Seldeifkörper Die Erfindung bezieht sich auf einen faserhaltigen Schleifkörper, insbesondere zum Fertigbearbeiten und Polieren. Der Schleifkörper kann z. B. zum Bearbei ten und Polieren von Metallen, Holz, Kunststoffen, Leder und dergleichen verwendet werden.
überzogene Schleifkörper ,<B>d.</B> h. Glaspapier, Schmirgeltuch und dergleichen, sindseit vielen Jahren gebräuchlich und im Handel erhältlich. Diese Pro dukte bestehen im allgemeinen aus einem Träger blatt aus Papier oder Tuch, welches mit einer Schicht eines geeigneten Klebstoffes oder Bindemittels und einer Schicht aus Schleifmittelkörnern überzogen ist. Nachdem die erste Klebstoffschicht verfestigt ist, wird üblicherweise eine zweite Klebstoffschicht oder Leim schicht über die Schleifmittelkömer aufgetragen, um dieselben stärker am Trägermaterial zu befestigen.
Es ist klar, dass bei vielen Bearbeitungs- und Schleifoperationen und bei allen Polieroperationen Gleichförmigkeit der fertigen Oberfläche angestrebt wird, welche also keine durch Einschneiden der Kanten verursachten Kratzer, überlappungsstellen und angefressene oder aufgerauhte Vertiefungen auf weisen soll, die durch das beim Schleifen oder Polieren verwendete Geflecht oder Trägermaterial verursacht werden können.
Bei der Verwendung von überzogenen Schleif körpern zum Schleifen und Polieren von Metallen, Holz, Kunststoffen, Leder und anderen Materialien ergab sich immer mehr die Tendenz, mit dem Ver fahren mit rückwärtiger Schleifbandabstützung mittels Leerlaufrollen zu arbeiten. Bei diesem Verfahren wird eine Kontaktscheibe verwendet, die auf einer Polierbank an Stelle einer Aufspannscheibe montiert ist. Das Schleifband wird mittels einer oder mehrerer Leerlaufrollen, die im Rücken der Maschine angeord net sind, über die Kontaktscheibe geführt.
Die Mate- rialien, aus welch-en die Kontaktscheibe hergestellt sein kann, können<B>je</B> nach der Art der durchzufüh renden Bearbeitung verschieden sein. Da die Elastizi tät der Kontaktscheibe ein die Schneidwirkung des Schleifbandes beeinflussender Faktor ist, können ver schiedene Elastizitätsgrade vorgesehen sein.
Wenn beim Polieren von Metallen, Kunststoffen, Leder oder Holz nur sehr geringe Materialmengen abgetragen werden dürfen, unterliegt die Anwendung des Verfahrens mit rückwärtiger Schleifbandab- stützung mittels Leerlaufrollen gewissen Beschrän kungen. So ist es z.
B. beim Umrisspolieren und Fertig- bearbeiten kompliziert geformter Metallgegenstände oft sehr schwierig, ein gleichmässiges Schleifmuster zu erreichen, das das Schleifband, wenn es in Ver bindung mit gebräuchlichen Kontaktscheiben verwen det wird, einfach zu steif ist und dem Umriss des Werkstückes nicht genügend angepasst werden kann, überdies wurde festgestellt, dass die Lebensdauer des Schleifbandes durch die ungleichmässigen Drücke, die auf seine Oberfläche wirken, stark herabgesetzt werden kann. Dies gilt besonders bei Bearbeitungs vorgängen mittels weicher Kontaktscheiben aus Schaumgummi.
Beim Polieren von Holz und Kunststoffen erge ben sich ähnliche Schwierigkeiten; als weitere Kom plikation kommt jedoch hier noch Erwärmung der Kontaktscheibenoberfläche hinzu, wobei die Wärme durch das Schleifband auf die Oberfläche des Werk stückes übertragen wird. Weiter verlangt die erfor derliche Oberflächenglätte gewisser Werkstücke die Verwendung von sehr feinen Schleifmittelkörnern, deren Zwischenräume dann sehr rasch mit Teilchen des abgeschliffenen Materials ausgefüllt sind und die die nützliche Lebensdauer des Schleifbandes weiter herabsetzen. Die Erfindung setzt sich zum Ziel, die angeführ ten Nachteile der bekannten Schleifkörper zu ver mindern oder zu beseitigen.
Der erfindungsgemässe Schleifkörper ist gekenn zeichnet durch einen Filz aus nicht gewobenen orga nischen Fasern, welche an ihren 1,.'-reuzungs- und Be rührungsstellen durch ein elastisches, relativ weiches Bindemittel miteinander verbunden sind, Schleif- mittelteilchen, welche durch das Bindemittel mit den Fasern verbunden sind, und ein am Filz festgeklebtes Trägermaterial.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des erfindungsgemässen Schleifkörpers dargestellt, und zwar zeigen: Fig. <B>1</B> eine Perspektivansicht eines Schleifkörpers, Fig. 2 eine Teil-Querschnittsansicht des in Fig. <B>1</B> gezeigten Schleifkörpers und Fig. <B>3</B> eine Perspektivansicht eines endlosen Schleifbandes.
In Fig. <B>1</B> ist ein Schleifkörper dargestellt, der eine hohe Elastizität und hohe Zugfestigkeit auf weist. Ein Träger<B>10</B> dieses Körpers besteht aus einer Gewebeschicht. An dieser Gewebeschicht ist mittels eines Klebstoffes 12 eine Schicht aus nicht gewobenem, lockerem Filz<B>11</B> aus Fasermaterial befestigL Die Fasern<B>13</B> des Filzes<B>11</B> können z. B. Kunstfasern, wie Nylon- und Dacronfasern, oder die gebräuchlichen Arten von handelsüblichem Tierhaar sein, z. B. Schweinehaar, Rosshaar oder Rinder haar. Sehr gute Resultate wurden mit Nylonfasem verschiedener Durchmesser erzielt.
Wie aus den Fig. <B>1</B> und 2 ersichtlich ist, sind die Fasern<B>13</B> im Filz<B>11</B> unregelmässig angeordnet und miteinander an ihren Kreuzungs- und Berührungs stellen mittels eines biegsamen, relativ weichen, gummiartigen Bindemittels 14 fest verbunden. Schleif- mittelkörner <B>15</B> sind ebenfalls mittels des Binde mittels 14 mit den Fasern verbunden. Da der Schleif körper in hohem Masse elastisch sein soll, so dass er zum Fertigbearbeiten und Polieren von sehr unregel mässig geformten Oberflächen und von sehr glatten Oberflächen verwendet werden kann, ist es vorzu ziehen, ein Bindemittel mit den oben angegebenen Eigenschaften zu verwenden.
Tatsächlich wird vor zugsweise ein BIndemittel mit einer Knoop-Härte von etwa<B>6</B> oder weniger verwendet. Sehr gute Re sultate wurden mit Bindemitteln erzielt, die eine Knoop-Härte von etwa<B>1</B> bis 2 haben.
Wenn solche Bindemittel verwendet werden, hat der Schleifkörper eine sehr hohe Zugfestigkeit und ist sehrelastisch, so dass er sehr unregelmässig geform ten Oberflächen folgen und dieselben wirksam und gleichmässig polieren kann. Infolge der hohen Elasti zität können sich die einzelnen Schleifmittelteilchen in allen Richtungen frei bewegen, so dass der Schleif körper ohne Bruchgefahr und bei minimalem Aus fasern lokale Zug- und Druckbeanspruchungen aus halten kann. Wenn ein Bindemittel der angegebenen Art verwendet wird, ist es jedoch unerlässlich, einen Träger vorzusehen.
Wenn der Schleifkörper keinen Träger aufweisen würde, ergäben sich übermässige Dehnungen und Verzerrungen, welche die Lebens dauer des Schleifkörpers stark herabsetzen würden.
Ein Gewebe, welches vorzugsweise als Träger verwendet werden kann, ist ein praktisch ungeschich- teter faseriger Filz aus kardierten Baumwollfaser- blättchen, die mittels eines elastischen Bindemittels, z. B. auf Latexbasis, verfestigt und zusammengehal ten sind. Es können jedoch als Träger auch andere Gewebe und Papiere verwendet werden, die gewoben, kardiert oder verfilzt und aus verschiedenen Textil- oder Papierfasern zusammengesetzt sein können.
Der Träger sollte vorzugsweise die Elastizität und Nach giebigkeit des nicht gewobenen Faserfilzes<B>11</B> mög lichst wenig beeinträchtigen.
Zur Verbindung des nicht gewobenen Filzes mit dem Trägermaterial kommen verschiedene Kleb stoffe in Frage. Ein biegsamer Klebstoff, der unter der Bezeichnung Bostik <B>7070 </B> im Handel erhält lich ist (ein zweiteiliger Polyurethanklebstoff, der von der Firma B. B. Chemical Company hergestellt wird), wurde mit Erfolg verwendet. Auch ein Klebstoff mit einer Acryl-epoxyharz-Kombination ergab sehr gute Resultate.
Bei der Herstellung von Schleifkörpern von der Art des oben beschriebenen wird zuerst der nicht gewobene lockere Filz in einer Schicht der gewünsch ten Dicke gebildet. Dieser Vorgang kann mechanisch erfolgen und z. B. mittels einer Garnett-Maschine oder einer Curlator Rand-O-Webber -Maschine (hergestellt von der Firma Curlator Corp.) durch geführt werden.
Wenn eine Garnett-Maschine ver wendet wird, so wird in Verbindung mit derselben vorzugsweise eine Lapper -Maschine (hergestellt von der Firma Procter <B> & </B> Schwartz) angewendet, um die Unregelmässigkeit des nicht gewobenen Filzes zu erhöhen. Bei Verwendung dieser Einrichtungen sollte die Länge der Fasern normalerweise etwa zwischen <B>1</B> und<B>10</B> cm liegen, wobei Längen zwischen<B>3,8</B> und<B>5</B> cm vorzuziehen sind. Die Fasern sollten eine dreidimensionale Krümmung aufweisen, welche sie in einem Kräuselprozess erhalten können.
Der Kräu- selprozess kann mit mechanischen Mitteln durch geführt werden, es kann aber auch eines der neueren chemischen Kräuselverfahren verwendet werden. Durch das mechanische oder chemische Kräuselver- fahren erhalten die Fasern eine dreidimensionale Kräuselung, so dass eine unregelmässige Verteilung der Fasern auf einer ebenen Fläche ein räumliches Netzwerk mit der erforderlichen Lockerheit ergibt.
Nach der Bildung des Faserfilzes wird derselbe mit einem elastischen, relativ weichen Bindemittel durchtränkt. Wie schon erwähnt, sollte das Binde mittel ein>-- Knoop-Härte von etwa<B>6</B> oder weniger und vorzugsweise von etwa<B>1</B> oder 2 haben. Es ist vorzuziehen, eine wässrige Dispersion eines vulkani- sierbaren Elastomers oder Bindemittels zu verwen den. Das Elastomer kann natürlicher Gummi oder Latex, ein synthetisches Elastomer-Latex oder eine zurückgewonnene Gummidispersion sein. Die Disper- sion wird mit anderen Bestandteilen gemischt,<B>um</B> das Auftragen und Vulkanisieren des Elastomers zu erleichtern.
Spezielle Beispiele von Bindemitteln, welche verwendet werden können, sind: Natur kautschuk, Butadien-styren-dispersionen, Neopren- gummi-di,spersionen, Polyvinylchl, orid" Vinyl-latex usw.
Die Schleifmittelteilchen, die im Schleifkörper verwendet werden, können Teilchen von allen be kannten Schleifmittelnsein, z. B. Siliciumcarbid, Alu miniumoxyd, Granat, Feuerstein, Schmirgel und Bimsstein, und sie können verschiedene Komgrössen haben. Da der Schleifkörper besonders für Polier arbeiten geeignet ist, sind natürlich feinere Korn grössen vorzuziehen.
Das Bindemittel und die Schleifmittelkömer können nach irgendeinem von mehreren möglichen Verfahren in den Faserfilz eingebaut werden. Es kann eine Aufschwemmung des Bindemittels hergestellt werden, in welcher Schleifmittelkörner suspendiert sind. Die Aufschwemmung mit den Körnern kann dann z. B. durch Aufspritzen, Eintauchen oder Auf tragen mittels Rollen mit dem Faserfilz vereinigt werden.
Bei einem anderen Verfahren können die Schleifmittelkörner und das Bindemittel in getrennten Schritten eingebracht werden, wobei zuerst das Bindemittel mit Hilfe, von Rollen oder durch Eintauchen aufgetragen oder auch aufgespritzt wird, worauf die Schleifmittelkömer mit Hilfe der Schwerkraft, durch Einwalzen oder durch elektrostatische Methoden eingebracht werden.
Wenn es erwünscht ist, kann darauf ein zweiter Bindemittel- überzug zur Verstärkung aufgetragen werden, und zwar wiederum durch Aufspritzen oder Auftragen mittels Rollen oder durch Eintauchen. D#arnach wird der mit Bindemittel und Schleifmittelkörnern über zogene Faserfilz bei passenden Temperaturen,<B>je</B> nach Art des Bindemittels, getrocknet und vulkanisiert.
Nach einem anderen Verfahren, welches ebenfalls angewandt werden könnte, wird zuerst der nicht ge wobene Faserfilz mit dem Trägermaterial durch -einen passenden biegsamen Klebstoff verbunden, worauf die Filzseite, durch Auftragen mittels Rollen oder durch Aufspritzen mit Bindemittel überzogen wird. Nach diesem Schritt werden die Schleifmittelkömer mit Hilfe der Schwerkraft oder durch elektrostatische Methoden in den Filz eingebracht. Schliesslich wird eine Deckschicht aus Bindemittel durch Aufspritzen oder durch Auftragen mittels Rollen angebracht, was in ähnlicher Weise wie bei der Herstellung über zogener Schleifprodukte geschehen kann.
Nachdem der nicht gewobene Faserfilz in ge eigneter Weise mit Bindemittel und Schleifmittelkör- nern überzogen ist, wird er einem Behandlungs- prozess unterworfen, durch den das Bindemittel, wel ches zur Verbindung der Fasern verwendet wird, vul kanisiert wird. Die bei diesem Vulkanisierprozess an zuwendenden Temperaturen liegen zwischen etwa 120 und<B>165'C</B> und werden bis zu etwa<B>10</B> Minuten auf rechterhalten,<B>je</B> nach dem verwendeten Bindemittel. Nach dem Vulkanisieren des mit Bindemittel überzogenen Filzes wird derselbe mit Hilfe eines geeigneten Klebstoffes mit dem Träger<B>10</B> verbun den.
Dieses Verbinden oder Verkleben des Faser filzes mit dem Träger kann erfolgreich auf gebräuch lichen Maschinen zur Herstellung von überzogenen Schleifartikeln erfolgen.
Zur weiteren Erläuterung der Herstellung von Aus führungsbeispielen des erfindungsgemässen Schleif körpers folgen nachstehend einige Beispiele. <I>Beispiel<B>1</B></I> Auf einer Rand-O-Webber -Maschine wurde ein nicht gewobener lockerer Filz aus gekräuselten Nylonfasern<B>(15</B> Denier) hergestellt, der etwa<B>100</B> bis 120 g/m2 wog und<B>6</B><U>mm</U> dick war.
Nach der Bil dung des Faserfilzes wurden auf eine Seite desselben etwa<B>500</B> bis<B>700</B> g/m2 einer Bindemittelaufschwem- mung mit Schleifmittelkörnern aufgespritzt, welche die folgende Zusammensetzui hatte:
EMI0003.0040
Teile
<tb> Vinyl-Latex <SEP> Geon <SEP> <B>576 <SEP> 100,0</B>
<tb> (ein <SEP> weichgemachtes <SEP> filmbildendes <SEP> Poly vinYlchlOrid-Latex, <SEP> hergestellt <SEP> von <SEP> der <SEP> Firma
<tb> B. <SEP> F. <SEP> Goodrich <SEP> Company)
<tb> Aerotex <SEP> M3 -Harz <SEP> 43,0
<tb> (ein <SEP> Melamin-Fc>rmaldehydharz, <SEP> hergestellt
<tb> von <SEP> der <SEP> Firma <SEP> American <SEP> Cy.animide)
<tb> Aerotex <SEP> Accelerator <SEP> <B>AS <SEP> 13,0</B>
<tb> (Härter <SEP> für <SEP> das <SEP> Aerotex <SEP> M3 -Harz;
<tb> American <SEP> Cyanimide)
<tb> Siliciumcarbid <SEP> (Feinheit <SEP> Nr. <SEP> <B>500) <SEP> <I>155,0</I></B>
<tb> Wasser <SEP> <B>13,0</B>
<tb> Triton <SEP> X-100 <SEP> 0,2
<tb> (ein <SEP> Stabilisier- <SEP> und <SEP> Dispergiermittel;
<tb> Rohm, <SEP> and <SEP> Haas)
<tb> Kohlenschwarz <SEP> <B>3,0</B> Es wurde, festgestellt, dass die Bindemittelauf- schwemmung den Faserfilz zu etwa<B>75</B> bis<B>80 %</B> durch drang. Nach dem Aufspritzen wurde der Filz bei <B>120'C</B> in etwa<B>30</B> Sekunden durch einen Heissl-uft- ofen geführt, um das Bindemittel abbinden zu lassen. Der teilweise überzogene Filz wurde dann umgedreht, und auf seine andere Seite wurden<B>500</B> bis<B>700</B> g/m2 der oben angegebenen Bindemittelaufschwenunung aufgespritzt.
Das überzogene Produkt wurde dann in etwa <B>6</B> Minuten bei<B>160' C</B> durch einen Vulkanisierofen geführt Das <B>'</B> in diesem Beispiel verwendete- Bindemittel hatte, vulkanisiert, eine Knoop-Härte von etwa<B>1.</B> Nach dem Vulkanisieren wurde ein nicht wasser- f*ster Tuchträger ( X weight ) mit dem vulkanisier ten Filz mittels eines biegsamen Klebstoffes ( Bostik <B>7070 )</B> verbunden.
Zum Aufspritzen der Bindemittelaufschwemmung wurde eine Binks Nr. 42 -Spritzdüse verwendet, und die Vorschubgeschwindigkeit war 4,9 m/Minute, während die Transportgeschwindigkeit im Ofen auf <B>5,5</B> m/Minute eingestellt war.
<I>Beispiel 2</I> Nach dem in Beispiel<B>1</B> angegebenen Verfah ren wurden weitere Schleifkörper hergestellt, wobei als Schleifmittel Bimsstein, Siliciumearbid mit den Korngrössen Nr. <B>600, 280, 180</B> und<B>150</B> und'-Alumi- niumoxyd mit den Korngrössen Nr. <B>280, 180</B> und 120 verwendet wurde.
<I>Beispiel<B>3</B></I> Bei der Herstellung von anderen Schleifkörpern nach dem in Beispiel<B>1</B> angegebenen Verfahren wurden folgende Bindemittelaufschwerumungen, ver wendet:
EMI0004.0008
<I>Beispiel 4</I> Es wurden Vergleichsprüfungen mit einem nach dem in Beispiel<B>1</B> angebebenen Verfahren hergestell ten Schleifband und bekannten überzogenen Schleif bändern durchgeführt.
Die Prüfungen wurden in einer Fertigungsstrasse für Automobilstossstangen durchgeführt, in welcher die Stossstangen vor dem Verehromen poliert werden.
Die Stossstangen waren auf einem Förderband montiert und wurden an einer Reihe von (Acme Auto- matie Belt Machines. (Bandschleifmaschinen, die von der Firma Acme Machine <B>Ca.,</B> Detroit, Michi- gan hergestellt werden) vorbeigeführt. Es wurden überzogene Schleifbänder mit den Bezeichnungen No. <B>150 AI</B> 'OXCloth und No. 220A[OX Cloth ver wendet.
Die Banddimensionen waren<B>15,2</B> X<B>335</B> cm, und es wurde mit einer Kontaktscheibe aus Lein wand gearbeitet. Die Bänder liefen mit<B>510</B> M2/Mi- nute. Nach dem Polieren liefen die Stossstangen wei ter an einer Reihe von Leinwandpolierscheiben zur Fertigpolitur vorbei und wurden dann zur Verchro- mung geführt.
Die Versuche ergaben für die beiden überzoge nen Schleifbänder eine mittlere Lebensdauer von etwa <B>15</B> Stossstangen.
Ein nach dem in Beispiel<B>1</B> angegebenen Ver fahren hergestelltes Band wurde als Ersatz der über zogenen Schleifbänder auf den Bandschleifmaschinen montiert. Als Schleifmittel wurde Siliciumcarbid mit Korngrösse Nr. <B>150</B> verwendet. Die Bandgeschwin digkeit war<B>325</B> m2/Minute.
Das Ergebnis zeigte, dass die Stossstangen eine viel feinere Oberfläche erhielten, so dass das Fertig polieren mit Leinwandscheiben weggelassen werden konnte. Dabei wurde ein sehr regelmässiges Schleif muster erzielt, in welchem keine überlappungsstellen festgestellt werden konnten.
Die mittlere Lebensdauer des Bandes mit Faser filz betrug etwa<B>500</B> Stossstangen.