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Sandpapier und Schmirgelleinen Die Erfindung bezieht sich auf die
Herstellung von Sandpapier, das aus mehreren Schichten besteht.
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Beim Gebrauch von Sandpapier und Schmirgelleinen ist es bei vielen
Arbeitsvorgängen immer ein Problem gewesen, das zu verhindern, was als Aufladen
des Abreibmittels bekannt ist und das durch die Trümmer verursacht wird, die bei
dem Reibvorgang entfernt werden und zwischen die Körner eingebettet werden. Ein
solches Aufladen führt zu schnellem Verlust der Schärfe des Sandpapiers mit dem
Ergebnis, daB es als Abreibeinrichtung unwirksam wird, lange bevor der Schleifkörper
stumpf geworden oder aus dem Blatt herausgerissen worden ist.
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Man hat zu verschiedenen Methoden Zuflucht genommen, um diese Schwierigkeit
zu überwinden, aber keine von ihnen führt zur vollständigen Lösung des Problems.
Um das Aufladen zu vermindern, werden besondere Reibmittel in Schichtform verwendet,
die als offen gestrichene Produkte mit weiten Zwischenräumen zwischen dem Schleifkörper
bekannt sind. In gleicher Weise sind viele Schmiermittel verwendet worden, um sowohl
das Aufladen zu verringern als auch um einen besseren Endzustand herbeizuführen.
Zu diesen Schmiermitteln gehört auch Wasser, dem oft ein oberflächenspannungsverminderndes
oder benetzendes Mittel wie Türkischrotöl zugegeben wird. Wasser und ein derartiges
Netzmittel werden gewöhnlich bei wasserfestem Sandpapier verwendet. Ebenso sind
verschiedene Petroleumfraktionen entweder mit oder ohne Zugabe von leichtem Schmieröl
als Schmiermittel sowohl für wasserfestes als auch für leimgebundenes Sandpapier
verwendet worden. Es ist auch vorgeschlagen worden, benetzende Agentien,
d.
h. die Oberflächenspannung herunterdrükkende Mittel, auf die Oberfläche von wasserfestem
Sandpapier anzuwenden, so daß, wenn Wasser als Schmiermittel bei der Oberflächenbehandlung
verwendet wird, seine Oberflächenspannung erniedrigt wird und es zu einem wirksameren
Schmiermittel gemacht wird. Bei den meisten Reibprozessen wird das Schmierwasser
mehr oder weniger kontinuierlich zugeführt mit dem Ergebnis, daß die die Oberflächenspannung
herabdrückenden Mittel schnell von dem Bogen weggewaschen werden, auf den sie aufgetragen
waren, und bald unwirksam werden.
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Zweck der vorliegenden Erfindung :ist, das Aufladen von Abreibmitteln
in Schichtform zu vermindern, weshalb eine elastische Schicht zwischen der Bindemittelschicht
des Schleifkörpers und dem Werkstück, das abgerieben werden soll, vorgesehen ist,
und zwar eine Schicht, die, wenn sie geschmiert wird, einen relativ niedrigen Reibungswiderstand
der Bewegung des Werkstücks bei dem Abreibvorgang entgegensetzt, wobei die normalerweise
durch reine Reibung verlorene Energie auf ein Minimum reduziert wird. Die Wirkung
dieser Reibmittel soll einheitlicher in bezug auf den Schleifgrad sein und einen
einheitlicheren Endzustand während ihrer ganzen Lebensdauer ergeben als die bisher
bekannten Abreibmittel in Schichtform.
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Wenn die bekannten Reibmittel bei der Behandlung von z. B. Oberflächen
oder Lacküberzügen von Automobilkarosserien verwendet werden, .bei der Wasser als
Schmiermittel verwendet wird, schneiden sie schnell und hinterlassen zuerst einen
relativ grobkörnigen Zustand und nehmen dann ab in bezug auf ihren Schneidgrad und
rufen einen fortschreitend feinkörnigeren Endzustand hervor, so daß das Sandpapier
schließlich weggeworfen wird, wenn der Schneidgrad zu niedrig geworden ist. Durch
die Erfindung wird nicht nur das Aufladen vermindert und die Lebensdauer erhöht,
sondern auch ein gleichmäßigerer Schneidgrad erzielt.
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Die oberste Schicht des Sandpapiers oder Schmirgelleinens weist folgende
Eigenschaften auf: i. einen relativ niedrigen Reibungswiderstand gegenüber .der
Bewegung des abzureibenden Werkstücks, wenn ein spezifisches Schmiermittel verwendet
wird. 2. Im Fall der Verwendung eines wäßrigen Schmiermittels vermindert ein Bestandteil
der Schicht vorzugsweise die Oberflächenspannung des Wassers, z. B. ein in Wasser
dispergierbarer Bestandteil, der gelöst und aus dier Lage herausgelaugt werden kann.
3. Wenn die Schicht benetzt und mit dem Schmiermittel gesättigt ist, ist die Kohäsionskraft
der Schicht relativ niedrig, so daß Bruchstücke von Zeit zu Zeit wegbrechen und
sandige Trümmer mit sich führen können, die andernfalls das Papier aufladen würden.
4. Die Schicht quillt bis zu einem bestimmten Grade, ohne sich schnell zu lösen,
wenn sie von dem Schmiermittel durchdrungen wird, so daß ein fortschreitendes Quellen
und Schwächen der Lage während des Reibevorganges stattfindet, wobei neue Teile
der Schicht sich nach dem Niveau der Körner bewegen, aus dem neue Teile der Lage
Fragmente herausbrechen oder von Zeit zu Zeit herausholen und die abgeriebenen Trümmer
mit sich führen können, die andernfalls das Reibmittel aufladen würden.
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In Fällen, in denen wasserfestes Sandpapier mit einem wäßrigen Schmiermittel
zu benutzten ist, sind Leim und bzw. oder Kasein für die oberste Schicht besonders
vorteilhaft. Auch neutralisiertes, sulfoniertes Rizinusöl, Triäthanolaininoleat
und Karayagummi sind für diese Zwecke geeignet. Soweit eine Härtung des Kaseins
erwünscht ist, kann sie durch Gerben mit Formaldehyd herbeigeführt werden; ebenso
kann bei Leim verfahren werden. Man verwendet z. 13. io- bis 1 @@'oigen Formaldehyd,
nachdem die Materiallage fest geworden oder teilweise oder ganz getrocknet ist.
Das Härten des Leimes oder ähnlicher Eiweißkörper kann indessen vervollständigt
werden durch Einschluß von Mitteln wie Kaliumdichromat oder Hexamethylentetramin,wobei
das Härten nach Erhitzung der behandelten getrockneten Schicht erfolgt.
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Die Zeichnung stellt einen Querschnitt eines Sandpapiers dar, das
gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt worden ist.
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In der Abbildung ist 5 eine Unterlage, z. B. Papier oder Stoff, der
in geeigneter Weise zwecks Verbesserung seiner Na3beständigkeit vorbehandelt worden
ist. 6 bedeutet eine Grundmasse, die beispielsweise bestehen kann aus einem mit
Öl behandelten Alkydharz, das mit einem öllöslichen Phenolharz in bekannter Weise
behandelt worden ist, wenn biegsames, wasserfestes Sandpapier hergestellt wird,
oder einem bekannten Phenolformaldehydharz, wenn N erlililttiisniäßig unbiegsames
wasserfestes Sandpapier hergestellt wird, oder einer Schicht von Leim, wenn leimgebundenes
Sandpapier hergestellt wird. 7 ist eine Schicht von Schmirgelsand. 8 ist eine Bindemittelschicht,
die in bekannter Weise aufgetragen ist und aus einem der drei Materialien bestehen
kann, die in Verbindung mit der Schicht 6 beschrieben worden sind, je nach der Type
von Sandpapier, die hergestellt wird. 9 ist eine erfindungsgemäß behandelte besondere
Lage, die über der Sand erfassenden Schicht 8 aufgetragen ist und aus den verschiedenen
nachfolgend angegebenen Behandlungsbeispielen je nach der beabsichtigten Benutzungsart
des herzustellenden Produktes ausgewählt werden kann, d. h. danach, ob das Produkt
mit einem wäßrigen Schmiermittel benutzt werden soll oder mit einem Schmiermittel
aus organischen Lösungsmitteln, wie Petroleum oder cyclischen liohlemwasserstoffen,
die bei Reibtemperaturen flüssig sind.
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Die folgende Zusammensetzung wurde als sehr befriedigend für Reibprozesse
unter Verwendung eines wäßrigen Schmiermittels befunden. Beispiel i
| 145 millipoise Hautleim . . . . . . 12.959C' |
| Neutralisiertes sulfoniertes Rizinusöl . 25,9o % |
| Wasser . . . . . . . . . . . 61,i5 % |
Ein sog. Waterproof Sandpaper Nr. 28o-A wurde mit der Zusammensetzung gemäß Beispiel
i überzogen unter Benutzung bekannter Sandpapierstreichwalzen.
Die
Menge der aufgetragenen Mischung betrug o,5 kg pro Ries Sandpapier. Nachdem das
Wasser beim Trockenvorgang verdampft war, wurde die behandelte Seite des Gewebes
mit einer 15%igen Lösung von Formaldehyd bestrichen und ihr wieder die Möglichkeit
zum Trocknen gegeben. Eine zerkratzte Oberfläche, die gewöhnlich mit einem neuen
Stück eines Sandpapierkontrollstreifens hervorgerufen wird, wurde nicht erhalten.
Der Schärfegrad des erfindungsgemäßen Ahreibmittels war viel konstanter als bei
den in üblicher Weise hergestellten Sandpapieren. Es entstand eine bemerkenswerte
Abnahme des Aufladens des behandelten Reibmittels gegenüber dem Kontrollstück.
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Andere geeignete Zusammensetzungen für wasserfestes Sandpapier mit
einem wäßrigen Schmiermittel, beispielsweise mit Körnungsgraden von
320
und
28o, sind folgende: Beispiel e
| Kasein . . . . . . . . . . . . 11,3o % |
| Neutralisiertes sulfoniertes Rizinusöl . 17,00 |
| Ammoniak (NH3) . . . . . . . . 0,32'7c |
| Wasser . . . . . . . . . . . 71,38 % |
Beispiel 3
| 145 millipoise Hautleim . . . . . . io,oo % |
| Kasein . . . . . . . . . . . . 3,36 % |
| Neutralisiertes sulfoniertes Rizinusöl . 19,65 % |
| Ammoniak (NH3) . . . . . . . . o,10% |
| Wasser . . . . . . . . . . . 66,89 % |
Die Zusammensetzung nach Beispiel 3 wird vorzugsweise mit Formaldehyd gehärtet,
nachdem die Zusammensetzung entweder fest geworden oder teilweise oder ganz getrocknet
ist.
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Beispiel 4
| Kasein . . . . . . . . . . . . 9,6o % |
| Karayagummi . . . . . . . . . 0,95 % |
| Neutralisiertes sulfoniertes Rizinusöl . 14,20 % |
| % |
| Ammoniak (N H3) . . . . . . . . 0,26 |
| Wasser . . . . . . . . . . . 74,99 % |
In diesem Fall kann die Härtung weggelassen werden.
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Beispiel s
| 86 millipoise Hautleim . . . . . . 9.33 % |
| Triäthanolaminoleat . . . . . . . 9,33 % |
| Wasser . . . . . . . . . . . 81,34 % |
Alle Schichten gemäß Beispielen i, 2, 3, 4 und 5 können durch Kalanderwalzen aufgebracht
werden. Die angegebenen Zusammensetzungen «-erden benutzt für die oben angegebenen
Körnungen, nämlich
320 und 28o. Wo gröbere Körnung behandelt wird und schwerere
Schichten erforderlich sind, ist es ratsam, die Viskosität und den Gehalt an festen
Bestandteilen zu erhöhen, je nach dem, wie es der abnehmende Wassergehalt der verschiedenen
Beispiele 1 bis 5 erfordert.
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Bei der Herstellung der verschiedenen Lösungen ist es ratsam, den
Leim in einem Teil des Wassers zu lösen und das neutralisierte, sulfonierte Rizinusöl,
Kärayagummi oder Triäthanolaminoleat je in besonderen Teilen des Wassers und dann
die Lösungen zu mischen. Falls Kasein in einer der Zusammensetzungen verwendet wird,
wird es vorzugsweise in einem Teil des Wassers gelöst, das Ammoniak enthält, das
dem Wasser zweckmäßig in Form einer konzentrierten Lösung von Ammoniumhydroxyd zugegeben
wird. Das so gelöste Kasein wird den anderen, gelösten Bestandteilen zugegeben.
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Die unten angegebenen Beispiele 6 und 7 sind besonders vorteilhaft
in Verbindung mit der Behandlung von sogenanntem 220-X Waterproof Cloth, bei dem
als Bettungsmittel für den Sand eine plastische Masse, z. B. Celluloseac.etatbutyrat,
beim Einsatz eines wäßrigen Schmiermittels verwendet werden soll. Als Gewebe dient
ein Drillichstoff. Die Sandbehandlung wurde durchgeführt auf einem gewöhnlichen
riemengetriebenen Sandbehandlungsapparat.
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Beispiel 6
| Kasein . . . . . . . . . . . 8,75 921 |
| Ammoniak (NH3) . . . . . . . . o,21 % |
| 145 millipoise Leim . . . . . . . 4,37'70 |
| Neutralisiertes sulfoniertes Rizinusöl . 14,43 % |
| Wasser . . . . . . . . . . . 72,24 % |
Die Zusammensetzung wurde mit Formaldehydlösung gehärtet.
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Beispiel ?
| Kasein . . . . . . . . . . . 12,12 % |
| Ammoniak (NH3) . . . . . . . . 0,29910 |
| Neutralisiertes sulfoniertes Rizinusöl . 13,28 % |
| Paraformaldehyd . . . . . . . . 1,1090' |
| Wasser . . . . . . . . . . . 73,21 % |
Normale maschinelle Abreibvorgänge beanspruchen das Sandpapier mehr als Behandlungen
von Hand. Aus diesem Grunde kann die besondere Lage gemäß der Erfindung, wenn das
Produkt für starke maschinelle Vorgänge verwendet werden soll, zäher sein und mehr
Kohäsionskraft haben, wenn es benetzt wird, als solche Lagen, die höchst wirksam
für Sandbehandlungen von Hand und leichte maschinelle Vorgänge befunden werden.
Durch Vermehrung des Leimes und bzw. oder Kaseins kann die Zähigkeit vermehrt und
die Kohäsionskraft im benetzten Zustand vergrößert werden; statt dessen kann auch
die Menge des neutralisierten sulfonierten Rizinusöls oder Triäthanolaminoleats
vermindert werden.
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Eine Zusammensetzung nach Beispiel 8 empfiehlt sich bei der Verwendung
organischer Lösungsmittel, wie Petroleumkohlenwasserstoff oder cyclischer Kohlenwasserstoffe.
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Beispiel 8
| Gummi . . . . . . . . . . . 25,0o % |
| Paraffinwachs . . . . . . . . . 25,00 % |
| Stearinsäure . . . . . . . . . 1,25'70 |
| Kasein . . . . . . . . . . . 1,2570 |
| Ammoniak (NH3) . . . . . . . . o,56 %' |
| Wasser . . . . . . . . . . . 46,94 % |
Gummi in einer Form, die in flüssigem Kohlen-
Wasserstoff leicht
quillt, aber nur langsam sich löst, z. B. eine konzentrierte Latexlösung, kann verwendet
werden, um die obengenannte Zusammensetzung herzustellen. Stearinsäure und Kasein
werden in bekannter Weise wasserlöslich gemacht durch die Hinzufügung von Ammoniak.
Das Paraffinwachs wird in Form einer Emulsion zugegeben. Ammoniumstearat und Ammoniumkaseinat,
die beide mit Ammoniak hergestellt werden, sind gute emulgierende Mittel.
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Die Zusammensetzung von Beispiel 8 wurde benutzt in Verbindung mit
Leimsiliciumkarbidpulver und einer Unterlage, bestehend aus bedrucktem Stoff kombiniert
mit Kraftpapier von 5o kg pro Ries mit Leim. Das so hergestellte Produkt wurde als
wirksames Reibmittel befunden, wenn es mit einem Petroleumschmiermittel verwendet
wurde. Wo feinere Schleifkörper mit der Zusammensetzung gemäß Beispiel 8 aufgetragen
werden sollen, können die festen Bestandteile und die Viskosität des Beispiels 8
erniedrigt werden durch Erhöhung des Wassergehaltes. Wo noch gröbere Schleifkörper
aufgetragen werden sollen, können die Viskosität und der Gehalt an festen Bestandteilen
vermehrt werden durch Erniedrigung des Wassergehaltes des Beispiels B.
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Das Rohgummi des Beispiels 8 wird leicht gequollen durch Lösungsmittel
wie Petroleumfraktionen und cyclische Kohlenwasserstoffe. Die Kohäsionskraft und
die Klebrigkeit des Gummis werden, soweit erforderlich, vermindert durch Hinzufügung
von Wachs, um eine Zusammensetzung mit verhältnismäßig niedriger Kohäsionskraft
und mit einem niedrigen Reibungswiderstand zu erhalten. für den Fall, daß Kohlenwasserstoffe
oder andere geeignete organische Flüssigkeiten als Schmiermittel bei der Sandbehandlung
benutzt werden.