CH646897A5

CH646897A5 - Verfahren zur herstellung flexibler schleifmittel.

Info

Publication number: CH646897A5
Application number: CH334980A
Authority: CH
Inventors: Jost Dr Kramis; Jakob Ackerman
Original assignee: Schweizer Schmirgel Schleif
Priority date: 1979-05-04
Filing date: 1980-04-30
Publication date: 1984-12-28
Also published as: GB2051112A; DE2918103C2; GB2051112B; DE2918103A1; US4317660A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung flexibler Schleifmittel, wobei das Grundbindemittel in geometrisch angeordneten Mustern auf flexibler Unterlage mittels einer Rundschablone aufgebracht wird.

Die Schneidkraft und die erzielte Oberflächengüte ändern sich bei Schleifmitteln, insbesondere solchen auf flexibler Unterlage, mit dem Abnutzungsgrad. Während der Anwendung dieser Schleifmaterialien verringert sich die Rauhtiefe mit zunehmender Abstumpfung, bis das Schleifwerkzeug wegen mangelnder Schneidkraft ersetzt werden muss. Um Schleifmittel auf flexibler Unterlage zu verbessern, wurde vorgeschlagen, die Grundbindemittel und die Schleifkörner in Form geometrisch angeordneter Muster auf die flexible Unterlage aufzubringen.

Entsprechend der US-PS 3 991 527 werden Fiberscheiben verwendet, die geometrisch angeordnete Muster aufweisen, wobei die Muster Bindemittel und Schleifkorn enthalten, und wobei die Muster von bindemittel- und kornfreien Zonen oder Kanälen durchzogen sind. Das Bindemittel wird dabei mittels einer Walze auf die scheibenförmige Schleifmittelunterlage aufgetragen, wobei die Auftragswalze auf der Oberfläche sich über den Umfang erstreckende oder ringförmige Vertiefungen aufweist, so dass entsprechende sich über den Umfang erstreckende oder ringförmige Erhöhungen entstehen.

Beim Beschichten mit dieser Walze entstehen auf der Schleifmittelunterlage Bindemittelflächen, die von bindemittelfreien Kanälen durchzogen sind, wobei die Oberfläche der beschichteten Flächen parallel zur Oberfläche der nichtbeschichteten Kanäle liegt, d.h. die Oberfläche der Bindemittelflächen und die Oberfläche der Schleifmittelunterlage liegen in parallelen Ebenen, und wobei die die Bindemittelflächen abgrenzenden Kanäle rechteckigen Querschnitt aufweisen.

In der DE-OS 2 650 942 ist die Herstellung flexibler Schleifmittel genannt, wobei diese flexiblen Schleifmittel geometrisch angeordnete Muster aus Bindemittel und Schleif körnern auf flexibler Unterlage enthalten, die dadurch erhalten werden, dass die die Schleifkörner tragende Unterlage mit Erhöhungen und/oder Vertiefungen in geometrisch definierter Anordnung versehen ist, und zwar solcher-massen, dass sich diese geometrische Anordnung der tragenden Unterlage auf die Lage, insbesondere die Höhenlage der aufgestreuten Schleifkörner, überträgt. Die Erhöhungen und Vertiefungen in der Unterlage weisen dabei häufig wellenartige Form auf. In der DE-OS 2 256 079 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Schleiffolie aus Kunststoff mit an der Oberfläche gleichmässig verteilt angereichertem und einge-presstem Schleifmittel beschrieben, insbesondere aus Diamantpulver, zum Schleifen von Schneidsticheln und Abtastern für Informationsträger, bei dem die Oberfläche der Kunststoffolie gleichmässig mit Vertiefungen zur Aufnahme von Schleifmittel versehen wird und nach Auffüllen mit dem Schleifmittel durch einen Prägevorgang thermoplastisch derart verformt wird, dass die Oberfläche eingeebnet, und das Schleifmittel in der obersten Schicht gebunden wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, Verfahren zur Herstellung flexibler Schleifmittel auf Unterlage mit verlängerten Standzeiten bei möglichst geringer Änderung der Rauhtiefe zu schaffen, ohne dass entsprechend höhere Mengen an Schleifkörnern und Bindemittel benötigt werden.

Gegenstand der Erfindung sind Verfahren zur Herstellung flexibler Schleifmittel der eingangs genannten Art, die dadurch gekennzeichnet sind, dass

(a) als Grundbindemittel Haut- oder Glutinleim, Harnstoff-Formaldehyd-, Phenol-Formaldehyd- und/oder Epoxidharz,

(b) mit einem Innenrakel aus der Rundschablone aufgetragen wird,

(c) die Wandstärke der Rundschablone zwischen 0,08 und 1 mm liegt,

(d) die Schablone Löcher aufweist, deren Durchmesser 0,05 bis 3 mm beträgt,

(e) der Grundbindemittelauftrag auf zwischen 5 und 35% der Fläche der flexiblen Unterlage erfolgt, und

(f) nach Auftrag des Grundbindemittels das Schleifkorn aufgebracht wird.

Im Rahmen der Erfindung wird somit eine Rundschablone eingesetzt, deren Wandstärke zwischen 0,08 und 1 mm, vorzugsweise zwischen 0,1 und 0,25 mm liegt, wobei die Schablone Löcher aufweist, wobei deren Durchmesser 0,05 bis 3 mm beträgt, und die Fläche aller Löcher zwischen 5 und 35% der gesamten Schablonenfläche ausmacht. Die siebförmige Ausgestaltung der erfindungsgemäss verwendeten Schablone beschränkt sich nicht auf kreisförmige Löcher. Die Form der Schablonen-Hohlräume kann beispielsweise rechteckig, quadratisch oder dreieckig sein, wobei sich die Durchmesserangaben dann auf einen um die Form des Loches gezogenen Kreis beziehen.

Die im Rahmen der Erfindung eingesetzten Rundschablonen sind mit Siebdruckrundschablonen vergleichbar, die aus der Drucktechnik bekannt sind. Sie haben die Form eines mit rasterförmigen Löchern versehenen Zylindermantels, der liegend z.B. an zwei Punkten der Rotationsachse drehbar befestigt ist. Im erfindungsgemässen Verfahren berührt dann die Schleifmittelunterlage jeweils nur eine Mantellinie dieser Siebdruckrundschablone, durch die das Grundbindemittel aufgebracht wird. So wird während des kontinuierlichen Beschichtungsvorganges die Schleifmittelunterlage z. B.

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von einer Rolle abgewickelt und mit gleichmässiger Geschwindigkeit an der sie berührenden Rundschablone vorbeigeführt, wobei die Umlaufgeschwindigkeit der sich drehenden Rundschablone und die Geschwindigkeit der Unterlage übereinstimmen können. Durch das im Inneren der Rundschablone angeordnete, vorzugsweise starr befestigte Rakel - hier auch als Innenrakel bezeichnet - wird das in das Innere der Rundschablone geleitete Bindemittel auf der Breite der die Unterlage berührenden Mantellinie durch die Löcher der Rundschablone ausgedrückt. Die Breite der Rundschablone ist dabei der Breite der Schleifmittelbahn ange-passt.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfin-dungsgemässen Verfahrens wird das Schleifkorn auf das noch bindefähige Harzmuster der aufgedruckten Grundbindemittels gestreut und dann getrocknet und/oder gehärtet. Der Deckbinder kann je nach Art des verwendeten Harzes und nach Zweckmässigkeit vor oder nach der Trocknung bzw. Aushärtung des Grundbindemittels aufgebracht werden.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die flexiblen Schleifmittel mit einer Rundschablone, wobei der Durchmesser der Löcher der Rundschablone im Bereich von 0,06-1 mm liegt, hergestellt. Hierdurch sind besonders feine Grundbinderaster erhältlich.

Bei den erfindungsgemäss hergestellten flexiblen Schleifmitteln wird besonders bevorzugt die Grösse der aufgedruckten Einzelpunkte des Grundbinders mit dem mittleren Durchmesser des Schleifkorns derart abgestimmt, dass sich das auf benachbarten Einzelpunkten aufgebrachte Schleifkorn jeweils gerade noch berührt oder höchstens einen Abstand zueinander besitzt, der geringer als der halbe mittlere Korndurchmesser des Schleifkorns ist. Besonders bevorzugt ist eine Abstimmung, bei der das auf benachbarten Einzelpunkten aufgebrachte Schleifkorn sich gerade noch berührt oder höchstens einen Abstand zueinander besitzt, der geringer als etwa 1/3 des mittleren Korndurchmessers des Schleifkorns ist.

Das zur erfmdungsgemässen Herstellung der flexiblen Schleifmittel eingesetzte Schleifkorn kann einen mittleren Durchmesser im Bereich von 75 bis 750 jxm aufweisen. Ein bevorzugter Bereich des mittleren Durchmessers des Schleifkorns ist 125 bis 500 |xm.

Das erfmdungsgemässe Verfahren unterscheidet sich damit grundsätzlich von dem in der US-PS 3 991 527 beschriebenen. Durch die Verwendung einer Rundschablone mit Innenrakel liegt die Oberfläche der beschichteten Muster nicht in einer zur Oberfläche der Schleifmittelunterlage parallelen Ebene, sondern weist im Falle einer Rundschablone mit runden Löchern die Gestalt von Halbkugeln auf, so dass die auf das noch bindefähige Harzmuster aufgestreuten Schleifkörner ebenfalls in Form von Halbkugeln angeordnet sind, wodurch die nach diesem Verfahren hergestellten Schleifbänder lange Standzeiten bei geringer Änderung der Rauhtiefe aufweisen.

Überraschend gelingt es durch die Verwendung einer Rundschablone im erfmdungsgemässen Verfahren beim Auftragen des Grundbindemittels - wobei dieses Verfahren nicht wie seit Jahrzehnten üblich, durch gleichmässigen Harzauftrag auf die flexible Unterlage erfolgt - ein vollwertiges flexibles Schleifmittel, insbesondere ein flexibles Schleifband für beispielsweise das Schleifen von Holz oder anderen Materialien, die zum Zusetzen der Schleifmitteloberfläche neigen, zu erhalten.

Beim Schleifen wird eine überraschend gute Schleifleistung erreicht, obwohl nach dem erfmdungsgemässen Verfahren sowohl Einsparungen am Grundbindemittel als auch an Schleifkörnern möglich sind.

Erfindungsgemäss verwendbare Rundschablonen können beispielsweise von der Firma K. Iten AG, CH-8964 Rudolfstetten (Schweiz) erhalten werden. Vorzugsweise sind die erfindungsgemäss verwendeten Schablonen aus Metall gefertigt, als Rakel wird eine Gummirakel verwendet.

Beim erfmdungsgemässen Verfahren zur Herstellung von flexiblen Schleifmitteln mittels einer Rundschablone kann das Grundbindemittel kontinuierlich oder diskontinuierlich aufgetragen werden. Dabei wird das Harz in die Schablone kontinuierlich eingegeben und mit der Rakel durch die Aussparungen der Schablone auf die flexible Unterlage aufgera-kelt.

Das Grundbindemittel wird erfindungsgemäss durch eine Schablone mit einer Rakel auf eine mehr oder weniger flexible Unterlage, wie Papier, Gewebe und Kombinationen von Gewebe und Papier, Fiber oder Folie aufgetragen.

Als Grundbindemittel, das erfindungsgemäss unter Verwendung einer Rundschablone mit Innenrakel, auf eine flexible Unterlage aufgetragen wird, werden die folgenden Harze eingesetzt: Haut- oder Glutinleime, Harnstoff-Formalde-hyd-, Phenol-Formaldehyd- und/oder Epoxidharze. Es können ebenfalls, in an sich bekannter Art, diesen Harzen weitere Stoffe, z.B. Füllstoffe wie Kreide, Kaolin oder Verdik-kungsmittel wie beispielsweise hochdisperse Kieselsäuren, Bentonite usw. beigemischt werden.

Auf das rasterförmige geometrisch angeordnete Grund-bindemittel-Muster, das noch klebfahig, bzw. für Schleifkörner bindefähig ist, werden die üblichen Schleifkörner aus natürlichen oder synthetischen Materialien gravimetrisch aufgestreut oder auf elektrostatischem Wege aufgebracht, wobei beispielsweise Körner aus Korunden, Zirkonkorunden, Spinellkorunden, Siliciumcarbid, Borcarbid, Bornitrid, Diamant, Ruby, Flint, Schmirgel oder Gemischen dieser Schleifkörner zur Anwendung gelangen. Auch Agglomeratschleif-körner oder Schleifkörner, die auf verschiedene an sich bekannte Art hergestellt sind, können auf die Grundbindemittel-Muster aufgebracht werden.

Nach dem Auftragen des Schleifkornes auf das Grundbindemittel, das mit einer Schablone auf den flexiblen Träger aufgebracht wurde, wird das so hergestellte Schleifmittel getrocknet und/oder gehärtet. Nach dieser Fixierung des Kornes durch Trocknen und/oder Härten des Grundbindemittels kann zwecks besserer Einbettung und Befestigung des Kornes eine zweite Bindemittelschicht, die sogenannte Deckbindemittelschicht, aufgetragen werden, die nach dem üblichen Aufbringen ebenfalls in üblicher Weise getrocknet und/oder gehärtet wird.

Die Beispiele erläutern die Erfindung:

Beispiel 1

Auf ein Schleifmittelpapier mit einem m2-Gewicht von 230 g wurde mittels einer Rundschablone mit Innenrakel das Grundbindemittel rasterförmig aufgetragen. Das Grundbindemittel wurde aus 200 Teilen eines Phenolresols (Festkörper: 70%, Viskosität: 800 mPa s), 7 Teilen Kreidepulver und einem Teil einer hochdispersen Kieselsäure (Aerosil 200 der Degussa AG) durch Mischen im Dissolver hergestellt. Die verwendete Rundschablone wies eine Breite von 400 mm, einen Durchmesser von 204 mm und eine Wandstärke von 0,22 mm auf. Die kreisförmigen Löcher hatten einen Durchmesser von 0,45 mm und bedeckten in regelmässiger Anordnung 18% der Schablonenfläche.

Das mit dieser Schablone erzeugte, noch bindefahige Harzmuster wurde im elektrostatischen Feld mit Korund (97% A12Oj) der Körnung P60 (FEPA-Norm) bestreut und im Umluftofen während 20 min bei von 80 °C bis 120 °C steigender Temperatur getrocknet. Das Deckbindemittel wurde aus 50 Teilen eines Phenolresols (Festkörper: 71 %, Viskosi-

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tat: 1000 mPa s), 35 Teilen Kreidepulver und 4 Teilen Wasser im Dissolver hergestellt, mit einer Gummiwalze aufgetragen und im Ofen während 4 h bei von 70 °C bis 120 °C steigender Temperatur getrocknet und gehärtet.

Das auf diese Weise hergestellte Schleifmittel eignet sich als Schleifband, insbesondere zum Schleifen von Holz, wobei das Band auch nach längerer Einsatzzeit wenig zusetzt und insbesondere noch vergleichsweise hohe Abtragsleistung und Schnittigkeit zeigt.

Beispiel 2

Auf ein appretiertes, mittelflexibles Schleifmittelgewebe wurde mittels einer Rundschablone mit Innenrakel das

Grundbindemittel von Beispiel 1 rasterförmig aufgetragen und mit Korund P36 (FEPA-Norm) bestreut.

Es wurde eine ähnliche Rundschablone wie im Beispiel 1 verwendet, jedoch mit einem Durchmesser der kreisförmigen Löcher von 1 mm und einem Flächenanteil der Löcher von 25%. Zur besseren Verankerung der Körner wurde ebenfalls eine zweite Bindemittelschicht aus einem mit Kreide gefüllten Phenolresolharz aufgetragen, getrocknet und gehärtet.

Aus diesem Schleifmittel hergestellte Schleifbänder haben sich im Metallschliff bewährt, insbesondere neigen die Bänder beim Schleifen von Aluminium vergleichsweise weniger zum Zustopfen, während beim Schleifen von Stahl vor allem die relativ konstante Abtragsleistung während der gesamten Schleifzeit auffallt.

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Claims

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1. Verfahren zur Herstellung flexibler Schleifmittel, wobei das Grundbindemittel in geometrisch angeordneten Mustern auf flexibler Unterlage mittels einer Rundschablone aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass

(b) mit einem Innenrakel aus der Rundschablone aufgetragen wird,

(c) die Wandstärke der Rundschablone zwischen 0,08 und 1 mm liegt,

(d) die Schablone Löcher aufweist, deren Durchmesser 0,05 bis 3 mm beträgt,

(f) nach Auftrag des Grundbindemittels das Schleifkorn aufgebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Rundschablone mit einer Wandstärke von zwischen 0,1 und 0,25 mm einsetzt.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schleifkorn auf das noch bindefähige Harzmuster des aufgedruckten Grundbindemittels gestreut und dann getrocknet und/oder gehärtet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rundschablone mit Löchern eines Durchmessers im Bereich von 0,06 bis 1 mm eingesetzt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Schleifkorn eines mittleren Durchmessers im Bereich von 75 bis 750 um aufgebracht wird.