DE3218441C1 - Verfahren zum Herstellen von blatt- oder bandförmigen Schleifwerkzeugen - Google Patents

Description

• Des weiteren zeigte sich, daß Gewebe aus gekräuselten (texturierten) Polyester-Filämentgarnen sehr häufig deswegen eine rauhe Oberfläche aufweisen, weil ein Teil der durch die Einzelfasern gebildeten Schlingen aus der Oberfläche des Rohgewebes und auch des ausgerüsteten Gewebes herausragt und damit zu nichtakzeptablen Oberflächenstörungen im fertigen Schleifband führt.
• Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, einen Weg zu finden, der durch Veränderungen in der Mikrostruktur des Rohgewebes in Kombination mit dafür besonders geeigneten Ausrüstungsmassen zu einem ausgerüsteten Trägermaterial führt, das erstmals alle für die Verwendung in hochwertigen Schleifwerkzeugen erforderlichen Merkmale in sich vereinigt: sehr gute Verankerung der Bindemittel-Korn-Schicht, niedrige Dehnbarkeit und auch für feine Schleifkorngrößen geeignete Oberflächenglätte.
• Diese Aufgabe wurde dadurch gelöst, daß die Einzelfasern der Filamentgarne eine Profilierung aufweisen oder daß die Einzelfasern der Filamentgarne von ihrer Oberfläche abstehende Vorsprünge aufweisen. Damit wird erreicht, daß die Einzelfäden daran gehindert werden, sich so dicht nebeneinander zu legen, daß die flüssige Imprägniermasse nicht in das Innere des Garns eindringen und die Einzelfäden umhüllen kann.
• Zwei Prinzipien erwiesen sich hierfür als geeignet, die auch gleichzeitig angewendet werden können: Sowohl die Verwendung von Profilfasern, z. B. mit dreieckigem oder gelapptem Querschnitt, wie auch die Verwendung von Fasern, die seitliche Fortsätze als »Abstandhalter« aufweisen, bewirkte, daß das Innere der Garne von der Imprägniermasse durchtränkt wurde. In diesen Fällen wurde stets eine voll zufriedenstellende Verankerung der Bindemittel-Korn-Schicht auf dem Gewebe festgestellt. Da die Einzelfasern im wesentlichen in Längsrichtung des Garnes verlaufen, blieb die Struktur auch unter Längszugspannung, z. B. während des Ausrüstens, weitgehend erhalten, und auch das Dehnungsverhalten der anschließend hergestellten Schleifbänder entsprach den Praxisanforderungen.
• Die Einzelfaserstärke der erfindungsgemäß verwendeten Garne liegt zweckmäßigerweise bei höchstens 3 dtex, da mit zunehmender Faserfeinheit die innere Oberfläche der Garne stark erhöht wird und die Imprägnierfähigkeit entsprechend verbessert wird.
• Um die gute Verankerung der Bindemittel-Korn-Schicht auch während des Schleifvorgangs aufrecht zu erhalten, erwies es sich als erforderlich, Imprägniermassen mit hoher Vernetzbarkeit zu verwenden. Geeignet sind sowohl Amin-Formaldehyd-Kondensationsharze im Gemisch mit Polymerdispersionen entsprechend DE-AS 29 28 484 - siehe die Beispiele 1 und 2 - wie auch verdünnte Lösungen von Phenolharz - siehe Beispiel 3 - oder Gemische von Phenolharz mit Polymerdispersionen, vorausgesetzt, daß der Gehalt an Kondensationsharzen in der Trockensubstanz mindestens 20% betrug.
• In den nachfolgenden Beispielen wird das Dehnungsverhalten durch die Bezugsdehnung beschrieben, also die aus dem Kraft-Dehnungs-Diagramm bei einer Spannung von 500 N/5 cm entnommene Dehnung.
• Zwischen dem Dehnungsverhalten des fertigen Schleifbandes und demjenigen des zugehörigen Gewebes besteht ein enger Zusammenhang, und die Praxiserfahrungen haben gezeigt, daß im Mittel- und Feinkornbereich Schleifwerkzeuge mit zufriedenstellendem Dehnungsverhalten in der Regel aus solchen ausgerüsteten Trägergeweben gewonnen werden können, deren Dehnung bei 500 N/5 cm nicht größer als etwa 2% ist. Die in den Beispielen 1-3 beschriebenen Ausführungsarten der vorliegenden Erfindung führen in der Tat zu Schleifmittelträgern, die diese Bedingungen erfüllen und gleichzeitig auch den anderen oben beschriebenen Anforderungen genügen. Die in den Vergleichsbeispielen 4 und 5 verwendeten Polyester-Filamentgewebe herkömmlicher Art waren dagegen erwartungsgemäß zur Herstellung praxistauglicher Mittel- und Feinkornschleifmittel nicht geeignet.
• Das unterschiedliche Verhalten der erfindungsgemäß verwendeten und der bisher erprobten Filamentgewebe läßt sich, abgesehen von der anwendungstechnischen Beurteilung und dem mikroskopischen Befund, an Hand des Appreturaufnahmegewichts auch quantitativ erfassen: Nach dem Imprägnieren wird, sofern man sich hierfür der Foulardiertechnik bedient, durch die Abquetschwalzen die überschüssige Imprägniermasse vom Gewebe entfernt. Die am und im Gewebe zurückbleibende Menge läßt sich durch die Größe des Abquetschdrucks innerhalb des technisch sinnvollen Bereichs nur in untergeordnetem Maße beeinflussen, so daß die nach dem Trocknen ermittelte Auftragsmenge in erster Linie widerspiegelt, wie gut die Imprägniermasse im Innern des Gewebes festgehalten worden ist.
• Beispiel 1 Aus glatten Polyester-Endlosfäden mit rundem Querschnitt, Stärke dtex 2,5, wurde durch ein Heißluftverfahren ein Garn (dtex 300) gebildet, dessen Einzelfäden durch von ihrer Oberfläche abstehende Vorsprünge daran gehindert waren, sich dicht nebeneinander zu legen. Ein daraus hergestelltes Körpergewebe (Gewicht 192 g/m2) wurde durch Tauchen mit folgender Mischung imprägniert: 50 Teile Harnstoff-Formaldehyd-Harz (Molverhältnis Harnstoff : Formaldehyd = 1:1,8 Wasserverdünnbarkeit 1:4, Festkörpergehalt 80 Gew.-%) 80 Teile Styrol-Acrylat-Dispersion (40%mg, Glasübergangstemperatur + 250C) 20 Teile Wasser 0,5 Teile Entschäumer und bei 130"C getrocknet. Auftrag 96 g/m2 (trocken).
• Anschließend wurde ein Rückenstrich aufgebracht, bestehend aus 150 Teilen Imprägniermasse nach obiger Rezeptur und 75 Teilen Kaolin und bei 130"C getrocknet. Der Auftrag war 61 g/m2 (trocken). Abschließend wurde das Gewebe kalandert.
• Die Bezugsdehnung des ausgerüsteten Gewebes bei 500 N/5 cm betrug 1,0%. Bei mikroskopischer Betrachtung stellte man fest, daß die Einzelfasern von Imprägniermasse umhüllt waren.
• Die Glätte des Gewebes entsprach den an ein Feinkorn-Trägermaterial zu stellenden Anforderungen.
• Das ausgerüstete Gewebe wurde dann in üblicher Weise zu einem Schleifwerkzeug weiterverarbeitet, indem man eine Phenolharz-Grundbindung auftrug, elektrostatisch mit Schleifkorn (Korngröße 80) bestreute und eine Deckbindung auf Phenolharzbasis aufbrachte. Das so erhaltene Schleifband wurde einem Schleifversuch mit Stahlrohren bei einem Anpreßdruck von 35 N unterworfen. Nach 60 Minuten Schleifzeit war das Schleifband verstumpft, ohne Kornausbruch aufzuweisen.
• Beispiel 2 Endlosfäden (dtex 1,1) mit annähernd kreissegmentförmigem Querschnitt, bestehend aus einer Kombination von Polyester mit einem geringen Anteil Polyamid, wurden zu Garn der Stärke dtex 400 verarbeitet. Daraus wurde ein Köpergewebe mit dem Gewicht 246 g/m2 hergestellt. Bei der Imprägnierung entsprechend Beispiel 1 nahm das Gewebe 141 im2 Imprägniermasse (trocken) und 70 gim Rückenstrichmasse (trocken) auf.
• Die Bezugsdehnung des ausgerüsteten Gewebes betrug 1,10/0, und die Glätte entsprach den Anforderungen für Feinkornträgermaterialien. Die Einzelfasern waren von Imprägniermasse umhüllt.
• Das anschließend wie in Beispiel 1 hergestellte Schleifmittel verstumpfte beim Prüfschleifen ohne Kornausbruch.
• Beispiel 3 Das in Beispiel 2 verwendete Rohgewebe wurde mit einer Lösung von 25 Teilen Phenol-Formaldehyd-Resol (Molverhältnis 1: 1,5, Festkörpergehalt 75%) und 75 Teilen Wasser-Alkohol-Gemisch (1:1) imprägniert und bei 140" C getrocknet Eswurden52g/m2(trocken)aufgenommen. X 9 5 Dann wurde eine Rückenstrichmasse aufgebraacht, bestehend aus 100 Teilen der in Beispiel l-beschriebenen Styrol-Acrylat-Dispersion 50 Teilen Phenol-Formaldehyd-Harz 75 Teilen Kaolin 1,2 Teilen Entschäumer und bei 140" C getrocknet Auftrag 78 g/m2 (trocken).
• Das ausgerüstete Gewebe hatte eine Bezugsdehnung von 1,8%; die Glätte entsprach den Anforderungen, und das aus dem Gewebe hergestellte Schleifmittel verstumpfte ohne Kornausbruch.
• B e is p i e 1 4 (Vergleichsbeispiel) Ein aus glatten Polyester-Endlosfäden mit rundem Querschnitt der Stärke dtex 5 gebildetes Garn, Stärke dtex 280, Drehung 130 T/m, wurde zu einem Körpergewebe mit einem Gewicht von 162 g/m2 verwebt. Dieses Gewebe wurde gewaschen und durch Tauchen mit der in Beispiel 1 beschriebenen Masse imprägniert.
• Nach der Trocknung bei 1300C betrug der Auftrag 35 g/m2. Anschließend wurde die im Beispiel 1 erwähnte Rückenstrichmasse aufgebracht, Auftrag 36 g/m2.
• Die Bezugsdehnung des ausgerüsteten Gewebes betrug 4,5%. Die Glätte entsprach den Anforderungen.
• Das ausgerüstete Gewebe wurde dann wie in Beispiel f zu einem Schleifband verarbeitet. Beim Prüfschleifen war schon nach 10 Minuten die Bindemittel-Kornschicht abgeblättert, so daß der Schleifvorgang abgebrochen werden mußte.
• Bei mikroskopischer Betrachtung zeigte sich, daß die Imprägniermasse lediglich die äußere Oberfläche des Gewebes bedeckte und nicht zwischen die Einzelfasern eingedrungen war.
• B e is p i e 1 5 (Vergleichsbeispiel) Ein aus glatten Polyester-Endlosfäden mit rundem Querschnitt der Stärke dtex 5 gebildetes falschdrahttexturiertes Garn der Stärke dtex 250 wurde zu einem Atlasgewebe mit einem Gewicht von 268 g/m2 verwebt.
• Dieses Gewebe wurde wie in Beispiel 1 imprägniert (Auftrag 45glm2) und rückengestrichen (Auftrag 35 g/m2). Die Bezugsdehnung betrug 3,5%.
• Die Glätte war auch nach einem Kalanderdurchgang unzureichend, da zahlreiche mit Imprägniermasse verfestigte Schlingen aus der Oberfläche herausragten.
• Das wie üblich hergestellte Schleifmittel hatte nach 8 Minuten Schleifzeit die Bindemittel-Korn-Schicht verloren.
• Wie in Beispiel 4 war die Imprägniermasse nicht in das Innere des Garns eingedrungen.

Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zum Herstellen von blatt- oder bandförmigen Schleifwerkzeugen unter Verwendung eines aus Synthesefaser-Filamentgarnen bestehenden Trägergewebes, dadurch gekennz e je hn e t, daß die Einzelfasern der Filamentgarne eine Profilierung aufweisen.
2. 2. Verfahren zum Herstellen von blatt- oder bandförmigen Schleifwerkzeugen unter Verwendung eines aus Synthesefaser-Filamentgarnen bestehenden Trägergewebes, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelfasern der Filamentgarne von ihrer Oberfläche abstehende Vorsprünge aufweisen.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Rohgewebe auch nach Anlegen einer Zugspannung noch so viel freies Volumen vorhanden ist, daß, bezogen auf das Rohgewebegewicht, mindestens 20 Gew.-% Imprägniermasse, nach dem Trocknen gewogen, aufgenommen werden.

   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von blatt- oder bandförmigen Schleifwerkzeugen unter Verwendung eines aus Synthesefaser-Filamentgarnen bestehenden Trägergewebes, vorzugsweise für den Mittel- und Feinkornbereich.

   In zunehmendem Maße werden für derartige Schleifwerkzeuge als Trägermaterial Synthesefaser-Gewebe eingesetzt. Dabei handelt es sich überwiegend um Polyester-Stapelfasergewebe.

   Vor der großtechnischen Einführung solcher Gewebe zur Schleifbandherstellung waren insbesondere die Probleme der Kornhaftung und der Dehnung zu lösen.

   Die Kornhaftung, also die Haftung der Bindemittell Schleifkorn-Schicht am Gewebe, ließ sich bei Polyester-Stapelfasergeweben durch zwei Methoden auf ein technisch ausreichendes Niveau bringen, nämlich durch Verwendung von Phenol-Formaldehyd-Harzen als Ausrüstungsmassen, z. B. nach DE-OS 2531 642 oder DE-OS 26 24 029, oder andererseits durch Imprägnierung mit Ausrüstungsmassen auf Basis von Amin-Formaldehyd-Harzen, z. B. Harnstoff-Formaldehyd-Harzen, nach DE-AS 2928484.

   Das Problem der Dehnbarkeit des fertigen Schleifwerkzeugs wurde bei den erstgenannten Patentanmeldungen durch Vorbehandlung in einem zusätzlichen thermischen Verstreckungsvorgang beseitigt, während nach der letztgenannten DE-AS die technisch ausreichende Herabsetzung der Dehnung ohne zusätzlichen thermischen Arbeitsgang gelingt.

   Die auf diesen Wegen hergestellten Polyester-Stapelfasergewebe sind als Trägergewebe für Schleifwerkzeuge in groben Körnungen, etwa für die Schleifkorngrößen 60 und gröber, anwendungstechnisch gut geeignet.

   Auf Grund dieser Erfahrungen sind schon seit langem zahlreiche Versuche unternommen worden, um Polyester-Stapelfasergewebe auch für mittlere und feinere Körnungen einsetzen zu können. Diese Versuche haben bis heute zu keinem befriedigenden Ergebnis geführt.

   Obwohl man mit feineren Garneinstellungen, unterschiedlichen Spinnverfahren und veränderten Gewebekonstruktionen experimentierte, gelang es nicht, die Oberfläche des ausgerüsteten Polyester-Stapelfaserge- webes so glatt zu bekommen, daß dieses als Trägermaterial für feinere Schleifmittelkörnungen und insbesondere für den Mikrokornbereich gut geeignet gewesen wäre. Man machte stets die Erfahrung, daß Polyester-Stapelfasergewebe auch nach - geeigneter Ausrüstung infolge eines von der Gewebeoberfläche abstehenden Faserflaums, durch Garnknoten und häufige Spinn- und Webfehler eine so gestörte und unruhige Gewebeoberfläche aufweisen, daß selbst mit einem unverhältnismäßig hohen Ausrüstungsaufwand in Form mehrfacher Streich- und Kalandervorgänge keine zufriedenstellende Oberflächensauberkeit erreicht wird.

   Eine saubere Oberfläche läßt sich bei Ersatz von Stapelfasergarnen durch Garne aus Endlosfasern (Filamentgarne) erwarten. Daher wurden auch Versuche mit Geweben aus Polyester-Filamentgarnen durchgeführt. Sehr bald zeigte sich jedoch, daß diese Gewebe zwar eine deutlich verbesserte Sauberkeit und Glätte der Gewebeoberfläche lieferten und auch das Problem der Dehnung mit den gleichen Mitteln in den Griff zu bekommen war wie bei Stapelfasergeweben. Das Problem der Haftung der Bindemittel-Schleifkorn-Schicht war aber mit den bekannten Ausrüstungsverfahren nicht zu lösen, selbst wenn man berücksichtigt, daß an diese Haftung bei feineren Körnungen nicht ganz so hohe Ansprüche gestellt werden wie im Bereich der groben Körnungen. Die glatte Oberfläche vieler bisher erprobter Filament-Rohgewebe erlaubte nur eine so schwache Verankerung der Bindemittel-Korn-Schicht, daß selbst mäßige Ansprüche an die Kornhaftung beim Schleifen nicht erfüllt wurden. Man versuchte daher, durch Ätzung der Polyester-Filamentgarne mit organischen Ätzmitteln, z. B. Phenol, oder durch Verseifung der Oberfläche der Polyesterfasern mit Laugen die Haftung zu erhöhen, erzielte aber ebenfalls keine ausreichende Verbesserung.

   Eine weitere Variante der Entwicklung eines Polyester-Filamentgewebes war die Verwendung von texturierten Filamenten, also von Garnen, die aus gekräuselten Fasern gebildet waren. Hierdurch wurde die innere Oberfläche der Garne erheblich gesteigert, und die Imprägniermassen waren in der Lage, in das Innere des Garnes einzudringen und sich dadurch an den Fasern fest zu verankern. Auf diesem Wege konnten auch Schleifwerkzeuge hergestellt werden, bei denen die Haftung der Bindemittel-Korn-Schicht den Anforderungen entsprach. Dennoch erwies sich dieser Weg als nicht für die Praxis geeignet, weil die Kräuselung der Einzelfäden zu anderen Problemen führte: Das Eindringen der Imprägniermasse in das Innere des Garns war nur dann möglich, wenn die Imprägnierung in spannungsarmem Zustand durchgeführt wurde, so daß auch im fertigen Schleifwerkzeug die Polyesterfasern noch in gekräuseltem Zustand vorlagen. Das führte jedoch dazu, daß die Dehnfähigkeit des fertigen Schleifbandes unter den Zugspannungen, wie sie auf den üblichen Bandschleifmaschinen auftreten, weit jenseits des tolerierbaren Bereichs lag.

   Sobald man versuchte, vor oder während der Ausrüstung die gekräuselten Garne zu verstecken, verloren diese verständlicherweise ihre Aufnahmefähigkeit für Appreturmasse, und es traten sofort wieder die oben beschriebenen Haftungsschwierigkeiten auf.