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Verfahren zur Herstellung eines blattförmigen Schleifmittels
Die Erfindung
bezieht sich auf die Herstellung von blattförmigen Schleifmitteln und insbesondere
auf das Einstellen der Krümmung solcher Schleifmittel während und nach ihrer Herstellung.
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Zweck der Erfindung ist, die Krümmung bei blattförmigen Schleifmitteln
derart zu steuern, daß sie bei bestimmter Feuchtigkeit flach sind. Ein weiterer
Zweck der Erfindung besteht darin, ein blattförmiges Schleifmittel herzustellen,
dessen Schleiffläche eine konvexe Krümmung anstatt einer konkaven Krümmung hat.
Ein weiterer Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines blattförmigen Schleifmittels,
das bei gewöhnlich im Gebrauch auftretenden Temperaturen und Feuchtigkeiten genügend
flach für die praktische Benutzung ist.
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Ein anderer Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens
zum Schwinden oder Einschrumpfen des verstärkenden Untergrundes auf Abmessungen,
die im wesentlichen gleich oder etwas kleiner als diejenigen des Schleifmittelüberzuges
sind. Ein anderer Zweck der Erfindung besteht darin, die Spannungen aufzuheben,
die zwischen dem verstärkenden Untergrund und dem Schleifmittelüberzug entstehen
und die gewöhnlich ein Krümmen oder Werfen und andere unerwünschte Erscheinungen
zur Folge haben. Ein besonderer Zweck der Erfindung besteht ferner darin, die Krümmung
bei solchen blattförmigen Schleifmitteln einzustellen, welche unter Verwendung wasserfester
Bindemittel, wie beispielsweise
synthetischen Harzen, d. h. Phenolharzen,
Alkydharzen und Harnstotffermalldehydharzen, hergestellt sind.
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Ein weiterer Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines Erzeugnisses
mit einem oder mehr reren der angegebenen Vorteile. Ein anderer Zweck der Erfindung
ist die Schaffung eines Verfahrens, mittels dessen einer oder mehrere der angegebenen
Vorzüge erzielt werden können.
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Die Krümmungserscheinungen bei blattförmigen Schleifmitteln können
ungleichen Ausdehnungen des Schleifmittelüberzuges einerseits und des Papiers oder
eines anderen Trägers anderseits bei Änderungen der atmosphärischen Feuchtigkeit
zugeschrieben werden, die ihrerseits eine Änderung in der Feuchtigkeitsmenge innerhalb
z. B. des Zellstoffuntergrundes und des klebrigen oder wasserlöslichen Klebstoffes,
falls ein solcher benutzt wird, bedingen. Wenn es sich um ein klebriger Bindemittel
handelt, ändern sich die Abmessungen der Grundlage und des Schleifmittelüberzuges
merklich bei Änderungen in der atmosphärischen Feuchtigkeit, d. h. mit dem Feuchtigkeitsgehalt
der Grundlage und des klebrigen oder wasserlöslichen Klebstoffes.
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Wenn blattförmige Schleifmittel mit einem Kunstharzbindemittel, wie
beispielsweise Phenol-Aldehyld-Harz, Alkydharz und den Harnstoffharzen, hergestellt
werden, ist eine geringe, wenn überhaupt eine Änderung in den Abmessungen des Schleifmittelüberzuges
bei Anderungen der atmosphärischen Feuchtigkeit vorhanden, wenn einmal der harzartige
Klebstoff gründlich verfestigt und mit Bezug auf die Feuchtigkeit unlöslich und
gegen letztere widerstandsfähig gemacht worden ist. Die Papiergrundlage oder eine
andere Zellstoffgrundlage sucht dagegen die üblichen dimensionalen Änderungen bei
einer IErhöhung oder einem Verlust der Feuchtigkeit auszuüblen.
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Auch wenn zähes Papier mit einem geringen Unterschied in der Quer-
und Längsausdehnung benutzt wird, wird sich das Produkt dennoch im gewissen Grade
werfen oder krümmen, und, was noch nachteiliger ist, die Krümmung wird mit dem Schleifmittel
auf der konkaven Fläche liegen. Eine solche Krümmung ist für den praktischen Gebrauch
allgemein lästiger und störender als eine konvexe -Krümmung, bei der das Schleifmittel
sich auf der konvexen Seite des Blattes befindet. Gemäß der Erfindung wird es möglich,
eine Papiergrundlage zu verwenden, die ohne das Erfindungsverfahren wegen ihrer
übermäßigen Krümmungseigenschaft nicht zufriedenstellend ist.
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Bei der Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung wird von irgendeiner
bekannten Maschine zur Herstellung blattförmiger Schleifmittel sowie von der bekannten
Methode der Aufbringung der Schleifkörner Gebrauch gemacht.
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Eine bevorzugte Ausführung umfaßt die Dispersion der Schleifkörner
mit Orientierung mittels eines elektrischen Feindes, wie dies in den Patentschriften
590459, 596 789 und 598 354 beschrieben ist. Ein bevorzugtes Verfahren der elektrischen
Dispersion weist einen Arbeitsvorgang auf, bei dem die mit Klebstoff überzogene
Grundlage mit der Klebstofffiäche nach unten über einem Band angeordnet wird, das
die Schleifkörner trägt, wobei beide Teile gleichzeitig und in dichter Berührung
zwischen Elektroden hindurchgehen, die ein Feld und vorzugsweise ein elektrostatisches
Feld bilden. Die Wirkung- dieses Feldes besteht darin, die Körner entgegen der Schwerkraft
zu heben und sie annähernd in einem gleichen Abstand voneinander zu halten, wobei
ihre Längsachsen im wesentlichen senkrecht zur Grundlage verlaufen.
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Diese Orientierung gibt für viele Zwecke die wirksamste Ausführung
des fertigen Schleifmittels.
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Es gehört zur Aufgabe der Erfindung, die Krümmung des Schleifmittels
so einzustellen, daß die orientierten Schleifkörner wirksamer als bisher möglich
dem Arbeitsstüch dargeboten werden können.
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Wenn beispielsweise Korundpapier Nr. o mit einem Kunstharzbindemittel
hergestellt wird, so hat sich herausgestellt, daß, wenn das fertig mit Schleifkörnern
überzogene und verfestigte Produkt gewissen atmosphärischen F,euchtigkeitsgradlen
ausgesetzt wird, eine mit Bezug auf die Sandfläche konkave Krümmung auftritt, die
in beiden Fällen nachteilig ist. Die Temperaturen, die für die Erwärmung der Harze
benutzt werden, bringen das Papier in einen verhältnismäßig trockenen Zustand, und
mit dieser Austrocknung des Papiers ist ein entsprechendes Schrumpfen des Papiers
verbunden, während das harzartige Bindemittel immer noch plastisch und in der Lage
ist, sich von selbst mehr oder weniger den Abmessungen des geschrumpften Papiers
einzulstellen. Nachdem das Harz hart und nicht mehr plastisch ist, befindet sich
d'as Papier oder eine andere Grundlage immer noch in einem verhältnismäßig trockenen
Zustand. Wenn es dann der Außenluft ausgesetzt wird, saugt die Grundlage Wasser
auf und dehnt sich aus, während der Schleifmittelüberzug durch die atmosphärische
Feuchtigkeit weiter nicht beeinflußt wird. Wenn ferner das mit diesem Harz hergestellte
blattförmige Schleifmittel aus der hohen Temperatur entfernt wird, die für die Verfestigung
des Harzes notwendig ist, findet eine thermische Zusammenziehung des harzartigen
Schleifmittelüberzuges statt, die im allgemeinen größer als die thermische Zusammenziehung
der Zellstoffgrundlage ist. Das Ergebnis einer oder beider der genannten Erscheinungen
ist eine mit Bezug auf die Sandfläche konkave Krümmung, und diese Krümmung findet
bis zu einem gewissen Grade statt ohne Rücksicht auf die Eigenschaften des Papiers
oder der benutzten Zellstoffgrundlage.
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Wenn ein blattförmiges Schleifmittel nach der Herstellung veränderlichen
Feuchtigkeitsgraden ausgesetzt wird, wie sie sich beispielsweise bei Änderungen
des Wetters einstellen oder die bei Änderungen innerhalb und außerhalb des Zimmer
auftreten, findet eine Änderung in der Krümmung statt, da eine Anlderun!g in den
Abmessungen
der Zell stoffgrundl age, welche nicht identisch mit
den Änderungen der Abmessungen der Schleifmittelschicht ist, eintritt. Wenn die
blattförmigen Schleifmittel mit einem harzartigen Bindemittel hergestellt werden,
so ist im wesentlichen keine Ausdehnung oder Zusammenziehung der harzartigen Schleifmittelsehicht
vorhanden. Die Änderung in der Krümmung, die bei einem solchen Produkt bei Änderung
in der Feuchtigkeit eintritt, ist diejenige, die durch die Zusammenziehung oder
Ausdehnung der Zellstoffgrundlage verursacht wird.
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Die Änderung in der Krümmung nach der Fabrikation wird durch die Benutzung
von Papier mit einer niedrigen unterschiedlichen Quer- oder Längsausdehnung auf
ein Mindestmaß gebracht.
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Handelt es sich um Schleifmittelüberzüge, die mit einem klebrigen
oder wasserlöslichen Bindemittel hergestellt worden sind, so dehnen sich bei Änderungen
der atmosphärischen Feuchtigkeit, d. h. bei Änderungen in dem Feuchtigkeitsgehalt
der Grundlage bzw. in dem Schleifmittelüberzug sowohl die Zellstoffgruntdlage wie
auch Ider Schleifmittelüberzug aus bzw. ziehen sich diese zusammen.
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Handelt es sich U!m kompakte Schleifmittel, die mit einem klebrigen
Klebstoff hergestellt werden, so erfolgt das lästige Krümmen gewöhnlich so, daß
mit Bezug auf den Sand eine konvexe Krizmmun!g auftritt, währen!d, wenn es sich
um biattförmige Schleifmittel handelt, die mit derselben Art von Bindemitteln hergestellt
sind, das lästige Krümmen gewöhnlich mit Bezug auf den Sand konkav erfolgt, da in
diesem letztgenannten Fall der Klebstoffüberzug sich um einen größeren Betrag als
der Zellstoffuntergrund aus dehnt oder zusammenzieht.
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Das Problem der Krümmungseinstellung besteht demzufolge darin, ein
blattförmiges Schleifmittel herzustellen, welches bei dem durchschnittlichen Feuchtigkeitsgehalt,
der beim Gebrauch auftritt, entweder flach ist oder eher eine erwünschte als eine
unerwünschte Krümmung bei diesem durchschnittlichen Feuchtigkeitsgehalt zeigt. So
ist es beispielsweise manchmal erwünscht, daß das blattförmige Schleifmittel eine
leichte, mit Bezug auf den Sand konvexe Krümmung hat, wie beispielsweise bei Scheiben,
da eine geringe konvexe Krümmung dazu hilft, die Scheibe satt auf ihrem Träger zu
halten, wenn sie mittels einer mechanischen Vorrichtung festgehalten wird, welche
durch ein mittleres Loch der Scheibe hindurchgeht, wie dies bei den üblichen Scheibenschleifmaschinen
der Fall ist. Eine mit Bezug auf die Schleifmitteloberfläche konkave Krümmung ist
gewöhnlich nachteilig und hat keinen der erwähnten Vorzüge eines flachen oder mit
Bezug auf den Sand konvexen Schleifmittels.
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Die Erfindung besteht in einem Verfahren zur Herstellung eines nicht
oder schwach gekrümmten blattförmigen Schleifmittels aus einer nachgiebigen Zellstoffgrundlage
und einem härtbaren Kunstharz als Bindemittel, in das die Schleifkörner eingebettet
sind, derart, daß man die Grundlage, nachdem der Kunstharzüberzug mit den Schleifkörnern
aufgebracht und mindestens teilweise gehärtet ist, durch Behandeln mit Wasser oder
einem anderen Quellmittel vergrößert und schließlich trocknet.
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Dabei kann das Quellen der Unterlage vorteilhafterweise durch Einbringen
des Schleifmittels in eine feuchte Atmosphäre hervorgerufen werden.
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Bei der bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsverfahrens wird
das Quellen der Unterlage durchgeführt, nachdem der Kunstharzüberzug mit den Schleifkörnern
aufgebracht und so gut wie vollständig gehärtet ist.
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Bei der Sandpapierherstellung ist es bekannt, in der Trocknungskammer
einen entsprechenden Feuchtigkeitsgrad aufrechtzuerhalten, um zu verhindern, daß
das Papier brüchig wird und bei der Behandlung Schaden erleidet. Diese Maßnahme
steht indessen in keinem Zusammenhang mit dem Erfindungsvorschlag, nämlich damit,
eine genügende Feuchtigkeitsmenge zu benutzen, um das Papier im gequollenen Zustand
zu erhalten und dadurch ein späteres Quellen und hohles Durchbiegen zu vermeiden.
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In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise erläutert, und
zwar ist Fig. I ein Ouerschnitt durch ein blattförmiges Schleifmittel mit einer
mit Bezug auf die Schleiffläche konkaven Krümmung; Fig. 2 ist ein Querschnitt durch
ein blattförmiges Schleifmittel ohne Krümmung; Fig. 3 ist ein Querschnitt durch
ein blattförmiges Schleifmittel, das mit Bezug auf die Schleiffläche eine konvexe
Krümmung hat, bei der h die Höhe bezeichnet, die als Maß des Krümmungsgrades benutzt
wird; Fig. 4 zeigt in schematischer 1Darstellung eine Anlage zur Ausführung des
Erfindungsverfahrens, und Fig. 5 zeigt eine Einzelansicht an einer Spritzvorrichtung,
die in Verbindung mit der- Anlage nach Fig. 4 benutzt wird.
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Blattförmiges Schleifmittel Beispiel I Es wird ein Bindemittel benutzt,
welches bei einer Temperatur unterhalb des Siedepunktes des Wassers verfestigt werden
kann. Ein Beispiel eines solchen Bindemittels kann dadurch hergestellt werden, daß
man ein in Ö1 lösliches Phenolharz, wie beispielsweise p-Phenyl-Phenol-Harz, wie
ein solches in der Lackfabrikation bekannt ist, mit Fieberrindenholzöl kocht, um
ein Bindemittel herzustellen, das für einige Benutzungszwecke ungefähr 40 ovo p-Phenyl-Phenol-Harz
und 60 °/o Fieberrindenholzöl hat. Geeignete Trockner, wie beispielsweise Mangantrockner,
die ebenfalls bekannt sind, können hinzugefügt werden.
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Man kann auch einBindemfttel benutzenaus 35 O/o p-Phenyl-Phenol-Harz,
wie im vorhergehenden Absatz beschrieben, 30 0/o Alkydharz, das aus ungefähr 50
0/o Olsäure und ungefähr 5-o°/o Glycerin-Phthalsäureanhydrid-Kondensationsproduktenbesteht,
und 35°/o Fieberrindenholzöl. Das Verfahren zur Herstellung einer solchen Zusammensetzung
ist in der Harz- und Lacktechnik bekannt. Diesem Binde-
mittel kann
man Manganresinat oder eine Mischung Kobalt- und Bleitrockner entsprechend den bekannten
Verfahren hinzufügen.
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Beide der genannten Bindemittel können in geeigneter Weise bei hohen
Temperaturen, aber unter halb des Siedepunktes des Wassers getrocknet rerden. Temperaturen,
von 72 bis 88=° haben sich als wirkungsvoll herausgestellt, jedoch können auch niedrigere
oder etwas höhere Temperaturen verwendet werden.
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Bei der Herstellung der obengenannten harzartigen Bindemittel werden
diese zu einem harzartigen Zustand gekocht, wie beispielsweise denjenigen, welcher
durch die Gardner-Holdt-Viscositäto eines Körpers dargestellt ist, wenn dieser bis
auf 6o 0/o mit hochentflammbare Naphtha verdünnt und bei einer Temperatur von 2'5
0 geprüft wird.
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Beispielsweise kann man entweder die beschriebenen oder ähnlichen
Bindemittel bei einer üblichen Sandpapiermaschine benutzen, um ein Papier mit Siliciumcarbidkörnern
von der Größe Nr. 320 zu belegen.
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Eine geeignete Papiergrundlage ist ein etwa <2-kg-Kraft-Papier,
welches entsprechend den Erfordernissen der Sandpapiertechnik behandelt ist.
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Eine geeignete Behandlung dieses Papiers auf der Aufstrichseite vor
dem Aufstreichen besteht darin, schweres Fieberrindenholzöl in einem Betrag von
ungefähr 1 5O/o des Papiergewichts aufzusprühen, um die Poren des Papiers zu verschließen
und ein Eindringen des aufgetragenen Bindemittels zwecks Festhaltens der Schleifkörner
zu verhindern. Das Öl kann als solches benutzt oder mit einemLösungsmittel, wie
hochentflammbare Naphtha, verdünnt und bei einer Temperatur von ungefähr 600 aufgestrichen
werden. Die Papierbehandlung kann mit den üblichen Auftragwalzen geschehen, und
das Papier wird vorzugsweise in einen Trockenraum gebracht und in Form mehrfach
durchhängender Bahnen bei einer Temperatur von ungefähr 5150 während einer Dauer
von annähernd 41/2 bis 24 Stunden getrocknet, was von der Art des benutzten Fieberrindenholzöles
und dem Betrag des venvendeten Trockenmittels abhängt. Wenn ein schweres Fieberrindenholzöl
benutzt wird und eine längere Trockenzeit erlaubt ist, wird vorgezogen, kein Trockenmittel
zu benut'zen; wo es aber notwendig wird, die Trockenzeit zu verringern, werden dem
Öl ungefähr 0,3. bis IO/o Mangan- oder Kobalttrockner zugefügt.
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Nachdem das behandelte Papier getrocknet und zubereitet worden ist,
wird es von dem Gestell in Form von Rollen abgenommen und ist alsdann in dem für
das Auftragen des Bindemittels für die Schleifkörner geeigneten Zustand. Jedes der
beispielsweise angeführten Bindemittel kann benutzt werden, unid eine geeignete
Konzentration für diese Korngröße kann dadurch hergestellt werden, daß man das Bindemittel
auf einen Gehalt der festen Körper von ungefähr 67% mit einem Lösungsmittel, beispielsweise
hochentflammbare Naphtha, verdünnt. Eine geeignete Temperatur für das Auftragen
des Bindemittels ist 720, undi das Bindemittel kann mit den üblichen Auftragwalzen
aufgetragen werden. Nachdem das Bindemittel aufgetragen ist, wird eine Körnerschicht,
in dem vorliegenden Fall Slliciumcarbid Nr. 320, auf das Bindemittel in irgendeiner
geeigneten Weise aufgebracht; jedochi rd vorgezogen', die neuen elektrostatischen
Verfahren zu benutzen, die in den obenerwähnten Patentschriften beschrieben sind.
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Nach dem Auftragen des Kornmaterials wird die mit Schleifmittel belegte
Bahn in einen geeigneten Trockenraum bracht und während einer Zeitdauer von ungefähr
24 Stunden bei einer Temperatur von 72 bis 880 getrocknet. Nachdem der Bindemittelauftrag
verfestigt ist, wird ein zweiter Auftrag eines Bindemittels angebracht, welches
dasselbe Bindemittel sein kann, das zur Herstellung des ersten Auftrages benutzt
wurde, das aber auch ein anderes Bindemittel sein kann. Auf jeden Fall soll das
Bindemittel auf eine geringere Viscosität als der ursprüngliche Bindemittelüberzug
verdünnt werden. Ein geeignetes Bindemittel für Korn Nur. 320 kann dadurch hergestellt
werden, daß man jedes der obenerwähnten Bindemittel auf einen Festkörpergehalt von
ungefähr 52% mit hochentflammbare Naphtha verdünnt. Dieser den Sand aufleimende
Überzug wird mit den üblichen Auftragwalzen angebracht; eine dafür geeignete Temperatur
ist ungefähr 6d0'. Hierauf wird die bestrichene Bahn in einen geeigneten Trockenraum
gebracht und in Form von durchhängenden Bahnen verfestigt (gehärtet). Eine geeignete
Verfestigungszeit für die beispielsweise angegebene Probe ist 24 bis 36 Stunden,
und geeignete Verfestiguntgstemperaturen sind 72 bi"s 880.
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Nachdem- das Bindemittel verfestigt und der Überzug nach dem Bindemittelauftrag
weiter fest geworden ist, werden die Bahnen von den Gestellen abgenommen und zu
Rollen aufgewickelt. Wenn ein so hergestelltes Erzeugnis zu geeigneten Tafeln oder
Bogen oder Scheiben zerschnitten wird, ist eine konkave Krümmung an der mit Schleifmittel
belegten Oberfläche vorhanden, und dies war vor der vorliegenden Erfindung das.übliche
Ergebnis, welches das Schrumpfen der Zellstoffgrundlage bis auf die annähernden
Abmessungen des Schleifmittelüberzuges oder wenig geringere Abmessungen beabsichtigte.
Man kann die mit Bezug auf die Sandoberfläche konkave Krümmung wesentlich verringern
oder hierfür eine flache Sandfläche oder sogar eine konvexe Sandoberflächenkrümmung
erzielen, indem man nach dem oberklbeschriebenewrVerfahren die besondere Behandlung
gemäß der Erfindung vornimmt. Eine Ausführungsform dieser Behandlungsart besteht
darin, die Bahnen auf die Verfestigungsgesteile zu bringen, nachdem die Schleifkörner
auf den Klebstoffüberzug aufgebracht worden sind, d. h. während der Verfestigung
der Bahnen nach der Sandauftragung und bevor der Leimüberzug auf den Sand aufgebracht
worden ist. Aus einem Herstellungsversuch dieser Probe durch geeignete Methoden
oder durch vorausgehendes Behandeln einer kleinen Menge nach den üblichen Methoden
kann der annähernde Betrag, bis
zu dem der Untergrund quillt und
bis zu dem die konkave Sandkrümmung stattfindet, bestimmt werden. Nachdem man den
Krümmungsbetrag des Papiers nach dem Auftragen bestimmt hat, bringt man an die Trockengestelle
eine vorbestimmte Menge eines Quelimitteis und hält diese Menge während der Trockendauer
aufrecht, d. h. Feuchtigkeit, wie beispielsweise Wasserdampf oder Dampf, der durch
Zerstäuben oder durch irgendein anderes Mittel erzeugt wird, um das Papier zum Ausdehnen
und Quellen zu bringen oder um die Grundlage bis zu einem Punkt ausgedehnt zu halten,
der gleich oder etwas größer ist als derjenige, bis zu dem sich die Ausdehnung nach
der Erhitzung durch die Verfestigungsperiode herausgestellt hat. Ge,vöhnlich genügt
es, die Breite des unbestrichenen Papiers zu messen, wenn es im Gleichgewicht mit
den durchschnittlichen atmosphärischen Zuständen ist, wie beispielsweise 500/0 Feuchtigkeit,
und darauf in den Trockengestellen während der Verfestigung genügend Wasser aufrechtzuhalten,
um das Eillschrumpfen des Papiers zu vermeiden, d. h. genügend Wasser, um die Breite
des Papiers gleich derjenigen oder etwas größer als seine unbestrichene Breite zu
halten, wenn das Papier im Gleichgewicht mit der durchschnittlichen Feuchtigkeit
von 5o0/o und bei einer Temperatur von 200 ist.
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Nachdem das Bindemittel aufgetragen worden ist und nach der Verfestigungsperiode,
die nach der Auftragung stattfindet, wird Wasserdampf den Trockenrechen in genügender
Menge zugeführt, um ein Schrumpfen des Papiers zu vermeiden. Eine Bestätigung dafür,
daß dies erfolgt, bietet die Tatsache, daß die bestrichene Papierbahn im wesentlichen
flach und verhältnismäßig frei von Krümmungen und insbesondere frei von mit Bezug
auf den Sand konkaven Krümmungen bleibt.
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Wenn es erwünscht ist, einen noch größeren Grad der Umkehrung der
konkaven Krümmung herbeizuführen, so wird eine größere Menge Dampf oder Wasserdampf
in die Trockenkammern eingeführt, wo die Bahnen nach der Sandauftragung und nach
der Bindemittelauftragung verfestigt werden, wobei man die Menge des Wasserdampfes
in den Troclngestellen entsprechend den gewünschten Ergebnissen regelt. Größere
Mengen Wasserdampf und höhereFeuchtigkeiten verursachen ein größeres Quellen des
Papiers und eine größere Korrektion oder Umkehrung der konkaven Krümmung des fertigen
Erzeugnisses, so daß ein verhältnismäßig flacher Bogen oder eine mit Bezug auf den
Sand konvexe Krümmung entsteht, welche für das in Frage stehende Erzeugnis vorgezogen
wird.
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Wenn das blattförmige Schleifmittel von den Gestellen abgenommen
wird und im Gleichgewichtszustand zu den durchschnittlichen atmosphärischen Verhältnissen
kommt, wie beispielsweise 2I°' und 40 bis 500/0 Feuchtigkeit, wird eine sehr geringe
Änderung in dem Feuchtigkeitsgehalt der Grundlage oder eher ein Verlust als eine
Zunahme an Feuchtigkeit auftreten mit dem Ergebnis, daß das blattförmige Schleifmittel
flach sein wird oder eine leichte konvexe Krümmung zeigt.
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Während das beschriebene Verfahren einfach ist und oft für den angestrebten
Zweck ausreicht, ist es nicht allgemein anwendbar. Gewisse Arten von Bindemitteln
erfordern oft für die besten Verfestigungsmethoden Sauerstoff, und ein mehr oder
weniger vollständiger Ersatz der Luft durch Wasserdampf ist für den Sauerstoff nachteilig.
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Dieser Zustand tritt bei höheren Verfestigungstemperaturen auf, die
dem Siedepunkt des Wassers nahekommen.
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Es hat sich herausgestellt, daß bei hohen Temperaturen, die zum Verfestigen
gewisser Bindemittel, wie beispielsweise Phenol-Formaldehyd-Bindemittel, erforderlich
sind, im wesentlichen ein vollständiger Ersatz der Luft durch überhitzten Dampf
keine wesentliche Ausdehnung des Papiers zur Folge hat. Mit anderen V170rten, Papier
und ähnliche Zellstoffgrundlagen werden durch trockenen Dampf (oder überhitzten
Dampf) bei Temperaturen von ungefähr IIoO und höher nicht wesentlich zum Quellen
gebracht.
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Eine allgemein zur Anwendung kommende Abänderung des Verfahrens zum
Einstellen der Krümmung bei blattförmigen Schleifmitteln mit einer Zellstoffgrundlage
und einem nicht hygroskopischen Bindemittel besteht darin, die Zellstoffgrundlage
zum Schrumpfen zu bringen, nach dem das Schleifmittel in der üblichen Weise aufgetragen
worden ist.
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Man kann auch die Krümmung des blattförmigen Schleifmittels gemäß
dem Beispiel 1 dadurch regeln, daß man den Untergrund zum Einlaufen bringt, nachdem
das aufgestrichene Schleifmittel hergestellt worden ist. Wenn diese Abänderung verwendet
wird, so wird das blattförmige Schleifmittel, wie oben beschrieben, verfestigt mit
der Ausnahme, daß es nicht notwendig ist, die Abmessungen der Bahn während der Verfestigung
nach der Kornauftragung und nach dem Anbringen des Bindemittels durch Zuführen verhältnismäßig
großer Mengen Wasserdampf in die Verfestigungsgestelle zu regeln. Nach der endgültigen
Verfestigung wird die mit Schleifmittel bestrichene Bahn in Form von Rollen abgenommen.
Kurz vor der Abnahme in Rollenform oder während des Abnehmens oder nach dem Abnehmen
in Form von Rollen wird eine vorbestimmte Menge eines Quellmittels, wie beispiellsweise
Wasser oder eine andere den Zellstoff zum Quellen bringende Flüssigkeit, der Grundlage
der bestrichenen Bahn zugeleitet, und zwar auf derjenigen Seite, die von Sand frei
ist. Eine geeignete Anordnung zum Zuführen von Wasser zur Grundlage der Bahn besteht
in einem Satz von Spritzdüsen, welche in die Rollengabelung beim Abnehmen spritzen.
Man kann auch eine Filzrolle benutzen, die in einem Wassertrog läuft und die Rückseite
der Bahn berührt, wenn letztere aufgerollt wird. Andere Verfahren des Befeuchtens
des Untergrundes sind dem Sachverständigen geläufig.
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Ein sehr zufriedenstellendes Verfahren zur Ausführung der Erfindung
ist in den Fig. 4 und 5 dargestellt. I bezeichnet die mit dem Schleifmittel bestrichene
Bahn, die vom Verfestigungsraum (nicht dargestellt) in der Richtung der Pfeile ab-
gezogen
wird. 2 sind Führungsrollen, die zur Führung der Bahn benutzt werden. Mit 31 sind
Reibungstrommeln bezeichnet, die dazu dienen, die Spannung der Bahn zu regeln. 4
sind zusätzliche Führungsrollen, und mit 5 ist die Rolle bezeichnet, die aus der
in der üblichen Weise aufgewickelten Bahn entstanden ist. 6 bezeichnet einen Stutzen,
der durch ein Rohr 7 mit der nicht dargestellten Wasserleitung verbunden ist und
eine Mehrzahl von Spritzdüsen 8 hat, die aufwärts gegen den Untergrund der Bahn
hin gerichtet sind. Das, Wasser bei findet sich unter dem üblichen Leitungsdruck,
der entsprechend der Art der benutzten Düsen geändert werden kann. Viele der im
Handel üblichen Spritzdüsen haben sich als zufriedenstellend herausgestellt. Anstatt
den Stutzen 6 zwischen den Rollen 4 anzuordnen, kann er auch so angeordnet werden,
daß er in den Winkel spritzt, der zwischen der Bahn I und der Rolle 3 gebildet wird,
wie dies durch die gestrichelten Linien bei g angedeutet ist.
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Im allgemeinen wird vorgezogen, die Spritzdüsen in dichter Nähe des
erwähnten Winkels anzubringen, da hierdurch ein Verdampfen des Wassers vor dem Aufrollen
und ein Einsickern des Wassers vermieden werden. Wenn das Wasser in den beschriebenen
Stellungen .aufgetragen wird, ist es auch leichter, die Bahn aufzurollen.
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Man kann auch zunächst die Rolle aus dem blattförmigen Schleifmittel
abnehmen und bei einem (darauffolgen-den Wiederaufrollen Wasser auf die Rückseite
der bestrichenen Bahn auftragen, oder man kann Wasser auf die Rückseite der Bahn
durch irgendeine geeignete Einrichtung vor dem Abnehmen hinzufügen, worauf die Bahn
getrocknet, umgerollt und dann endgültig getrocknet wird. Das Wasser wird gleichförmig
auf die Rückseite aufgetragen, damit es richtig eingesaugt wird. Nachdem das Wasser
richtig in die Bahn eingedrungen ist, d. h. nach ungefähr 2 Stunden, kann die Bahn
getrocknet werden, indem sie in frei durchhängenden Bahnen oder in anderer Weise
aufgehängt wird, oder die Bahnen können zu Bogen, Scheiben oder zu anderen Formen
zerschnitten und letztere in der üblichen Weise getrocknet werden.
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Das der Grundlage zugefügte Wasser kann entsprechend dem Betrag,
bis zu dem die Umkehrung der normalen konkaven Krümmung stattfinden soll, geändert
werden. Gewöhnlich hat sich Wasser in einem Betrag von Io bis 30% des Gewichtsgehaltes
der Zellstoffgrundlage als wirksam herausgestellt. Innerhalb gewisser Grenzen wird
sich die Korrektion der Krümmung mit dem Betrag des der Grundlage zugefügten Wassers
ändern; nachdem aber einmal 25 bis 35°/o Wasser entsprechend dem Gewicht der Zellstoffgrundlage
hinzugefügt worden sind, wird die Benutzung von zusätzlichen Wassermengen gewöhnlich
kein nützlicher Ergab nis mit Bezug auf die Erhöhung der Korrektion oder Umkehrung
der Krümmung zur Folge haben, sondern eher von Nachteil sein, da eine größere Wassermenge
bei dem darauffolgenden Trockenvorgang entfernt werden muß, so daß die Schwierigkeiten
und die Kosten des Trocknens erhöht werden.
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Ferner kann die Benutzung einer übermäßig großen Menge Wasser ein
ungünstiges Erweichen der Grundlage, d.h. des Papiers, zur Folge haben, so daß es
schwierig wird, letzteres ohne Zerreißen oder andere Beschädigung zu handhaben.
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Blattförmiges Schleifmittel Beispiel II Man mischt Iocoi Gewichtsteile
Phenol mit 187 Gewichtsteilen Formalin und 6 Gewichtsteilen Bariumhydroxyd und erhitzt
während Stunden bei 6c bis 650. Man übt einen Unterdruck von ungefähr 635 bis 710
mm aus und erhitzt auf IIO°. Man hält den Unterdruck bei dieser Temperatur aufrecht,
bis ein Tropfen in Eiswasser brüchig ist.
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Alsdann fügt man 40 Gewichtsteile Alkohol (denaturierten) zu, um das
Kondensationsprodukt aufzulösen, und kühlt die Masse ab.
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Wenn eine niedrigere Viscosität erwünscht ist, wird mehr Lösungsmittel
hinzugefügt, oder umgekehrt kann weniger Lösungsmittel für höhere Viscosität zugefügt
werden.
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Das Harz, welches gemäß Beispiel II hergestellt wird, ist, wenn es
im wesentlichen vollständig entwässert wird, bei üblichen Temperaturen ein fester
Körper. Das Harz nach Beispiel II hat in bemerkenswert geringem Maße die Neigung,
in die Grundlage bei Aufstrichkonzentration einzudringen, und wenn demzufolge dieses
Harz benutzt wird, ist kein nachteiliges Brüchigwerden infolge der Imprägnierung
zu beobachten.
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Der oiberD beschriebene harzartige Klebstoff kann bei der Herstellung
eines mit Korund belegten Papiers der Korngröße bis So benutzt werden.
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Zu diesem Zweck wird das Harz. so vorbereitet, daß es annähernd- 75%
feste Körper und 25% Lösungsniittel, wie beispielsweise Alkohol, enthält.
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Das auf Idie Grundlage, beispielsweise 57-kg-Rollenpapier, <bei
einer Temperatur von ungefähr 5o bis 55° aufgetragene Bindemittel sowie die vo'rher
auf ungefähr 70° erhitzten Schleifkörner werden auf der Bahn durch elektrostatische
Einrichtungen aufgebracht, die im einzelnen in den erwähnten Patentschriften beschrieben
sind. Die mit den Schleifkörnern belegte Bahn wird alsdann während ihrer Vorbewegung
behandelt, wie beispielsweise durch Verdampfen zwecks Erhöhung der Viscosität oder
um das Harzbindeniittel zu verfestigen, worauf -die Bahn ia,dlen Trockenraum gelangt,
in dem eine kritische Verfestigungsperiode stattfindet. Eine besonders geeignete
Dauer für diese besondere Körnung und das Bindemittel ist I Stunde bei einer Temperatur
von 24° und alsdann 18 Stunden bei 72°. worauf eine Zwischenerhitzung während I/2
Stunde auf I4010 folgt.
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Nachdem die Erhitzung beendet ist, wird ein zweiter überzug des Harzes,
wie beispielsweise durch Aufspritzen oder durch Auftragwalzen, aufgetragen. Ein
geeignetes Harz für diesen Leimvorgang wir'd von dem Harz nach Beispiel II zubereitet,
indem man es mit Äthylalkohol bis zu einem Gehalt von ungefähr 5-solo verdünnt.
Der
Bindemittelüberzug kann in zufriedenstellender Weise bei einer
Temperatur von ungefähr 2I bis 270 aufgetragen werden.
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Nach dem Leimvorgang wird die bestrichene Bahn wiederum in einen
Trocken raum geführt und frei durchhängend aufgehängt. Eine geeignete Trockenperiode
für dieses besondere Produkt nach der Leimauftragung ist I Stunde bei einer Temperatur
von ungefähr 240, alsdann I8 Stunden bei 720 und dann I3/4 Stunden bei 140°.
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Die anfängliche niedrige Temperatur gewährleistet, daß die Körner
ihre ursprünglich eingenommene Stellung beibehalten, und die zum Schluß benutzte
hohe Temperatur bewirkt die Zähigkeit und Zugfestigkeit des Bindemittels.
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Es können viele Ab änderungen in dem Verfahren vorgenommen werden,
vorausgesetzt, daß die wesentlichen und kritischen Bedingungen aufrechterhalten
werden. Die Viscosität des Klebstoffes während und unmittelbar nach ,der Sandauftragung
sowie die Temperatur für das Trocknen und Verfestigen des Harzes nach dem Abkühlen,
das nach dem Sandauftragen stattfindet, werden alle kritisch eingestellt.
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Die in der oben beschriebenen Weise hergestellte und verfestigte
Bahn wird nun, während sie heiß ist, mit den üblichen Einrichtungen zu einer Rolle
aufgewickelt. Die Bahn kann nun zwischen Auftragwalzen hindurchgehen, worauf eine
dünne Wasserschicht auf der Rückseite, d. h. auf derjenigen Seite, die der Standseite
gegenüberliegt, aufgetragen wird. Anstatt hierzu Walzen zu benutzen, kann man auch
Spritzdüsen verwenden, um die erforderliche Menge Wasser oder einer anderen den
Zellstoff zum Quellen bringenden Flüssigkeit aufzutragen, oder man kann die Bahn
in eine Atmosphäre von kondensiertem Dampf führen oder in anderer Weise die erforderliche
Menge Wasser hinzufügen. Nach dem Benetzen der Rückseite wird die Bahn wieder aufgerollt,
so daß das Wasser in die Zellstoffgrundlage gleichförmig eindringt. Die Menge des
der Grundlage zugeführten Wassers wird durch das zu erzielende Ergebnis bestimmt
und kann entsprechend (der Art der benutzten Zellstoffgrundlage verändert werden,
wobei man kalte 5 und heißes Wasser benutzen kann. Heißes Wasser dringt gewöhnlich
schneller ein und bringt das Papier zum Quellen. Beim vorliegenden Beispiel, bei
dem ein gewöhnliches 5tg-Zylinder-S andpapier, wie ein solches in der Schleifmittel
industrie gebraucht wird, als Untergrund benutzt wird, kann das Wasser so zugeführt
werden, daß der gesamte Wassergehalt in der Zellstoffgrundlage sich von annähernd
10 bis auf ungefähr 35 % entsprechend dem zu erzielenden Ergebnis ändert. Nachdem
das Wasser oder eine andere geeignete Flüssigkeit gründlich in das Papier eingedrungen
ist, kann die Bahn wieder aufgehängt und getrocknet werden, oder sie kann zu einzelnen
Bogen, Scheiben, schmalen Streifen oder Rollen oder zu anderen Formen zugeschnitten
werden, die für die endgültige Benutzung erwünscht sind, wobei - diese endgültigen
Formen endgültig getrocknet werden.
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Gemäß der zugefügten Wassermenge und Behandlung der Bahn nach dieser
Wasserhinzufügung wird eine größere oder kleinere Korrektur oder UmkehrunQg der
Krümmung eintreten. Alles andere ist dasselbe, und die Umkehr der Krümmung wird
um so größer, je mehr Wasser bis zu einem Gesamtfeuchtigkeitsgehalt von 30 °/o,
zugefügt wurde. Das Hinzufügen größerer Wassermengen hat gewöhnlich keinen nützlichen
Zweck für die Änderung der Krümmung, sondern wird nur die Schwierigkeiten in der
Handhabung der Bahn und Idas Trocknen erhöhen.
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Wenn das blattförmige Schleifmittel unter Spannung getrocknet wird,
wie beispielsweise dann, wenn es mit Gewichten beschwert wird oder wenn es zu einer
Rolle aufgewickelt wird, so daß es sich nicht um eine Achse parallel zur Maschinenrichtung
krümmen kann, wird die Umkehrung der Krümmung kleiner sein, als wenn man das blattförmige
Schleifmittel ohne Spannung frei trocknen läßt. Ein typisches Beispiel ist ein aus
Korund bestehendes Schleifmittel der Größe o bis 80. Die Papiergrundlage wurde bei
(diesem Beispiel mit veränderbaren Wassermengen behandelt und dann getrocknet, während
sie zu einer Rolle aufgewickelt wurde. Die Bahnbreite war 2154 mm. Nachdem die Bahn
getrocknet war, wurden kurze Stücke abgeschnitten und einer Atmosphäre von 25% Feuchtigkeitsgehalt
bei einer Temperatur von ungefähr 210 ausgesetzt und mit Bezug auf die Krümmungseigenschaften
geprüft. In allen, Fällen wurde die normale konkave Sandkrümmung korrigiert. Wenn
die Papiergrun,dlage so behandelt wurde, daß sie ungefähr 10% Feuchtigkeit enthält,
kamen die Streifen in einen Gleichgewichtszustand, und es wurde nur eine geringe
konvexe Krümmung erzeugt; das Kreissegment, das durch einen Querschnitt eines Streifens
von 254 mm in (der Querrichtung (des Papiers und durch eine Linie gebildet wird,
die von der einen Kante des gekrümmten Papiers bis zur anderen gezogen wird (vgl.
die gestrichelten Linien in Fig. 3), hat eine Höhe (h in Fig. 3) von ungefähr 25
mm. Wenn das Papier so behandelt wurde, daß es einen Feuchtigkeitsgehalt von ungefähr
I5 °/o hatte, war die Höhe dieses Segmentes ungefähr 63 mm. Bei einer Behandlung
des Papiers, derart, ,daß es ungefähr 26 OIo Wasser enthielt, war die Höhe 76 mm.
Dlies sind geringe, aber nicht nachteilige konvexe Krümmungen. Bei höherer Feuchtigkeit
als 25% ist die mit Bezug auf den Sand konvexe Krümmung kleiner; (die obenerwähnten
geringen konvexen Krümmungen bei niedrigen Feuchtigkeitsgehalten werden für ein
Produkt, ,das für viele Zwecke wünschenswert ist, als typisch erachtet.
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Blattförmiges Schleifmittel Beispiel III Geeignete Klebstoffe für
das Schleifmittel nach Beispiel III werden wie folgt hergestellt: Harz (BeispielA).
Man erhitzt während ständigen Umrührens bei einer Temperatur von 100 bis 1100
100
Gewichtsteile Phenol und 0,86 Teile Nabriumhydroxyd (fest) und hält die Temperatur
von 100 bis 1100 während 15 Minuten aufrecht, um das Natriumhydroxyd zu lösen. Alsdann
kühlt man auf 500 ab und fügt während des ständigen Umrührens langsam 30 Gewichtsteile
Paraformaldehyd zu.
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Während man weiter umrührt, erhöht man die Temperatur langsam während
70 bis 75 Minuten auf ungefähr 120° und hält während ½ Stunde die Temperatur auf
110 bis 1260, bis eine abgekühlte Probe die gewünschte Viscosität hat. Die Masse
wird nun zum Kochen gebracht, so daß dWie.Reaktion nicht heftig und unkontrollierbar
auftritt.
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Anstatt wie beim Beispiel I Paraformaldehyd zu benutzen, kann man
auch -Formal'dehyd verwenden und gleichartige Ergebnisse erzielen. Bei einer anderen
Abänderung kann ein Teil oder aller Formaldehyd durch Hexamethylentetramin ersetzt
werden.
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Harz (Beispiel B). Ein, zufriedenstellendes Verfahren zur Herstellung
des Harzes mit einer niedrigeren Viscosität als beim Beispiel A ist folgendes: Man
erhitzt während ständigen Umrührens bei 100 bis 110° 100 Gewichtsteile Phenol und
0,86 Gewichtsteile Natriumhydroxyd (fest) und hält während 15 Minuten Idie Temperatur
auf 100 bis 110°, um das Natriumhydroxyd aufzulösen. Alsdann kühlt man auf 50° ab
und fügt langsam während (des Umrührens 30 Gewichtsteile Paraformaldehyd zu.
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Man verwendet ein leichtes Vakuum (1,25 bis 2,5 cm) und erhöht die
Temperatur langsam während I bis I1/4 Stunden auf 100°. Alsdann erhöht man das Vakuum
auf 25 bis 37 cm, bis die Temperatur ungefähr 700 beträgt. Man hält (diese Temperatur
unter Unterdruck aufrecht, bis die abgekühlte Probe Id;ie gewünschte Viscosität
zeigt.
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Alsdann kühlt man auf 350 ab.
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Die beschriebenen Beispiele bestehen aus dem Beispiel A, einem sehr
viscosen Harz, und dem Beispiel B, einem weniger viscosen Harz. Diese beiden Harze
werden miteinander gemischt, so daß eine Mannigfaltigkeit von Viscositäten entsteht,
die zum Aufbringen einer Mehrzahl von Schleifmitteln, geeignet ist.
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Diese Harze können beispielsweise zum Aufbringen eines Korunidschleifmittels
Nr. 24 benutzt werden. Eine Grundlage kann aus einer Mannigfaltigkeit von Papierarten
sowie aus'Kombinati'onen von Tuch und Papier sowie aus Tuch und Vulkanfiber ausgewählt
werden. Zur Herstellung von Vulkanfiberscheiben Nr. 24 mit einem harzartigen Bindemittel
ist ein bevorzugter Untergrund! in der obenerwähnten Anmeldung beschrieben.
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Der bevorzugte Untergrund besteht aus Vulkanfiberplättchen von ungefähr
25 mm Dicke und einem Gewicht von ungefähr 90 kg pro Papierries, dem ein von Appretur
befreites Seihtuch unter Bedingungen aufgeklebt wird, (die ,die Bildung von Blasen
sowie ein Trennen der Plättchen verhindern. Ein geeigneter Klebstoff für diesen
Vorgang ist ein Harz nach Beispiel A oder ein solches nach Beispiel A, das mit Harz
nach Beispiel B verdünnt wurde. Die Bahn wird dann vorzugsweise zu einem in hohem
Maße anhaftenden, aber verhältnismäßig biegsamen Zustand verfestigt.
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Die in Ider beschriebenen Weise hergestellte Bahn wird von den Verfestigungsgestellen
entfernt und ist nain fertig für das Aufstreichen. Wenn auch jeder der beiden Seiten
mit Harz bedeckt werden kann, so wird vorgezogen, die Stoffseite zu bestreichen.
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Ein geeigneter Klebstoff für die Herstellung blattförmiger Schleifmittel
mit Korund Nr.24 wird durch das Harzbeispiel A oder dadurch eine Mischung von Harz
nach Beispiel A mit Harz nach Beispiel B gebildet.
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Der benutzte Klebstoff zur Befestigung der Körner auf ,der Hauptgrundlage
kann ein Harz nach Beispiel A oder ein Harz nach Beispiel A verdünnt mit einer kleinen
Menge nach Beispiel' B sein.
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Der Klebstoff wird mit Auftragwalzen beisplielsweise bei einer Temperatur
von 66 bis 720 aufgetragen. Ein geeignetes Klebstoffgewicht für diesen besonderen
Fall ist ungefähr 10 kg pro Papierries. Dlie mit Klebstoff bestrichene Bahn geht
unter einem Sandtrichter hinweg, wo ein Überschuß von Körnern bei einer Temperatur
von 66° aufgetragen wird. Nach dieser überschüssigen Sandauftragung wird die Bahn
zu Klemmwalzen geführt, wo der Sand in den Klebstoff eingestoßen wird. Die bestrichene
Bahn geht alsdann um eine Sandwalze herum, wo ein weiteres Einstoßen ,der Schleifkörner
stattfindet; alsdann geht die Bahn zu einer Saugtrommel, die dazu benutzt wird,
die Bahn durch (die Maschine hindurchzuziehen, und von dieser Saugtrommel wind die
Bahn durch geeignete Einrichtungen in einen Trockenraum befördert, in dem sie girlandenartig
aufgehängt und ihr Wärme während einer kritisch gesteuerten Verfestigungsperiode
zugeführt wird.
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Für das beschriebene Verfahren hat sich eine zufriedenstellende Trockenperiode
bei 410 für zwei Stunden herausgestellt oder 440 während 1 3/4 Stunden, 47° während
2 Stunden, 52° während 2 Stunden und 55° während 4 Stunden. Die Ware wird als dann
auf eine Temperatur von ungefähr 21 bis 27° abgekühlt, damit Ider Klebstoff weniger
klebrig wird, und alsdann in Form von Rollen oder in anderer geeigneter Weise abgenommen.
Wenn es erwünscht ist, kann die Bahn unmittelbar in die Leimvorrichtung geführt
und geleimt werden. Eine bevorzugte Methode besteht darin, (die Bahnen in Form von
Rollen abzunehmen und diese Rollen in einen geeigneten Ständer oder einer anderen
Einrichtung vor der Leimmaschine anzubringen, wo der Klebstoff durch Auftragwalzen
aufgetragen wird. Eine zufriedenstellende Temperatur für die Auftragung des benutzten
Klebstoffes ist 60 bis 65°.
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Ein brauchbares Bindemittel für (die Leimarbeit kann dadurch hergestellt
werden, daß man 60 Gewichtsteile des Harzes nach Beispiel A mit 40 Gewichtsteilen
des weniger viscosen Harzes nach Bei spiel B mischt. Für viele Verwendungen ist
ein brauchbares Gewicht des aufzutragenden Binde-
mittels ungefähr
12 kg pro Sandpapierries. Nachdem der Leimüberzug aufgetragen. worden ist, beispielsweise
durch eine geeignete Sandpapiermaschine, wird die mit dem Leimüberzug versehene
Bahn durch die üblichen Einrichtungen in einen Trockenraum befördert, in dem die
Bahn girlalndenartig aufgehängt und einem Trockenvorgang unter worfen wird. Letzterer
ist vorsichtig auszuführen, damit die Orientierung der Schleifkörner beibehalten
wird; die aufgeleimten Stoffe sind, wie auseinandergesetzt, einem Fließen mit einer
hieraus folgenden Verschiebung des Klebsltoffes und der Schleifkörner ausgesetzt.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine geeignete Trockenperiode innerhalb
des Trockenraumes wie folgt: 38° für 61/4 Stunden, 410 für 5 Stunden, 44i° für 51/4
Stunden, 470 für 41/2 Stunden, 490 für 5 Stunden, 520 für 51/4 Stunden und 55° für
10½ Stunden. Nach diesem Trockenvorgang werden die Bahnen bis auf eine Temperatur
von ungefähr 350 abgekühlt, um die Zähigkeit des Klebstoffes zu verringern, so daß
die Bahnen in Form von Rollen abgenommen werden können.
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Ein übermäßiges Abkühlen soll vermieden werden, da sonst das Erzeugnis
für ein zufriedenstellendes Abnehmen und Aufwickeln zu Rollen zu brüchig wird.
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Die aus dem Trockenraum in Form von Rollen abgenommenen Bahnen werden
für einen darauffolgenden Trockenvorgang zu Längen oder Streifen zerschnitten, um
das harzartige Bindemittel endgültig zu verfestigen und eine hohe Zugfestigkeit
von ungefähr 82 bis 140 kg pro Quadratzentimeter oder melir zu erzielen. Es hat
sich herausgestellt, daß ein Trockenvorgang von; praktisch wirtschaftlicher Dauer
bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturem nicht die endgültige Verfestigung des
Harzes erzeugt, welche für die maximale Schneidwirkung erforderlich ist, und Idaß
die Schneidwirkung des aufgestrichenen Materials durch eine höhere Trockendauer
wesentlich erhöht wird, die nunmehr beschrieben wird.
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Die von den Rollen zu Streifen zerschnittenen Bahnen werden zu dem
endgültigen Zustand dadurch verfestigt, daß man sie auf geeignet angeordnete Platten
innerhalb eines Brenn- oder Backofens legt, der innerhalb bestimmter Grenzen geregelt
werden kann, um die gewünschten Temperaturen und Temperatursteuerung zu erzielen.
Eine befriedigende endgültige Trockendauer für die Streifen ist folgende: 8 Stunden
bei 700, 8 Stunden bei 80°, worauf die Temperatur allmählich auf 100° erhöht wird,
die innerhalb 1 Stunde aufrechterhalten wird. Die Temperatur von 100° wird während
I Stunde aufrechterhalten und dann während der nächsten Stunde auf 120° erhöht und
diese Temperatur während I Stunde aufrechterhalten. Während der nächsten Stunde
wird auf allmählich 140° erhöht und dann die Temperatur auf I400 während I Stunde
gehalten. Während der nächsten Stunde mrir,d; alLmählich auf 1500 erhöht und letztere
während 31/2 Stunden aufrechterhalten.
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Dann wird die Wärme abgestellt, der Ofen geöffnet und die Streifen
zum Abkühlen gebracht. Die Streifen werden alsdann abgenommen und darauf zu der
üblichen Scheibenform oder zu einer anderen Gestalt zugeschnitten, die für den Schleifmittelgegenstand
erwünscht ist.
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Wenn die Streifen aus der hohen Härtungstemperatur entfernt werden,
sind. ,si'e trocken und verhältnismäßig brüchig. Vor dem Zerschneiden in Form von
Scheiben sollen sie unter leichtem Druck aufbewahrt werden, wodurch eine übermäßige
Krümmung vermieden wird, bis sie von der Atmosphäre genügend Feuchtigkeit aufgenommen
haben, um die Brüchigkeit der trockenen Grundlage zu verringen. Gegebenenfalls kann
eine kleine Menge Wasser auf die Grundlage aufgetragen werden, wenn man beabsichtigt,
die Streifen zu zerschneiden, bevor sie Zeit haben, genügend Feuchtigkeit von Ider
Außenluft aufzunehmen. In diesem Fall ist es nur notwendig, Wasser in einem Betra.g
von 7 bis 8% des Gewichts der in der Grundlage vorhandenen Vulkanfiber aufzutragen,
da beim Vereinigen und Bestreichen das Tuch im wesentlichen mit dem harzartigen
Klebstoff imprägniert worden ist und demzufolge nicht mehr schnellen Änderungen
in dem Feuchtigkeitsgehalt unterworfen ist, wenn es veränderbaren Feuchtigkeiten
ausgesetzt wird. Es kann Wasser bis zu einem Betrag von 7 oder 8,0/o des Gewichts
der Vulkanfiber auf dem Untergrund der Streifen in -irgendeiner geeigneten Weise,
wie beispielsweise mittels eines Schwammes, sowie durch Aufstreichen oder Bespritzen
aufgetragen werden, oder indem man die Bahn durch weiche Auftragwalzen, wie beispielsweise
Filzwalzen, hindurchgehen läßt, von denen die eine sich in einem Wassertrog dreht.
Nach der Wasserauftragung werden die Streifen für eine Zeitdauer aufgestapelt, um.
zu ermöglichen, ,daß das Was.ser von der Vulkanfiber aufgesaugt wird; gewöhnlich
ist hierzu eine Zeitdauer von 2 Stunden oder mehr ausreichend.
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Die .Streifen werden dann, zu Scheiben in geeigneter Weise zugeschnitten,
und die Rückseiten der Scheiben. werden mit einer weiterem Wassermenge behandelt,
um den Feuchtigkeitsgehalt der Vulkanfiber auf 10 bis 2 0/o, ihres Gewichts zu bringen.
Dieses Wasser kann. mittels eines Schwammes, einer Düse oder durch Aufstreichen
oder in anderer beliebiger Weise aufgetragen werden. Die der Rückseite der Scheiben
hinzugefügte Wassermenge wird entsprechend dem zu erzielenden Ergebnis geregelt.
Je großer die Menge des aufgetragenen Wassers ist, um so größer wird die Korrektur
oder Umkehrung der mit Bezug auf den Sand konkaven Krümmung sein, um eine Scheibe
herzustellen, die bei Durchschnittstemperaturen und -feuchti,gkeiten verhältnismäßig
flach ist, oder eine Scheibe, Idie unter diesen Verhältnissen den gewünschten und
begrenzten Grad einer konhexen; Krümmung zeigt.
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Unmittelbar nachdem dieRückseiten der Scheiben benetzt worden sind,
werden sie aufeinandergestapelt und in Ballen verpackt, indem man beispielsweise
Platten an jedem Ende des Scheibenstapels anbringt und den Stapel in eine Ver-
packungspeesse
-führt und einen Draht um die erwähnten Platten oder Bretter herum befestigt.
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Der bei, der Aufstapelung ausgeübte Druck genügt nicht, um die Scheiben
um einen wesentlichen Betrag infolge Einstoßens oder Körner in IdieVulkanfiber zu
beschädigen, wenn die mit Schleifmittel bestrichene Seite der einen Scheibe in Berührung
mit der Vulkanfiberseite der anderen Scheibe kommt. Der Druck soll aber genügend
groß sein, um die Scheiben im wesentlichen flach zu halten.
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Die Scheibenballen sollen zweckmäßig nicht umwickelt oder gegen die
Luftzi,rkulation undurchdringlich gemacht werden bei dem Aufbewahren unter den üblichen
atmosphärischen Verhältnissen während I Woche. Während dieser Zeit wird ein wesentlicher
Teil der in den Rückseiten der Scheiben vorhandenen überschüssigen Wassermenge verdunsten.
Dadurch, daß man die Scheiben trocknen läßt, während sie .sich unter leichtem Druck
befinden, wird ein Werfen während des Trocknens vermieden, und tatsächlich wird
irgendwelches Werfen, das bisher während der Behandlung des aufgestrichenen Schleifmittels
auftrat, wesentlich verringert. Wenn ferner die Scheiben unter leichtem Druck getrocknet
werden und wenn durch einen Irrtum überschüssiges Wasser auf die Rückseite aufgetragen
worden ist, wird eie Möglichkeit einer übermäßig großen konvexen Krümmung in den
fertigen Scheiben auf ein Mindestmaß verriugert.
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Es ist beachten, Idaß, wenn die Zellstoffgrundlage, wie beispielsweise
Papier oder Vulkanfiber, mit einer wesentlichen Wassermenge behandelt worden ist,
die Umkehrung der Krümmung geringer sein wird, wenn das mit Wasser behandelte blattförmige
Schleifmittel unter Druck i.m flachen Zustand zum Trocknen gebracht wird, als dies
der Fall ist, wenn das Schleifmittel, ohne gepreßt zu werden, trocknet und demzufolge
während des Trocknens sich nach Wunsch krümmen kann.
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Nachdem die mit Wasser behandelten Scheiben bei normalen atmosphärischen
Bedingungen während ungefähr I Woche stehengeblieben sind, werden sie in beliebiger
Weise für Versand oder Aufbewahrung verpackt. Wenn die Scheiben für eine trockene
Arbeitsweise benutzt werden, ist keine weitere Behandlung notwendig.
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Wenn aber die Scheiben der beschriebenen Art für eine Arbeit benutzt
werden, bei welcher Wasser oder ein Schmiermittel verwendet wird oder das Arbeitsstück
naß ist oder unter Bedingungen, bei denen die Scheibe naß werden kann, werden di'e
Rückseiten der Scheiben einer wasserdicht machenden Behandlung unterworfen, damit
sie für nasses Arbeiten geeignet sind. Ein Überzug aus einer Paraffmemulsion wird
die Scheiben für: die meisten nassen Schleifarb.eiten geeignet machen; jedoch kann
man aber auch die Rückseiten mit verschiedenen geschmeidigen Firnissen, Lacken u.
Idgl., wie beispielsweise Nitrocellulose oder Acetatcellulose, mit geeigneten plastischen
Mitteln oder Harzen, wie dem obenerwähnten Gemisch aus etwa 50% Ölsäure und etwa
50% Glycerin-Phthalsäureanhydrid-Kondensationsprodukten, die alle im Handel erhältlich
sind, wasserdicht machen. Für einige Zwecke wird ein Überzug aus Holzöl oder Leinöl
wirksam sein.
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Wenn es erwünscht ist, die Scheiben mit einer Paraffinemulsion wasserdicht
zu machen, wird eine Paraffinemulsion in Wasser den Rückseiten der Scheiben anstatt
oder reinen Wasserbehandlung hinzugefügt, um die Krümmung der Scheiben zu korrigieren,
wodurch die Einstellung der Krümmung sowie das Wasserdichtmachen vereinigt werden.
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Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel sind Einzelheiten für ,das
Einstellen oder Korrigieren der Krümmung Idurch Benutzung eines Quellmittels für
den Zellstoff, d. h. Wasser entweder in Form von' Dampf oder in flüssiger Form,
auseinandergesetzt worden. Man kann auch andere Mittel benutzen, welche ein Einschrumpfen
oder Schwinden der Zellstoffgrundlage auf die Abmessung des Klebstoffüberzuges oder
auf Abmessungen, zur Folge haben, die etwas kleiner als dieser Überzug sind,. um
ein verhältnismäßig flaches blattförmiges Schleifmittel oder ein solches mit einem
geregelten Grad von, einer mit Bezug auf den Sand konvexen Krümmung zu erzeugen,
anstatt der üblichen konkaven Krümmung, welche mit einem blattförmigen Schleifmittel
erizielt wird, das mit einem nicht hygroskopischen, d. h. wasserfesten Bindemittel
hergestellt wird. iDie Geschwindigkeit, mit ,der eine Flüssigkeit in eine Zellstoffgrundlage
eindringt, wird in gewissem Grad durch die Oberflächenspannung der Flüssigkeit geregelt.
Methylalkohol dringt leicht in eine Zellstoffgrundlage' ein und wirkt in ähnlicher
Weise wie Wasser. Ferner ist Methylalkohol sehr flüchtig und kann bequemer als Wasser
von der Grundlage wieder entfernt werden. Eine geeignete Methylalkoholkonzentration
ist 95 °fo, während der Rest in der Hauptsache Wasser ist.
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Gemischte Flüssigkeiten, wie beispielsweise ein Gemisch von Äthylalkohol
und Wasser oder ein Gemisch von Aceton und Wasser, können gleichfalls benutzt werden,
um die Krümmung von blattförmigen Schleifmitteln zu regeln oder umzukehren, welche
mit einem wasserwiderstandsfähigen oder nicht hygroskopischen Bindemittel hergestellt
worden sind, indem man diese Flüssigkeiten auf die Grundlage ,der vorher angefertigten
Schleifmittel aufträgt. Ein geeignetes Gemisch von Äthyl alkohol und Wasser kann
dadurch. hergestellt werden, daß man I VolumenÄthylalkohol und 1 Volumen Wasser
mischt. In ähnlicher Weise kann eine Mischung benutzt werden, die aus I Volumen
Aceton und I Volumen Wasser besteht. Diese Lösungsgemische von Alkohol und Wasser
oder von Aceton und Wasser dringen in die Zellstoffgrundlage schneller ein und bringen
letztere schneller zum Quellen als reines Wasser. Flüchtige Lösungsmittel, wie Aceton
und Alkohol, werden auch von der Grundlage schneller uad bequemer verflüchtigt als
reines Wasser.
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Die Benutzung von Flüssigkeitsgemischen, wie beispielsweise Alkohol
und Wasser und Aceton und
Wasser, macht es in einigen Fällen leichter,
den Betrag der Umkehrung der Krümmung zu beherrschen, indem ein größeres Volumen
,der Flüssigkeit, verglichen mit reinem Wasser, auf die Zellstoffgrundlage aufgetragen
werden kann, ohne daß eine entsprechende Erhöhung in der konvexen Krümmung eintritt,
welche bei dem darauf getrockneten Produkt erzielt wird.
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Es wird angenommen, daß Flüssigkeiten, welche für die Beherrschung
der Krümmung der blattförmigen Schleifmittel geeignet sind, durch Erweichen und
Quellen der Zellstoffasern sowie durch Lockerung des natürlichen Zellstoffbindemittels
bis zu einem Grade wirken, daß eine gewisse Wiederausrichtung der Fasern möglich
ist, um die Beanspruchungen und Spannungen aufzuheben. Ohne Rücksicht auf das Mittel,
das die Korrektur herbeiführt, ist das Endergebnis ein Schrumpfen oder Einlaufen
der Zellstoffgrundlage, so daß die mit Bezug auf den Sand konkave Krümmung korrigiert
wird und ein verhältmsmäßig flaches, blattförmiges Schleifmittel oder ein solches
mit einem vorbestimmten und gewünschten Grad einer konvexen Krümmung um eine Achse
parallel zur Maschinenrichtung erzielt wird, im Fall es sich um Papier-oder Vulkanfibergrundlage
oder ähnliche Tafeln handelt.
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Wie oben auseinandergesetzt, haben blattförmige Schleifmittel, die
mit einem leimartigen oder ähn-1 eichen wasserloslichen Bindemittel und üblichem
Papier hergestellt worden. sind, eine mit Bezug a.uf den Sand konkave Krümmung.
Gewöhnlich ist es nicht ratsam, diese Krümmung dadurch zu korrigieren, daß man die
Grundlage mit Wasser benetzt, da das Benetzen und das darauffolgende Trocknen ein
gewisses Beschädigen des Bindemittels zwischen dem leimartigen Klebstoff und den
Schleifkörnern zur Folge hat. Wenn eine Korrekt ion der Krümmung von blattförmigen
Schleifmitteln, die mit einem leimartigen Bindemittel hergestellt sind, erforderlich
ist, kann man die Grundlage mit Methyl alkohol behandeln, wodurch man .die Bindung
zwischen dem leimartigen Bindemittel und den Schleifkö,rnern weniger beschädigt,
als dies bei Benutzung von Wasser der Fall ist.
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Wenn in der obigen Beschreibung auf Bindemittel der Kunstharzgruppe
verwiesen ist, die auch vorzugs.weise zur Anwendung kommen, kann man in einigen
Fällen einen Firnis, welcher aus Fieberrindenholzöl, Kolophonium und geeigneten
Verdünnungsmitteln sowie Trockenmitteln hergestellt ist, benutzen, wie dies in der
Lackfabrikation bekannt ist. In gleicher Weise kann man in einigen Fällen eine Lösung
von Schellack und Alkohol benutzen und darauf den Schellack erwärmen, um ihn hart
und zäh zu machen, und man kann, .auch zudem Schellack geeignete plastische Mittel
hinzufügen. Natürliche Harze wurden bisher als Bestandteile der Bindemittel für
ein blattförmiges Schleifmittel benutzt. Der Ausdruck Bindemittel bezeichnet bei
der vorliegenden Erfindung die verschiedenen erwähnten Klebstoffe, .die nicht wasserlöslich
sind, sowie auch andere Bindemittel, welche diese Eigenschaften, haben.
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Gemäß der Erfindung wird ein blattförmiges Schleifmittel hergestellt,
bei dem die Körner durch ein synthetisches Harzbindemittel befestigt werden, wobei
die Grundlagen aus Papier, Vulkanfiber oder Stoff oder aus einer Vereinigung dieser
Materialien durch ein geeignetes Bindemittel und vorzugsweise ein solches der Kunstharzgruppe
bestehen können.
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Es ist eine wesentliche Eigenschaft des bevorzugten Klebstoffes für
die Körner, daß seine Zugfestigkeit über 400 kg pro Quadratzentimeter und gewöhnlich
zwischen 530 und 900 kg pro Quadratzentimeter liegt. Das bevorzugte Kunstharzbindemittel
für die Schleifkörner ist gegen Temperaturen bis zu 260° widerstandsfähig rund wird
nicht durch Wasser und organische Lösungsmittel beeinflußt. Das gemäß der Erfindung
hergestellte Erzeugnis hat ein wesentliches Volumen der einzelnen über der Durchschnittsebene
der Klebstoffschicht liegenden Körner, die frei mit dem Arbeitsstück in Eingriff
kommen, und gewöhnlich werden sich ungefähr 1/3 bis ½ oder mehr des Gesamtvolumens
der Körner über der Durchschnittsebene der Klebstoffschicht befinden.
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Es ist ferner wünschenswert, daß zwischen dem Boden der Körnerschicht
und ,der benachbarten Fläche der Grundlage eine bestimmte, fortlaufende Schicht
von Kunstharzklebstoff vorhanden ist. Diese Eigenschaften erteilen dem gemäß oder
Erfindung hergestellten Produkt eine sehr hohe Wirksamkeit.