gemisch miteinander und gegebenenfalls üblichen Schleifkörnern verwendet werden. Erfindungsgemäss können auch Agglomeratschleifkörner der verschiedensten Ausgestaltung (also beispielsweise Agglomerate, Granulate oder gekapselte Granulate im Sinne von Chemie-Technik 1977, S. 478) im Gemisch mit kugelförmigen Schleifkörpern und/oder Hohlkörpern verwendet werden, sofern diese aus einem innigen Gemisch verschieden fester Einzelkörper (Agglomeratschleifkörper, Hohlkörper u.s.w.) bestehen. Auch ist es erfindungsgemäss möglich, die Agglomeratschleifkörper mit Hohlräumen oder Poren zu versehen und sowohl diese Hohlräume oder Poren, als auch die Poren von Einzelschleifkörnchen mit an sich bekannten (aktiven) Füll- und Zusatzstoffen, wie beispielsweise Kaliumfluoroborat, Kryolith, Chlorparaffine zu versehen.
Schleifkörper in Kugelform von unterschiedlicher Festigkeit (= unterschiedliche Abnutzung) im Gemisch miteinander und gegebenenfalls üblichen Schleifkörnern verwendet werden. Erfindungsgemäss können auch Agglomeratschleifkörner der verschiedensten Ausgestaltung (also beispielsweise Agglomerate, Granulate oder gekapselte Granulate im Sinne von Chemie-Technik 1977, S. 478) im Gemisch mit kugelförmigen Schleifkörpern und/oder Hohlkörpern verwendet werden, sofern diese aus einem innigen Gemisch verschieden fester Einzelkörper (Agglomeratschleifkörper, Hohlkörper u.s.w.) bestehen. Auch ist es erfindungsgemäss möglich, die Agglomeratschleifkörper mit Hohlräumen oder Poren zu versehen und sowohl diese Hohlräume oder Poren, als auch die Poren von Einzelschleifkörnchen mit an sich bekannten (aktiven) Füll- und Zusatzstoffen, wie beispielsweise Kaliumfluoroborat, Kryolith, Chlorparaffine zu versehen.
Die entscheidende Bedingung für die vorliegende Erfindung ist die Verwendung eines Gemisches von irgendwie gestalteten Agglomeratschleif
körnern, gegebenenfalls neben nicht agglomerierten, üblichen Einzelschleifkörnern, wobei das Agglomeratschleifkörnergemisch
aus Agglomeratschleifkörnern verschiedener Festigkeit besteht.
Die unterschiedlichen Festigkeiten der Agglomeratschleifkörner wird zwangsläufig erhalten, indem die getrennt hergestellten
Agglomeratschleifkörner mit den verschiedensten Harz-Bindemitteln
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(= Harz I), den verschiedensten Zusätzen, wie beispielsweise aktiven Füllstoffenr Hilfsstoffen, Haftmitteln, Trennmitteln
u.s.w. hergestellt werden. Auch ist es möglich und vorteilhaft
zur Herstellung der Agglomeratschleifkörner nicht nur unterschiedliche
Harze I, beispielsweise Phenol-, Alkyd-, Harnstoff—
,Epoxy-, Melamin-, Acryl-, Cyanacrylat-, Cyanat-, Polyurethanharze,
ABS^pispersionen, Hautleim und/oder thermoplastische
Harze, wie beispielsweise Polyimide, Polybenzimidazole, Polyamidimide, Pqlybenzthiazole zu verwenden, sondern gleich
oder gleichartige Harze zur Bindung der Einzelkörnchen zu verwenden,
wobei sich die unterschiedliche Festigkeit der Agglomerat schleifkörner durch die Anwendung unterschiedlicher Mengen
an Harz I erreichen lässt. Die Herstellung unterschiedlich
fester (—unterschiedlich belastbarer) Agglomeratschleif körner,
die als Oemiach auf den Träger aufgebracht werden, kann weiterhin aus ser durch Anwendung verschiedener Harze, Härtezeiten,
Harzmengen auf vielfältige Weise erreicht werden, so beispielsweise
durch Zusatz von Haftmitteln wie Aminosilanen, ungesättigten Siläneri, Chromkomplexen, Silicontrennmitteln, Fettsäureestern,
Emulsionen wie beispielsweise W/0- und 0/W-Emulsionen, wobei bevorzugt
W/0-Emulsionen verwendet werden, wie diese beispielsweise in "Grenzflächenaktive Aethylenoxyd-Addukte" von N.. Schönfeldt,
Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft m.b.H., Stuttgart, 1976, S. Ϊ99 bis 224 beschrieben sind. Zur Bereitung einer Emulsion
vom Typ Wasser-in-Oel wird ein Emulgator mit einer HLB-Zahl
4-6 gewählt. Auch der Zusatz von Lösungsmittel in unterschiedlicher Menge zum Harz I bewirkt bei der Herstellung von Agglome-
-ratschleifkörnern bereits eine unterschiedliche Festigkeit (= Belastbarkeit,
Abnutzung) der einzelnen im Gemisch verwendeten, gegebenenfalls verschieden gestalteten Agglomeratschleifkörnern.
Geeignete Lösungsmittel als Zusatz zu Harz I sind beispielsweise Kerosine, Mineräloele, Baumwollsaatoel, Toluol, Xylol, Pine oil
(Pinöl), Propentetramer, Ricinusoel, Paraffinoel, Palmoel, Kokosoel,
Olivenoel, Palmitinsäure-myricylester, Cerotinsäurecerylester,
Lanolin, Lecithin. Die Herstellung unterschiedlich fester Agglomeratschleifkörner die erfindungsgemäss im Gemisch verwendet
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werden, wird ohne weiteres durch Zusätze von beispielsweise
Vinyltriäthoxysilan, Vinyltrimethoxysilan, Vinyltrichlorsilan, Vinyl-tris (p>-methoxyäthoxy) silan, \J--Äminopropyltriäthoxysilan
(weitere Haftmittel sind in Modem Composite Materials, by L.J.
Broutman et.al., Addison-Wesley Publishing Comp. 1967 genannt),
Graphitdispersionen, wässerige Fluorkunststoffdispersionen, wie
beispielsweise von handelsüblichem PTFE (= Polytetrafluoräthylen)-
und FEP (= Copolymerisat von Tetrafluoräthylen und Hexafluorpropylen)
-Dispersionen, Methylsiliconharzemulsionen, bzw. -dispersionen,
emulgierten Polydimethylsiloxanoelen u.s.w. allein oder im Gemisch zum Harz I erreicht. Auch durch Zusatz von gleichen
oder unterschiedlichen, üblichen Füllstoffen wie Kaolin, Kreide u.s.w. zum Harz I können verschieden belastbare (= abnutzbare)
Agglomeratschleifkörner erhalten werden. Diese Zusätze
lassen sich auch in unterschiedlichen Mengen zum Harz I anwenden, wobei bei der Herstellung Agglomeratschleifkörner unterschiedlicher
Festigkeit erhalten werden, die als Gemisch der unterschiedlich festen (= abnutzbaren) Agglomeratschleifkörner,
beispielsweise gegebenenfalls auch unterschiedlicher Grosse, Form und/oder Zusammensetzung mittels eines Harz-Bindemittels
(Harz II) auf den Träger aufgebracht werden.
Erfindungsgemäss können aber auch Einzelschleifkörner mit einem
dünnen Ueberzug aus einer keramischen (Silicat-) Masse, bzw. Bindemittel oder einem organischem Harz verwendet werden, die anschliessend
mit einem Harz I durch weitere Zusätze, Anwendung unterschiedlicher Harz I-Mengen u.s.w. zu Agglomeratschleifkörnern
unterschiedlicher Festigkeit verarbeitet werden.
Die Herstellung der einzelnen Chargen der erfindungsgemäss benötigten
verschieden festen Agglomeratschleifkörner werden nach bekannten Verfahren, z.B. in der Granuliertrommel,auf dem Granu-
im Sprühturm (Spray dryer) / ,
lierteller, im Wirbeischichtsprüngranulator oder einfach durch
Trocknen und Härten eines Gemsisches aus Korn und Harz-Bindemittel (= Harz I) mit oder ohne den genannten Zusätzen im Ofen oder mit
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-JWT-
Hilfe Agglomeration aus wässeriger Suspension, bzw. Dispersion durchgeführt. Diese üblichen Verfahren sind auch beschrieben in
Chemical Engineer's Handbook, 5. Auflage, 197 3, S. 8-57 bis 8-65, Mc. Graw-Hill, New York. Je nach Verfahren wird das Agglomeratschleifkorn
auf eine bestimmte Agglomeratgrösse gemahlen und/oder durch Sieben eingestellt. Der Durchmesser dieser Agglomerate
liegt zwischen 150 - 3000 Mikron, so dass bei feiner Körnung mit beispielsweise P 180 (FEPA-Norm) zwischen 10 und 100 Einzelkörner
agglomeriert sind, während z.B. bei der Körnung P 36 zwischen 2 und 20 Körner das Agglomerat bilden. Diese in verschiedenen
Chargen mit verschiedenen Festigkeiten hergestellten Agglomeratschleifkörner,
die gegebenenfalls unterschiedliche Form und Grosse aufweisen, wobei jedoch erfindungsgemäss Agglomeratschleifkörner
von mindestens zwei unterschiedlichen Festigkeiten verwendet werden müssen, die gegebenenfalls Anteile üblicher (=
nicht agglomerierter) Schleifkörner aufweisen, werden vermischt
und mittels Harz II auf einen flächigen Träger aufgebracht oder zu einem Schleifkörper geformt.
Eine weitere erfindungsgemässe Ausführungsform kann auch darin
bestehen, dass gegebenenfalls Agglomeratschleifkorn nur einer einheitlichen Festigkeit verwendet wird, dann aber muss erfindungsgemäss
neben diesen einheitlich festen Agglomeratschleifkörnern übliches Schleifkorn mit einem Anteil bis zu 70 Gew.%
bezogen auf die Agglomeratschleifkörner, mitverwendet werden.
Dabei kann das verwendete übliche Schleifkorn in der Körnung dem bei der Agglomeratschleifkorn-Herstellung verwendeten Einzelkorn
entsprechen oder aber es weist vorzugsweise eine gröbere Körnung auf. Ueberraschend gelingt es auch auf diese Weise zumindest den
in der DT-OS 24 17 196, S. Iu. 2 genannten Nachteil der grossen
Rauhtiefe,wie er bei Verwendung von Schleifmitteln die nach DT-PS
14 27 591 hergestellt sind, zu überwinden.
Die erfindungsgemäss verwendeten, verschieden festen Agglomeratschleifkörner,
gegebenenfalls mit Anteilen an üblichem Schleif-
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korn, können auf beispielsweise Papier, appretierte Gewebe, Vliese, Fiber, Folien als Träger aufgebracht oder
zu einem Schleifkörper nach bekanntem Verfahren geformt werden.
Als Harz-Bindemittel (Harz II) zur Bindung der Agglomeratschleifkörner
werden beispielsweise Glutinleime, Harnstoff-Formaldehyd-, Phenol-Formaldehyd- und/oder Epoxydharze verwendet. Es ist ebenfalls
üblich, diesen Bindern weitere Stoffe, z.B. Füllstoffe wie Kreide, Kaolin, organische Kunststoffe und evt. schleifaktive Zusätze
wie Kaliumfluoroborat, Kryolith u.s.w., beizufügen.
Schleifmittel auf Unterlage werden nach den bekannten Verfahren, in diesem Falle durch Fixieren von Agglomeratschleifkörnern, gegebenenfalls
neben üblichen Schleifkörnern, mittels geeigneter Bindemittel (= Harz II), hergestellt. Meistens wird vor dem Aufbringen
des Agglomeratschleifkorns auf die Unterlage eine sogenannte Grundbinderschicht aufgetragen. Nach einer ersten Fixierung
des Korns durch Trocknen und/oder Härten des Grundbinders, wird zwecks besserer Einbettung und Befestigung des Korns eine sogenannte
Deckbinderschicht aufgetragen. Die Agglomeratschleifkörner
können dabei geschlossen (Korn an Korn) oder offen auf dem Träger fixiert werden. Selbst bei grobem Korn ist das erfindungsgemässe
Verfahren anwendbar.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren
zur Herstellung von Schleifmitteln und die Verwendung von kurzgeschnittenen Kohlenstoff- und/oder Graphitfasern zusammen
mit Bindemitteln (= Harz II) zum Binden der Agglomeratschleif körner, gegebenenfalls mit Anteilen bis zu 7 0 Gew.% bezogen
auf die Agglomeratschleifkörner an üblichen (nicht agglomerierten)
Schleifkörnern. Der Anteil der kurzgeschnittenen Kohlenstoff-
oder Graphitfasern im Harz II, das als Grund- und/oder Deckbindemittel verwendet wird, beträgt bis zu 35 Gew.% vorzugsweise
1 bis 10 Gew.%, bezogen auf das Harz II. Das Harz II, ge-
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gebenenfalls als Grund- und Deckbindemittel angewandt, kann in
derselben,- oben genannten Weise, mit Anteilen bis zu 35 Gew.% an kurzgeschnittenen Kohlenstoff- oder Graphitfasern, bezogen
auf das Bindemittel, auch zur Bindung von üblichem Schleifkörnern,
also ohne die Verwendung von agglomerierten Schleifkörnern,
verwendet werden. Erfindungsgemäss verwendete Kohlenstoffoder
Graphitfasern werden beispielsweise in Form der handelsüblichen "Tows", meist mit einer Länge von über 1 m verwendet,
irisbesondere bevorzugt werden erfindungsgemäss jedoch kurzgeschnittene
Kohlenstoff- und/oder Graphitfasern (= chopped carbon
fibres) mit einer Länge von 0,1 bis 7 mm zusammen mit Bindemitteln
-.(= Harz II) verwendet. Die Kohlenstoff- oder Graphitfasern werden nach bekanntem Verfahren aus beispielsweise Polyacrylnitril,
Cellulose, Asphalt, Teer, Oelpech, Petroleumpech, Rayon hergestellt. Die Eigenschaften und die Herstellung der
erfindungsgemäss verwendeten Kohlenstoff- und/oder Graphitfasern ist beschrieben in "Polymeric Carbons-Carbon fibre, glass and
char" von: G.M. Jenkins und K. Kawamura, Cambridge University Press, Cambridge, 1976. Bei der Herstellung von Schleifmitteln
können die> Kohlenstoff- oder Graphitfasern gut gemischt mit Bindemitteln
(= Harz II), hier beispielsweise Glutinleim, wässerige Vorkondensate von Harnstoff-Formaldehyd-, Phenol-
sowie/
Formaldehydharze, Epoxydharze, die vorwiegend als Zweikomponentenharze
zur Anwendung kommen, Cyanat-, Alkyd-, Polyurethanharze verwendet werden, wobei dieses Gemisch Zusatzstoffe wie
beispielsweise- aktive oder nicht aktive Füllstoffe, Glasfasern, Asbest, aromatische Polyamidfasern, Kreide, Kaolin enthalten
kann.. -
Ueberraschend wurde gefunden, dass sich natürliche und synthetische
Schleifkörner und zwar sowohl in Form von Agglomeratschleifkörnern
als auch in Form von üblichem Schleifkorn sehr fest und doch elastisch mit dem Trägermaterial, wie beispielsweise
Papier, .Gewebe, Folie dauerhaft verbinden lassen, wenn
dem Bindemittel (= Harz II) kurzgeschnittene Kohlenstoff- oder Graphitfasern beigemischt werden, wobei diese mit kurzgeschnitteneitt
Kohlenstoff- oder Graphitfasern vermischten Bindemittel
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als Grund- und Deckbinder verwendet werden. Man erhält so erfindungsgemäss
Deckbinder (Harz II) mit niedrigem Reibungskoeffizient und die so hergestellten Schleifmitte,! weisen
gute thermische und elektrische/
einen hohen Elastizitätsmodul, hohe Festigkeit, Leitfähigkeit und einen niedrigen Wärmeausdehnungsfaktor auf, wobei sich
diese Eigenschaften nicht nur auf die sich auf dem Träger befindliche
Bindemittelschicht auswirkt, sondern auch den in diesem Harz durch kurze Kohlenstoff- oder Graphitfasern verstärktem
Harz II eingebetteten Schleifkörnern gute Eigenschaften hinsichtlich Standzeit, Verschmutzung, Belastbarkeit verleiht.
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-η-
Agglomeratschleifkorngemisch verschiedener Festigkeit aus Korund der Körnung P 180 (FEPA-Norm) und Bindemittel (= Harz I)
werden in verschiedenen Varianten hergestellt und in üblicher Weise auf einen Schleifmittelträger aus appretiertem Baumwollgewebe
in einer Menge von ca. 250 g/m^ aufgebracht. Als Bindemittel
( = Harz II) wird handelsübliches wässeriges Phenolresolharz (ohne Füllstoff als Grundbindemittel und mit 5 0 %
Kreide als Deckbindemittel) verwendet. Die unterschiedliche Festigkeit der Agglomeratschleifkörner wird in Variante A durch
verschiedene Bindemittelmengen, in Variante B durch verschiedene Harztypen und in Variante C durch Zusatz von Schleifhilfsmittel
und feingepulvertem glasartigem Kohlenstoff erreicht.
Drei verschiedene Chargen aus einer Mischung von wässrigem Phenolresolharz und Braunkorund (96,4 % AI2O3) der Körnung
P 180 (FEPA-Norm) im Verhältnis Festkörper des Bindemittels zu Korn von 0,30, 0,25, bzw, 0,20 werden im Ofen getrocknet
und gehärtet (2 h bei 7 0°, 4 h bei 8 5°, 8 h bei 105°, 2 h bei
1200C). Die Chargen werden in einer Schlagmühle gemahlen und
Fraktionen zwischen 200 und 3 5C7(U ausgesiebt. Gleiche Mengen
der drei Chargen werden innig vermischt und auf den Träger aufgebracht.
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Zwei gleiche Mengen Braunkorund der Körnung P 18 0 werden in einem Fall mit wässrigem Phenolresolharz mit 20 Gew.% Kreide
und im anderen Fall mit wässrigem Harnstoff-Formaldehyd Vorkondensat
mit 15 Gew.% Kaolin in einem Korn-Bindemittel-Verhältnis von 0,20 vermischt. Die beiden Chargen werden getrocknet
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und gehärtet (Phenolresolharz wie in Variante A, Harnstoffharz: 2 h bei 50°, 4 h bei 65°, 24 h bei 800C), gemahlen und
Fraktionen zwischen 200 - 350 u ausgesiebt. Je gleiche Mengen Phenolharzagglomerat, Harnstoffharzagglomerat und üblicher
Braunkorund der Körnung P 180 werden vermischt und auf den Träger aufgebracht.
Wässriges Phenolresolharz wird einerseits mit Kryolit, Kaliumfluoroborat
und Braunkorund der Körnung P 180 im Verhältnis 2:1:1:7 und andererseits mit feingepulvertem glasartigem
Kohlenstoff und Braunkorund derselben Körnung im Verhältnis 2:1:7 gemischt, getrocknet und gehärtet. Die Chargen werden
(wie in Variante A) gemahlen, gesiebt, vermischt und auf den Träger aufgebracht.
Die in oben angegebener Weise hergestellten Schleifmittel der Varianten A, B, C werden nach üblichen Verfahren zu endlosen
Schleifbändern verarbeitet und auf der Schieifprüf maschine geprüft
(Bandgeschwindigkeit 3 0 m/sec., Werkstoff: Stahl 37). Die mit Agglomeratschleifkorn hergestellten Schleifbänder zeigen
gegenüber den mit üblichem (nicht agglomeriertem) Braunkorund der Körnung P 180 hergestellten Schleifbändern eine
wesentlich höhere Abtragsleistung und Standzeit, die Rauhtiefe bleibt während des Schleifens konstanter (sie verändert sich in
der Zeit zwischen ein und neun Zehntel der Standzeit nicht oder nur unwesentlich), während die Anfangsrauhtiefe der verglichenen
Bänder fast identisch ist.
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7813258
Braunkorund der Körnung P 36 allein, und ein 1 : 1 Gemisch aus Braunkorund und Zirkonkorund (ca. 40 % ZrC>2) der Körnung
P 36 werden getrennt mit wässrigem Phenolresolharz (VlO des Korngewichtes bezogen auf den Festkörpergehalt des Harzes)
gemischt und nacheinander bei stetiger Drehung in einem rotationssymmetrischen
Gefäss langsam auf 110 ° erhitzt. Die beiden Chargen werden gehärtet (4 h/120°), die Siebfraktionen
zwischen 700 und 1200 /i gemischt und das Agglomeratschleifkorngemisch
in üblicher Weise auf einen Schleifmittelträger aus Fiber der Dicke 0,82 mm in einer Menge von ca. 900 g/m^
aufgebracht. Als Grund- und Deckbindemittel wurde handelsübliches Phenolresolharz (mit 50 Gew.% Kreide für das Deckbindemittel)
verwendet.
Das so hergestellte Schleifmittel wird nach üblichem Stanzverfahren
zu Fiberscheiben des Durchmessers 180 mm mit zentralem
Loch von 20 mm verarbeitet. Das Schleifverhalten wird verglichen
mit Scheiben die aus nicht agglomeriertem Schleifkorngemisch derselben Körnung (P 36 Braunkorund zu Zirkonkorund
im Verhältnis 3:1) und derselben Unterlage hergestellt werden. Beim Einsatz, zum Schleifen von Autocarosserieteilen,
zeigt die mit Agglomeratschleifkorngemisch hergestellte Scheibe bessere Abtragsleistung und längere Standzeit. Es wird eine
geringere Tendenz zum Zusetzen der Schleifmitteloberfläche
beobachtet.
Halbedelkorund der Körnung P 120 wird im Wirbelschichtsprühgrariulator
bei einer Temperatur von 110 0C mit wässrigem Phenolresolharz
(VlO des Korngewichts bezogen auf den Festkörpergehalt
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des Harzes) besprüht. Das Bindemittel enthält dabei 1 Gew.%
handelsübliches Silicontrennmittel auf der Basis von PoIydimethylsiloxanoel
in emulgierter Form. Auf die gleiche Art wird ein Agglomerat aus mit Eisenoxid ummanteltem Halbedelkorund
der Körnung P 120 und wässrigem Phenolresolharz (ohne
Trennmittel) hergestellt. Die beiden Chargen werden getrennt gehärtet (4 h/120°C) und gesiebt. Die Fraktionen mit einem
Agglomeratkorndurchmesser zwischen 300 und 50OyU werden innig
vermischt. Auf einem Papierträger mit einem Flächengewicht von 290 g/m2 wird eine erste Bindemittelschicht (= Grundbinder)
aus wässrigem Phenolresolharz und 4 Gew.% Graphitfasern einer
Länge zwischen 1 und 2 mm und anschliessend das Agglomeratschleif korngemisch in üblicher Weise aufgetragen, getrocknet
und vorgehärtet. Eine zweite Bindemittelschicht aus 60 Gew.% Phenolresolharz, 30 Gew.% Kreide, 10 Gew.% kurzgeschnittene
(1-2 mm) Graphitfasern und Wasser wird wie üblich aufgetragen, getrocknet und gehärtet»
Aus diesem Schleifmittel werden endlose Bänder hergestellt und das Schleifverhalten dieser Bänder gegenüber üblichen
vollkunstharzgebundenen Schleifbändern für Holzschliff derselben
Körnung beim Schleifen von Möbelteilen untersucht. Die Bänder mit Agglomeratschleifkorn und Graphitfasern haben
eine verlängerte Standzeit und zeigen auch nach dem Einsatz
keine oder nur eine unwesentliche Verschmutzung der Schleifmitteloberfläche
und es wird während dem Schleifprozess im Unterschied zum Vergleichsschleifband keine elektrostatische
Aufladung festgestellt.
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Claims (11)
- ( 1.-/Schleifmittel bzw. Schleifkörper, bei denen das Bindemittel die Schleifkörnung in Form von aus einer Vielzahl von Einzelkörnern bestehenden, gebundenen Konglomeraten (= Agglomeratschleif korn) enthält, wobei die Agglomeratschleifkörner durch ein Harz gebunden und gesondert für sich ausgehärtet sind, dadurch g e k e η η zeichne t, dass die einzelnen agglomerierten Schleifkörner (= Agglomeratschleifkörner), die auf einen Träger aufgebracht oder zu einem Körper geformt sind, unterschiedliche Festigkeit aufweisen, wobei die agglomerierten Schleifkörner gleiche oder unterschiedliche Harz-Bindemittel zur Bindung der Schleifkörner enthalten und wobei diese unterschiedlich festen agglomerierten Schleifkörner als inniges Gemisch mit üblichem Bindemittel auf einen Träger aufgebracht oder zu einem Körper geformt sind.
- 2. Schleifmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass neben den verschieden festen (= verschieden belastbaren) agglomerierten Schleifkörnern (= Agglomeratschleifkörner) übliche (nicht agglomeriert gebundene) Schleifkörner zur Herstellung der Schleifmittel verwendet werden.
- 3. Schleifmittel nach Anspruch Iu. 2, dadurch gekennzeich η et, dass Agglomeratschleifkorn, gegebenenfalls neben üblichem (nicht agglomeriertem) Schleifkorn, in Form von gefüllten und nicht gefüllten Körpern verwendet wird.
- 4. Schleifmittel nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichne t, dass die einzelnen agglomerierten Schleifkörner (= Agglomeratschleifkörner) gleiche oder verschiedene Körner aus Korunden, Zirkonkorunden, Spinellkorunden, Carbiden wie Siliciumcarbid, Borcarbidr—Nitriden, Diamant, Ruby, Flint, Schmirgel enthalten.
- 5. Schleifmittel nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichne t, dass ein inniges Gemisch verschieden fester, agglomerierter (= Agglomeratschleifkörner) gegebenenfalls neben üblichen (nicht9098A2/0017agglomerierten) Schleifkörnern verwendet wird, wobei das agglomerierte Schleifkorn in den Poren aktive Füllstoffe enthält.
- 6. Schleifmittel nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gemisch von mindestens zwei unterschiedlichen Sorten von Agglomeratschleifkörnern, die sich nach Herstellung, Härtungszeit, Harz, Schleifkorn und/oder Zusätzen unterscheiden, und gegebenenfalls übliches (nicht agglomeriertes) Schleifkorn verwendet wird und mit üblichem Bindemittel auf einen Träger aufgebracht oder zu einem Körper geformt wird.
- 7. Verwendung von agglomerierten, starr gebundenen Schleifkörnern (= Agglomeratschleifkörner), die durch Epoxy-, Phenol-, Acryl-, Cyanacrylat-, Harnstoff-, Melamin- und/oder thermostabile Harze (Polyimide, Polybenzimidazole) verbunden sind (= Agglomeratschleifkörner) als Schleifmittel, in dem die Agglomeratschleifkörner in bekannter Weise gebunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die agglomerierten Schleifkörner (- Agglomeratschleifkörner) als Gemisch agglomerierter Schleifkörner unterschiedlicher Grosse, Festigkeit, Herstellung und/oder Zusammensetzung zur Herstellung von Schleifmitteln auf Unterlage verwendet werden, wobei dieses Agglomeratschleifkörnergemisch gegebenenfalls Anteile üblicher (nicht agglomerierter) Schleifkörner enthält.
- 8. Verfahren zur Herstellung von Schleifmitteln durch Verbinden einer Vielzahl kleiner, getrennt voneinander liegender, üblicher Schleifkörner mittels Kunstharz (= Agglomeratschleifkörner) und Aufbringen derselben auf den flächigen Träger durch ein übliches Harz-Bindemittel, dadurch gekennzeichnet, dass ein inniges Gemisch agglomerierter Schleifkörner (= Agglomeratschleifkörner) hergestellt wird, wobei die agglomerierten Schleifkörner sich in Festigkeit, Grosse und/oder Zusammensetzung unterscheiden und diesem Gemisch von Agglomeratschleifkörnern gegebenenfalls Anteile bis zu 70 Gew.%, bezogen auf die Agglomeratschleifkörner, übliche (nicht agglomerierte) Schleifkörner und/oder pulverförmiger glasartiger Kohlenstoff beigemischt werden.909842/0017
- 9. Verfahren zur Herstellung von Schleifmitteln nach Anspruch 8, dadurch g e k e η η ζ e ί e h η e t, dass dem Harz, das zur Herstellung der Agglomeratschieifkörper, d.h. zur Bindung der Schleifkörnchen untereinarider verwendet wird, Siliconhaftmittel, Silicontrennmittel, Fluorkunststoffdispersionen, Fettsäureester, pulverförmiger glasartiger Kohlenstoff, Emulsionen und gegebenenfalls Hilfs- und/oder (aktive) Füllstoffe in einer Gesamtmenge bis zu 80 Gew.%, bezogen auf die Mischung aus verwendetem Harz und den genannten Zusatzstoffen, beigemischt werden.
- 10. Verfahren zur Herstellung von Schleifmitteln nach Anspruch 8 u. 9, dadurch g e k en η ζ e i c h η e t', dass dem üblichen Bindemittel, das das Gemisch der Agglomeratschleifkörner und gegebenenfalls Anteile von üblichen (nicht agglomerierten) Schleifkörnern auf dem Träger bindet, vor dem Aufbringen auf den Träger, kurzgesehnittene Kohlenstoff- oder Graphitfasern einer Länge von 0,1 bis 7 nun in einem Anteil bis zu 3 5 Gew.%, vorzugsweise in einem Anteil von 1 bis 10 Gew.%, bezogen auf das Bindemittel, beigemischt werden.
- 11. Verwehdung von kurzgeschnittenen Kohlenstoff- oder Graphitfasern (chopped carbon fibres) einer Länge von 0,1 - 7 mm zusammen mit Bindemitteln, wobei der Anteil der kurzgeschnittenen Kohlenstoff- oder Graphitfasern bis zu 35 Gew.%, vorzugsweise 1 bis 10 Gew.%, bezogen auf das Bindemittel, beträgt, zur Herstellung von Schleifmitteln oder Schleifkörpern, wobei das Gemisch aus kurzgeschnittenen Kohlenstoff- oder Graphitfasern und Bindemittel zur Bindung des Gemisches der Agglomeratschleifkörner oder üblicher.; Schleif körner dient, wobei das Gemisch aus Bindemittel und kurzgeschnittenen Kohlenstoff- oder Graphitfasern auch ohne die Mitverwendung von Agglomeratschleifkörnern zur Herstellung üblicher Schleifmittel öder Schleifkörper verwendet wird.909842/0017
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