Die Erfindung betrifft ein flexibles Schleifmittel, welches ein flexibles Rückenmaterial aufweist, im allgemeinen ein Gewebe oder einen Faserstoff, oder ein mit diesen Materialien kombiniertes Papier, welches auf einer Seite mit festgeklebten Schleifkörnern versehen ist.
Vor allem beim Holzschleifen, aber auch beim Schleifen gewisser Metalle, z. B. Leichtmetallegierungen, und besonders bei Bandschliff oder Zylinderschliff, bei welchem ein endloses Band aus einem flexiblen Schleifmittel verwendet wird, welches über Antriebs- und Umlenkrollen läuft und das an der Arbeitsstelle mit seiner nicht mit Schleifkörnern beschichteten Unterseite über eine Unterlage läuft, während das Werkstück gegen die Schleifkörnerseite gedrückt wird, werden elektrostatische Ladungen erzeugt, wobei sich im Schleifband ohne weiteres Spannungen bis zur Grössenordnung von 50-100 kV aufladen können. Das führt zu Nachteilen verschiedener Art. So kann während der Arbeit an der Maschine plötzlich ein Überschlag eintreten, der für unerfahrene Arbeiter dadurch zu ernsthaften Unglücksfällen führen kann, dass es zu unkontrollierten Reflexbewegungen kommt.
Im weiteren wird der Arbeitsplatz infolge der Aufladung schmutzig und unbenützbar, weil der elektrostatisch aufgeladene Schleifstaub die Tendenz hat, sich auf Maschinen und Werkstücken abzulagern und nicht in gewohnter Weise mit normalen Absaugvorrichtungen entfernt werden kann.
In vielen Fällen, besonders bei sehr feinem Schleifstaub, schwebt dieer lange Zeit in der Luft, was einesteils zu einer völligen Verschmutzung der Werkstätten führt und andernteils Gesundheitsschädigungen hervorruft.
Werkstücke aus vielen üblichen Holzarten behalten über längere Zeit eine Restladung. Es hat sich daher in der Praxis als beinahe unmöglich erwiesen, den anhaftenden Schleifstaub vom fertig geschliffenen oder geputzten Werkstück vor dem Bemalen oder einer andern entsprechenden Oberflächenbehandlung auf trockenem Wege zu entfernen. Anderseits ist es selbstverständlich, dass man bei geschliffenem oder geputztem Holz nicht gerne eine Behandlung wählt, bei welcher die Oberfläche befeuchtet werden muss, weil sich bei vielen Holzarten die Fasern aufstellen , so dass die gewünschte Oberflächenfeinheit nicht erreicht wird. Aus dem Gesagten geht hervor, dass ein wirksames Verfahren, welches einer elektrostatischen Aufladung bei den angegebenen Arbeiten vorbeugt oder sie verhindert, von grosser Bedeutung wäre.
Ein Verfahren, um dies zu erreichen, ist im schwedischen Patent (Anmeldung Nr. 17 777/67), nach welchem in Schleifmittel eine elektrisch leitende Schicht zwischen zwei nichtleitenden oder halbleitenden Schichten angeordnet wird, angegeben. Ein solches Schleifmittel hat sich als ausserordentlich wirksam erwiesen und auch nach langer Benützung konnte keine elektrostatische Aufladung gemessen werden.
Es scheint daher erwiesen, dass eine zusammenhängende Schicht elektrisch leitenden Materials, die gemäss dem Verfahren nach dem genannten Patent auf ein Schleifmittel konventioneller Art aufgebracht ist, schliesslich einen Weg weisen sollte, um mit dem eingangs envähnten Problem fertig zu werden.
Flexible Schleifmittel dieser Art werden mittlerweile industriell in vollautomatischen Produktionsanlagen hergestellt, aber lange nicht alle Schleifmittel, bei denen es an und für sich wichtig wäre, erhalten eine antistatische Beschichtung. Es war daher sowohl vom wirtschaftlichen als auch vom produktionstechnischen Standpunkt aus wünschenswert, ein Verfahren zu finden, das es erlaubt, ohne die antielektrostatischen Eigenschaften zu vermindern, konventionelle flexible Schleifmittel nachbehandeln zu können, ohne dass die gewöhnliche Produktion geändert werden muss oder gestört wird.
Es sei zunächst festgehalten, dass die naheliegende Metallisierung keine gute Lösung für das Antistatikproblem bietet. Eine Metallisierung, sowohl auf der Schleifmittelrückseite als auch auf der Schleifkornseite, hat beim Trockenschleifen von Holz eine kräftige Erhitzung des Schleifmittels zur Folge, was mitunter zu dessen Zerstörung führt, und hat sich also nicht bewährt. Eine Metallisierung der Schleifmittelvorderseite, d. h. die Anbringung einer Metallschicht über den Schleifkörnern, ist in der Praxis auch nicht geeignet, weil unter allen Umständen verhindert werden soll, dass Metallpartikeln an dem Werkstück hängen bleiben, da dies bei einer nachfolgenden Beizung, Lasierung oder Behandlung mit Firnis zu Verfärbungen führen kann.
Es wird deshalb erfindungsgemäss ein flexibles Schleifmittel vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass eine kompakte oder netzartige Schicht aus einem nichtmetallischen, elektrisch leitenden Material auf der Schleifkörnerseite aufgebracht ist. Unter vielen Versuchen, die gemacht wurden, um ein besonders geeignetes Material für diese Beschichtung zu finden, waren Versuche mit Graphit am überzeugendsten. Eingehende Einzelversuche und praktische Tests mit so behandelten Schleifmitteln der vorstehend definierten Ausbildung, welche nachstehend noch näher erklärt werden wird, haben eindeutig gezeigt, dass solche Schleifmittel alle antielektrostatischen Eigenschaften aufweisen, wie diejenigen, welche Gegenstand des erwähnten älteren Patentes sind, ohne mit den Nachteilen behaftet zu sein, welche metallisierte, konventionelle Schleifbänder aufweisen.
Es kann angenommen werden, dass Graphit dank seiner Schmierwirkung die elektrostatische Aufladung teilweise verhindert und dass dadurch die völlige Unterbindung einer elektrostatischen Aufladung bei einem Schleifmittel gemäss der Erfindung erleichtert wird. Zudem stellt Graphit ein Mittel dar, welches stabil ist und in genügender Feinheit leicht beschafft werden kann. Es ist mit Sicherheit anzunehmen, dass sich auch andere nichtmetallische Materialien als Graphit in gleicher Weise und mit gleicher Wirkung verwenden lassen, wenn sie die gleiche oder annähernd gleiche Leitfähigkeit besitzen wie Graphit, wobei auch die Partikelgrösse, d. h. die physikalische Grösse, für die Anwendbarkeit mitbestimmend sein kann, während die chemischen Eigenschaften des Materials eher von untergeordneter Bedeutung sein dürften.
Obwohl also die nachfolgenden Beispiele sich auf Graphit in Pulverform oder als Kolloid beziehen, soll dies nicht eine Begrenzung des Erfindungsgedankens bedeuten.
Beispiel 1
Ein konventionelles Schleifmittel, beispielsweise das unter dem Handelsnamen Ekamant verkaufte Schleiftuch, wird folgendermassen behandelt:
Eine Mischung, bestehend aus 100 Gewichtsteilen Karbamidharzleim vom Typ Perstorps Peramin 1700 , 5 Gewichtsteilen Ammoniumchlorid, welches als Härter verwendet wird, 200 Gewichtsteilen grobvermahlenem Graphit, welcher von der Firma Wilson & Co. in England unter der Bezeichnung 19/2A verkauft wird und der eine durchschnittliche Partikelgrösse von 5 bis ca. 7,u hat, wird mit 200 Gewichtsteilen Wasser vermengt und gleichmässig in einer Menge von ca. 45 g/m2 über die Oberfläche der Schleifkörnerseite des Schleifmittels verteilt.
Nach Trocknung und Härtung bei 45" C während ca. 11/2 Stunden, wurde das Schleifmittel in einer Bandputzmaschine unter realistischen Arbeitsbedingungen geprüft und die elektrostatische Aufladung entsprach, soweit sie messbar war, einem Promill der Aufladung, welche unter gleichen Bedingungen bei einem unbehandelten Schleifmittel entstanden wäre. Bei Messungen mit elektrostatischen Voltmetern am freien, dem Werkstück gegenüberliegenden Bandteil konnte man beispielsweise bei unbehandelten Schleifmitteln ohne weiteres Spannungen in der Grössenordnung von 50 bis 100 kV messen, während Schleifmittel, die gemäss diesem Beispiel behandelt wurden, am Ende der normalen Materiallebensdauer in gleicher Weise gemessen, höchstens eine Spannung in der Grössenordnung von 0-1 V aufwiesen, die in der Praxis kaum messbar ist.
Was die Verbreitung in der Luft, die Beschmutzung von Maschinen und der Werkstücke und die Haftung des Schleifstaubes am Werkstück betrifft, ist der Unterschied zwischen behandeltem und unbehandeltem Schleifband ausserordentlich gross und die Nachteile des unbehandelten Schleifmittels sind beim erfindungsgemässen Schleifmittel völlig beseitigt.
Beispiel 2
Das Schleifmittel, die Komposition und Menge des Klebers, sowie die Menge des Härters sind gleich wie in Beispiel 1, aber an Stelle von grobgemahlenem Graphit wird Kolloidgraphit verwendet, welcher unter dem Handelsnamen Aquadag von der Firma Acheson Colloiden N. V.
in Holland verkauft wird und der Partikeln enthält, deren Grösse zu 90 % unter 1 ,u liegt. Von diesem Kolloid werden 120 Gewichtsteile verwendet, der Mischung werden 50 Gewichtsteile Wasser zugesetzt und das Ganze dann gleichmässig in einer Menge von 35 g/m2 auf der Schleif mitteloberfläche verteilt. Die Härtungszeit und Temperatur ist die gleiche wie bei Beispiel 1 und die antielektrostatischen Eigenschaften sind in der Hauptsache gleichwertig oder gar besser. Obschon die Behandlung mit Kolloidgraphit teurer zu stehen kommt als mit grobgemahlenem Graphit, ist seine Verwendung in vielen Fällen vorzuziehen, da die geringe Partikelgrösse mit Sicherheit jede mögliche Verschmutzung des Werkstückes ausschliesst, was bei grobgemahlenem Graphit nicht ausgeschlossen werden kann.
Sogar in Versuchen, bei denen nur Aquadag ohne Bindemittel über die Schleifmitteloberfläche verteilt und nach dem Trocknen bei ca. 1500 C in einer Zeit von ca. 30 bis 300 Sekunden gehärtet wurde, sind im Hinblick auf antielektrostatische Eigenschaften gleich gute Resultate erzielt worden.
Es hat sich gezeigt, dass eine Beschichtung der oben angegebenen Art eine dauerhafte Schicht elektrisch leitenden Materials über der ganzen Schleifmitteloberfläche ergibt.
Wenn das Schleifmittel in Gebrauch genommen wird und die Spitzen weggeschliffen sind, verbleibt zwischen den Schleifkörnern ein Netz elektrisch leitenden Materials. Es konnte nicht gefunden werden, dass dieses Netz in irgendeiner Weise zum Eliminieren oder Ableiten elektrostatischer Aufladungen weniger wirksam wäre als eine ununterbrochene Schicht.
Selbst grosse Abweichungen im sich ergebenden Widerstandswert beeinträchtigen die erzielte Wirkung nicht, was vermutlich auf den bei der elektrostatischen Aufladung entstehenden niederen Strom zurückzuführen ist. Zufriedenstellende Resultate erhielt man beispielsweise bei zwei in Zentimeterabstand voneinander auf der Schleifmitteloberfläche gelegenen Punkten, mit einem gemessenen spezifischen Widerstand von ca. 103 bis 5x 106 Ohm, wobei diese Werte weder nach oben noch nach unten eine Grenze für den möglichen spezifischen Widerstand darstellen.
Aus den obigen Ausführungen und aus den Beispielen geht hervor, dass eine zusammenhängende Schicht elektrisch leitenden Materials, wenn sie auf ein konventionelles Schleifband nach dem beschriebenen Verfahren aufgebracht wird, auch dann wirksam ist, wenn sie von den angeführten Beispielen abweicht, das heisst, dass diese vom Fachmann auf verschiedene Weise variiert werden können, ohne dass der Rahmen der Erfindung verlassen wird.