EP3403765B1 - Verbundunterlage für schleifmittel - Google Patents

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EP3403765B1
EP3403765B1 EP17172052.7A EP17172052A EP3403765B1 EP 3403765 B1 EP3403765 B1 EP 3403765B1 EP 17172052 A EP17172052 A EP 17172052A EP 3403765 B1 EP3403765 B1 EP 3403765B1
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EP
European Patent Office
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composite support
support according
textile structure
composite
sheetlike textile
Prior art date
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Active
Application number
EP17172052.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP3403765A1 (de
Inventor
Peter PUTTRUS
Jan Petersen
Martin Reichstein
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hermes Schleifmittel GmbH and Co KG
Original Assignee
Hermes Schleifmittel GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hermes Schleifmittel GmbH and Co KG filed Critical Hermes Schleifmittel GmbH and Co KG
Priority to EP17172052.7A priority Critical patent/EP3403765B1/de
Publication of EP3403765A1 publication Critical patent/EP3403765A1/de
Application granted granted Critical
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D11/00—Constructional features of flexible abrasive materials; Special features in the manufacture of such materials
    • B24D11/001—Manufacture of flexible abrasive materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D3/00—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
    • B24D3/001—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as supporting member
    • B24D3/002—Flexible supporting members, e.g. paper, woven, plastic materials

Definitions

  • the invention relates to a composite backing for abrasives comprising a paper backing and a fabric bonded thereto.
  • the subject matter of the invention is also an abrasive on a backing and an abrasive belt based on the composite backing according to the invention.
  • Coated abrasives are grinding tools such as grinding belts or grinding wheels. They have a backing coated with binder and abrasive grain. Customary backings consist of paper, fleece, woven fabric, knitted fabric, polymer film or combinations thereof. Underlays are selected for the specific use. Important requirements here are tear resistance, dimensional stability, tear resistance and surface quality. Furthermore, an underlay is exposed to high loads during use, for example tensile, compressive and shearing loads, in particular when absorbing grinding forces and the driving forces of the grinding machine.
  • a typical failure pattern particularly in the case of abrasive belts with a paper backing, is tearing in the edge zone, usually orthogonal to the running direction. The crack propagates across the width and leads to failure of the grinding belt.
  • paper is a very suitable base because it combines a high surface quality with sufficient dimensional stability and tensile strength.
  • paper sanding belts are used for a wide Range of applications used, also for woodworking with wide belting and high drive power. The problem here, however, is the often insufficient tear resistance as a limiting factor for the duration of use.
  • paper underlays were combined with other underlays by laminating them in a positive and non-positive manner. Combinations of paper and fabric are common, but also of paper and non-woven fabric or scrims. Corresponding constructions are for example in the DE OS 23 33980 disclosed.
  • the present invention is based on the object of creating a composite underlay of the type mentioned at the outset which has good tear resistance and makes do with a small proportion of textile reinforcing material.
  • the invention solves this problem with a composite base of the type mentioned in that the basis weight of the textile fabric is 30% or less of the basis weight of the paper base; and that the elongation at break of the textile fabric is at least 35% transversely to the intended machine direction of the composite base.
  • the composite backing comprises a paper backing and a fabric bonded thereto.
  • Textile fabrics are, for example, knitted fabrics, knitted fabrics, or woven fabrics fleeces.
  • the connection between the paper base and the textile fabric takes place over the entire surface, preferably over the entire surface.
  • the envisaged working direction is that main effective direction in which an abrasive, abrasive tool or abrasive belt based on the composite base according to the invention is to be used.
  • the intended working direction is the direction of advance of this grinding belt in operation.
  • the elongation at break of the textile fabric is determined on the fabric itself, not on the finished composite.
  • the underlay according to the invention dispenses with such a heavily dimensioned fabric.
  • a light, textile fabric is glued to the paper in a flexible/plastically deformable manner, the fabric having a high elongation at break, ie it only breaks when it is stretched to a considerable extent. If the edge of an abrasive belt laminated in this way is subjected to a high tearing load, the threads of the textile fabric withstand the load without threads or groups of threads tearing. Rather, the forces introduced cause on the one hand an elongation or deformation of the textile fabric, for example, by stretched or meshes curved thread courses are stretched.
  • the textile fabric is preferably glued plastically or elastically, which is why it can be moved on the paper base. Furthermore, the bonding preferably takes place with comparatively low adhesion, so that threads can become detached from the substrate before they tear. As a result, forces are absorbed by a large number of threads and load peaks for individual threads are reduced.
  • the basis weight of the textile fabric is preferably 10 to 30%, preferably 10 to 20% of the basis weight of the paper backing.
  • the tear resistance of the paper backing can thus be significantly improved with relatively little use of textile material.
  • the basis weight of the textile fabric is preferably 30 to 150 g/m 2 , preferably 50 to 100 g/m 2 .
  • the elongation at break of the textile fabric transverse to the intended working direction of the composite base is preferably 35 to 200%, more preferably 60 to 180%, more preferably 100 to 150%. Such an elongation at break allows a higher absorption of force and thus an improvement in the resistance of the paper backing to tear propagation.
  • the breaking load of the textile fabric transverse to the intended working direction of the composite base is preferably 50 to 200 N/50 mm, more preferably 100 to 200 N/50 mm. In particular in combination with the described extensibility, this enables the paper backing to be effectively secured against further tearing or tearing.
  • the paper backing and the textile fabric connected to it are preferably glued. This allows the paper backing and the textile fabric to be bonded over a large area, as well as an effective transfer of force from the paper backing to this fabric.
  • Suitable adhesives ensure that the textile fabric is bound elastically/plastically to the paper base.
  • elastic / plastic integration is understood that the corresponding structural elements are connected to each other by means of an adhesive, but under the action of z.
  • tensile, compressive or shear forces allow relative movement between the structural elements without destroying the bond between them. This is contrasted with ductile or brittle fracture, where fracture occurs with little deformation.
  • the adhesive systems are preferably based on polymerizable plastics.
  • Plastics are divided into plastomers (thermoplastics), elastomers and duromers.
  • Thermosets are highly crosslinked and have many inelastic connections. This means that they have a hard, solid or hard-elastic mechanical behavior. This is the same up to the decomposition temperature.
  • Plastomers can be amorphous or partially crystalline. Their behavior is temperature dependent.
  • the properties at room temperature (RT) over the application temperature range (RT up to approx. 90°C) as an abrasive belt up to the production of abrasives (up to 130°) vary greatly depending on the temperature.
  • the properties can range from soft elastic to elastic can be adjusted from plastic to rigid ( H.Buyer, Working with Plastics, Springer Verlag, 1978, p.28ff .).
  • Elastomers are divided into thermoplastic or crosslinked elastomers. The properties can be described as reversible plastic or rubber-elastic.
  • plastomers and elastomers or mixtures which have an adhesive strength at temperatures of up to 130° C. in order to withstand the mechanical stresses during production and an adhesive strength of up to 90° C. in order to absorb the mechanical stresses during grinding use.
  • This system should allow elastic and/or plastic deformation in order to obtain the desired higher elongation at break.
  • suitable adhesives are polyurethanes (polyether and/or polyester polyurethanes), synthetic or natural rubbers (IR, SBR, NBR) and poly(meth)acrylates.
  • Abrasive is applied to the composite backing of the present invention. This is often done with duromer-based binders. Under certain circumstances, this can impair desired properties such as elongation at break. According to the invention, it may therefore be possible to bind the abrasive with other binder systems based on elastomers or plastomers.
  • a thermoplastic polyurethane system for example, can be used to obtain the appropriate plastic-elastic properties.
  • a reactive binder system can be used, which crosslinks the plastic system after application.
  • the adhesive preferably has a modulus of elasticity (determined according to DIN EN ISO 527) of 5 to 500 N/mm 2 , more preferably 5 to 250 N/mm 2 , more preferably 5 to 100 N/mm 2 .
  • Elastomers that are preferably used have an elongation at break of 5 to 100 N/mm 2 .
  • the adhesive preferably has an elongation at break (determined according to DIN EN ISO 527) of 100 to 800%, preferably 300 to 600%.
  • the adhesive also preferably has a peel adhesion at 90° C. and a 90° peel angle of at least 30 N/50 mm.
  • the surface application of the adhesive can be in the range from 15 to 50 g/m 2 , preferably 20 to 35 g/m 2 .
  • the textile fabric used according to the invention preferably has threads made from synthetic polymers.
  • the use of cotton or other cellulosic fibers is less preferred due to the risk of cellulosic embrittlement by phenol-formaldehyde resins of the grain binder layer during abrasive application.
  • the textile fabric preferably has no straight thread courses or only slightly curved thread courses. Strongly curved thread courses and/or a high elongation at break of the fibers used, such as elastomer fibers, are preferred. Knitted fabrics (knitted fabrics, crocheted fabrics, Raschel fabrics, etc.) are preferably suitable. Fleeces are also generally suitable. Fabrics with elastomer fibers in the weft (transverse direction) are also suitable. Prefers the alignment of textile structural elements is not parallel to the edge (working direction) of the composite underlay.
  • the textile fabric preferably has structural elements made of threads which run at an angle of 20-70°, preferably 30-60°, to the longitudinal edge of the composite base.
  • the textile fabric can therefore preferably have meshes or be a knitted fabric.
  • Another object of the invention is a coated abrasive, characterized in that it has a composite backing according to the invention.
  • the abrasive is applied in a manner known in principle from the prior art.
  • a preferred embodiment of the invention is an abrasive belt, preferably a segmented abrasive belt, characterized in that it has a composite base according to the invention.
  • the measurement is carried out according to the following procedure.
  • At least 5 separate test strips for the warp and/or weft direction are to be taken straight from the test sample at least 100 mm from the fabric edge and plucked straight as a thread in the case of gray and finished goods. If the samples cannot be plucked, the sample is to be cut like the finished product.
  • a 10 kN force transducer is to be used on the Instron 4302 tensile testing machine for the test procedure.
  • the individual specimen is to be clamped with its free clamping length in the central area of the clamping jaws in such a way that no distortion is visible in the specimen within the free clamping length.
  • Each sample is stressed to failure.
  • the samples are cut to the sample dimensions of 145 ⁇ 57 mm using guillotine shears.
  • the samples are to be placed in appropriate block molds for adhesion tests (with free tolerance according to DIN 7168-medium) with the surface to be tested facing upwards and fastened therein.
  • a beech wood block with a width of 50 + 0.5 mm, a depth of 25 + 1 mm and a height of 10 + 1 mm is coated with a 2-component adhesive and glued to the sample surface of the mold. During drying, each sample is with a 2 + 0.1 kg metal weight complain.
  • a test sample can also be tested again on the untested non-bonded area.
  • the time between bonding the samples and the adhesion test is at least 12 hours.
  • test temperature is 90°C (Instron temperature chamber model 3119-005 series 9500, residence time 5 min).
  • An Instron Model 4465 Tensile Tester with an Instron MT computer assisted testing program shall be used.
  • the test speed is 100 mm/min.
  • a force transducer of 1 kN is used.
  • test sample is peeled off the wooden block by the pulling upper clamp with the tensile force F in [N].
  • the tensile force F in [N] required to peel the test sample off the wooden block is continuously measured. From this, the average adhesion force is determined with the aid of a computer. The arithmetic mean is formed from the individual test values.
  • An Abrasive Base Paper M85 A-HB(710350) (Kaemmerer Spezialpapiere GmbH, Osnabschreib) is used as the paper backing.
  • the characteristics of this paper pad are as follows: According to: at least Typical values Max. 1.0 Basis Weight: Basis weight EN ISO 536 gsm 2 390 400 410 2.0 Thickness: EN ISO 534 ⁇ m 460 3.0 Density: Density: EN ISO 534 gsm 3 0.870 4.0 Breaking resistance: Tensile strength.: DIN EN ISO 1924-2 I/MD KN/m 46.0 48.0 q/CD KN/m 18.0 22.0 5.0 Elongation at break: Stretch at rupture: DIN EN ISO 1924-2 I/MD % 3.5 q/CD % 8.5 6.0 Tear resistance Elmendorf: Tearing strength: EN ISO 1974 I/MD mN 4,400 5,500 q/CD mN 5,500 6,600 7.0 Water absorption: Water absorption Cobb-Unger DIN EN ISO 535 60sec.
  • a knitted fabric with a filet weave and a basis weight of 60 g/cm 2 is used as the textile fabric.
  • the net-shaped openings which are variable in length, are characteristic of a fillet weave. These arise from the missing cross-connections to the directly adjacent stitches in the respective row of stitches ( 1 ). The number of consecutively missing cross-connections determines the length of the net-shaped opening. This is connected by at least one cross-connection ( 2 ) bounded on both sides.
  • forces represented by arrows produce the net-like Appearance of the greige fabric.
  • longitudinal direction production direction
  • the fillet weave has a lower structural stretch when knitting than in the transverse direction. The larger the net-like opening due to the increased number of missing cross-connections, the greater the structural stretch of the knitted fabric in the cross-direction.
  • the ratio of longitudinal and transverse stretching can be set by selecting a suitable layer.
  • This knitted fabric is laminated onto the paper backing with a reactive PU adhesive (SikaMelt-9603 IS) (area application 25-30 g/m 2 using a hotmelt system).
  • a reactive PU adhesive SikaMelt-9603 IS
  • the measurement results show a high resistance of the composite base according to the invention to tear propagation.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Verbundunterlage für Schleifmittel, die eine Papierunterlage und ein damit verbundenes textiles Flächengebilde aufweist. Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Schleifmittel auf Unterlage sowie ein Schleifband auf Basis der erfindungsgemäßen Verbundunterlage.
  • Schleifmittel auf Unterlage sind Schleifwerkzeuge wie beispielsweise Schleifbänder oder Schleifscheiben. Sie weisen eine Unterlage beschichtet mit Bindemittel und Schleifkorn auf. Übliche Unterlage bestehen aus Papier, Vlies, Gewebe, Gewirke, Polymerfolie oder aus Kombinationen hiervon. Unterlagen werden ausgewählt für die spezifische Verwendung. Wichtige Anforderungen sind hier Reißfestigkeit, Dimensionsstabilität, Einreißfestigkeit und Oberflächenbeschaffenheit. Weiterhin ist eine Unterlage bei der Anwendung hohen Belastungen ausgesetzt, beispielsweise Zug-, Druck- und auch Scherbelastungen, dies insbesondere bei der Aufnahme von Schleifkräften und den Antriebskräften der Schleifmaschine. Ein typisches Versagensmuster insbesondere bei Schleifbändern mit einer Unterlage aus Papier ist das Einreißen in der Randzone, meist orthogonal zur Laufrichtung. Der Riss setzt sich fort über die Breite und führt zum Versagen des Schleifbandes. Generell ist Papier eine gut geeignete Unterlage, denn sie vereint eine hohe Oberflächengüte mit hinreichender Dimensionsstabilität und Zugfestigkeit. Entsprechend werden Papierschleifbänder für ein breites Anwendungsspektrum verwendet, auch für die Holzbearbeitung mit Breitbänderung und hohen Antriebsleistungen. Problematisch ist hier jedoch die oft unzureichende Einreißfestigkeit als begrenzender Faktor für die Anwendungsdauer. Dem Stand der Technik entsprechend wurden Papierunterlagen mit weiteren Unterlagen kombiniert, in dem diese durch Kaschieren form- und kraftschlüssig verbunden wurden. Üblich sind Kombinationen aus Papier und Gewebe, aber auch aus Papier und Vlies bzw. Fadengelegen. Entsprechende Konstruktionen werden beispielsweise in der DE OS 23 33980 offenbart.
  • DE 20 2014 102 523 U1 offenbart eine Schleifvorrichtung zur lösbaren Festlegung an einem Hakenteil eines Klettverschlusses. EP 0 239 126 A2 offenbart ein Nähgewirke als Unterlage für flexible Schleifmittel auf Unterlage.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Verbundunterlage der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine gute Einreißfestigkeit aufweist und mit einem geringen Anteil textilem Verstärkungsmaterial auskommt.
  • Die Erfindung löst diese Aufgabe bei einer Verbundunterlage der eingangs genannten Art dadurch, dass das Flächengewicht des textilen Flächengebildes 30% oder weniger des Flächengewichts der Papierunterlage beträgt; und dass die Bruchdehnung des textilen Flächengebildes quer zur vorgesehenen Arbeitsrichtung der Verbundunterlage wenigstens 35% beträgt.
  • Zunächst seien einige im Rahmen der Erfindung verwendete Begriffe erläutert.
  • Die Verbundunterlage weist eine Papierunterlage und ein damit verbundenes textiles Flächengebilde auf. Textile Flächengebilde sind beispielsweise Maschenware, Gewirke, Gewebe oder Vliese. Die Verbindung zwischen Papierunterlage und textilem Flächengebilde erfolgt flächig, bevorzugt vollflächig.
  • Die vorgesehene Arbeitsrichtung ist diejenige Hauptwirkrichtung, in der ein auf der erfindungsgemäßen Verbundunterlage basierendes Schleifmittel, Schleifwerkzeug bzw. Schleifband verwendet werden soll. Bei einem Schleifband ist die vorgesehene Arbeitsrichtung die Vortriebsrichtung dieses Schleifbandes im Betrieb.
  • Die Bruchdehnung des textilen Flächengebildes wird ermittelt an dem Flächengebilde selbst, nicht an dem fertigen Verbund.
  • Herkömmliche Papierschleifbänder sind meist mit fest verklebten, im Wesentlichen starren Geweben versehen, um einen hinreichenden Einreißschutz zu gewährleisten. Dabei verlaufen Fadenscharen des Gewebes oft parallel oder annähernd parallel zur Kante des Schleifbandes. Bei entsprechender Beanspruchung wird der nähest zur Kante des Schleifbandes gelegene Faden einer erheblichen Zug- bzw. einer Scherbelastung ausgesetzt. Um ein Einreißen und in der Folge ein Weiterreißen zu vermeiden, sind Gewebe im Stand der Technik hinreichend stark dimensioniert.
  • Die erfindungsgemäße Unterlage verzichtet auf ein derart stark dimensioniertes Gewebe. Vielmehr wird auf das Papier ein leichtes, textiles Flächengebilde flexibel/plastisch verformbar aufgeklebt, wobei das Flächengebilde eine hohe Bruchdehnung aufweist, d.h. erst bei einer erheblichen Dehnung bricht. Wird der Rand eines derart kaschierten Schleifbandes einer hohen Einreißbelastung ausgesetzt, so halten die Fäden des textilen Flächengebildes der Belastung stand, ohne dass Fäden oder Fadenscharen reißen. Vielmehr bewirken die eingeleiteten Kräfte einerseits eine Dehnung bzw. Deformation des textilen Flächengebildes, beispielsweise, indem Maschen gedehnt oder bogige Fadenverläufe gestreckt werden. Bevorzugt ist das textile Flächengebilde plastisch oder elastisch verklebt, weshalb dieses auf der Papierunterlage verschoben werden kann. Weiterhin erfolgt die Verklebung bevorzugt mit vergleichsweise geringer Haftung, so dass sich Fäden vor einem Reißen von der Unterlage lösen können. Im Ergebnis werden Kräfte von einer Vielzahl von Fäden aufgenommen und Belastungsspitzen für einzelne Fäden abgeschwächt.
  • Bevorzugt beträgt das Flächengewicht des textilen Flächengebildes 10 bis 30%, vorzugsweise 10 bis 20% des Flächengewichts der Papierunterlage. Die Einreißfestigkeit der Papierunterlage kann so mit einem verhältnismäßig geringen Einsatz textilen Materials deutlich verbessert werden.
  • Bevorzugt beträgt das Flächengewicht des textilen Flächengebildes 30 bis 150 g/m2, vorzugsweise 50 bis 100 g/m2.
  • Die Bruchdehnung des textilen Flächengebildes quer zur vorgesehenen Arbeitsrichtung der Verbundunterlage beträgt bevorzugt 35 bis 200%, weiter vorzugsweise 60 bis 180%, weiter vorzugsweise 100 bis 150%. Eine solche Bruchdehnung ermöglicht eine höhere Kraftaufnahme und damit eine Verbesserung der Beständigkeit der Papierunterlage gegen Weiterreißen.
  • Bevorzugt beträgt die Bruchlast des textilen Flächengebildes quer zur vorgesehenen Arbeitsrichtung der Verbundunterlage 50 bis 200 N/50 mm, weiter vorzugsweise 100 bis 200 N/50 mm. Dies ermöglicht, insbesondere in Kombination mit der beschriebenen Dehnbarkeit, eine wirkungsvolle Sicherung der Papierunterlage gegen Weiterreißen bzw. Einreißen.
  • Bevorzugt sind die Papierunterlage und das damit verbundene textile Flächengebilde verklebt. Dies erlaubt eine flächige Verbindung von Papierunterlage und textilem Flächengebilde sowie eine wirkungsvolle Kraftableitung aus der Papierunterlage in dieses Flächengebilde.
  • Geeignete Klebstoffe gewährleisten eine elastische/plastische Einbindung des textilen Flächengebildes auf der Papierunterlage. Unter elastischer/plastischer Einbindung wird verstanden, dass die entsprechenden Strukturelemente mittels eines Klebstoffes miteinander verbunden sind, jedoch unter Beaufschlagung von z. B. Zug-, Druck- oder Scherkräften eine Relativbewegung zwischen den Strukturelementen zulassen, ohne dass der Verbund zwischen diesen zerstört wird. Im Gegensatz dazu ist der duktile oder spröde Bruch zu sehen, bei dem es nur mit geringen Verformung zum Bruch kommt.
  • Die Klebstoffsysteme basieren bevorzugt auf polymerisierbaren Kunststoffen. Die Kunststoffe werden unterteilt in Plastomere (Thermoplaste), Elastomere und Duromere.
  • Duromere sind stark vernetzt und haben viele unelastische Verbindungen. Damit haben sie ein hartes, festes oder auch als hartelastisches mechanisches Verhalten. Dieses ist bis zur Zersetzungstemperatur gleich.
  • Plastomere können amorph oder teilkristallin sein. Ihr Verhalten ist temperaturabhängig. Die Eigenschaften bei Raumtemperatur (RT) über den Anwendungstemperaturbereich (RT bis ca. 90°C) als Schleifband bis hin zur Schleifmittelherstellung (bis 130°) sind temperaturabhängig sehr unterschiedlich. Die Eigenschaften können von weichelastisch über elastisch über plastisch bis starr eingestellt werden (H. Käufer, Arbeiten mit Kunststoffen, Springer Verlag, 1978, S.28ff.).
  • Elastomere werden in thermoplastische oder vernetzte Elastomere unterschieden. Die Eigenschaften können als reversible plastisch oder auch als gummielastisch bezeichnet werden.
  • Erfindungsgemäß bevorzugt sind Plastomere und Elastomere oder Mischungen, die bei Temperaturen bis 130 °C eine Haftfestigkeit aufweisen um die mechanischen Beanspruchungen bei der Herstellung, und bis 90°C eine Haftfestigkeit aufweisen um die mechanische Beanspruchung beim Schleifeinsatz aufzunehmen. Dieses System sollte eine elastische und/oder plastische Verformung zulassen um die gewünschte höhere Bruchdehnung zu erhalten.
  • Geeignete Klebstoffe sind bspw. Polyurethane (Polyether- oder/und Polyester-Polyurethane), synthetische oder natürliche Kautschuke (IR, SBR, NBR) und Poly(meth)acrylate.
  • Auf die erfindungsgemäße Verbundunterlage wird Schleifmittel aufgebracht. Dies erfolgt häufig mit Duromer-basierten Bindemitteln. Dies kann unter Umständen erwünschte Eigenschaften wie zum Beispiel Bruchdehnung beeinträchtigen. Erfindungsgemäß kann es daher möglich sein, das Schleifmittel mit anderen Bindemittelsystemen auf Elastomer- oder Plastomer-Basis zu binden. Um die geeigneten plastisch-elastischen Eigenschaften zu erhalten, kann bspw. ein thermoplastisches Polyurethan System eingesetzt werden.
  • Damit die Festigkeiten des Trägerverbundes während der Herstellung des Schleifmittels und bei der Anwendung des Schleifmittels nicht bspw. Wärmeeinwirkung beeinträchtigt werden, kann ein reaktives Bindemittel-System eingesetzt werden, das nach dem Auftragen das Kunststoffsystem vernetzt.
  • Bevorzugt weist der Klebstoff einen E-Modul (ermittelt nach DIN EN ISO 527) von 5 bis 500 N/mm2, weiter vorzugsweise 5 bis 250 N/mm2, weiter vorzugsweise 5 bis 100 N/mm2 auf. Bevorzugt eingesetzte Elastomere weisen eine Bruchdehnung von5 bis 100 N/mm2 auf.
  • Bevorzugt weist der Klebstoff eine Bruchdehnung (ermittelt nach DIN EN ISO 527) von 100 bis 800%, vorzugsweise 300 bis 600% auf.
  • Ebenfalls bevorzugt weist der Klebstoff eine Schälhaftung bei 90°C und 90° Abzugswinkel von wenigstens 30 N/50 mm auf.
  • Der Flächenauftrag des Klebstoffs kann erfindungsgemäß im Bereich 15 bis 50 g/m2, vorzugsweise 20 bis 35 g/m2 liegen.
  • Das erfindungsgemäß verwendete textile Flächengebilde weist bevorzugt Fäden aus synthetischen Polymeren auf. Die Verwendung von Baumwolle oder anderen Zellulosefasern ist weniger bevorzugt, da die Gefahr der Versprödung von Zellulose durch Phenol-Formaldehydharze der Korn-Bindemittelschicht im Zuge des Aufbringen von Schleifmittel besteht.
  • Bevorzugt weist das textile Flächengebilde keine geraden oder nur leicht bogige Fadenverläufe auf. Bevorzugt sind stark gekrümmte Fadenverläufe oder/und eine hohe Bruchdehnung der verwendeten Fasern wie bspw. Elastomerfasern. Geeignet sind vorzugweise Maschenwaren (Gewirke, Gestricke, Raschelwaren etc.) Auch Vliese sind generell geeignet. Ebenfalls geeignet sind Gewebe mit Elastomerfasern im Schuss (Querrichtung). Bevorzugt erfolgt die Ausrichtung von textilen Strukturelementen nicht parallel zur Kante (Arbeitsrichtung) der Verbundunterlage. Bevorzugt weist das textile Flächengebilde Strukturelemente aus Fäden auf, die in einem Winkel von 20-70°, vorzugsweise 30-60° zur Längskante der Verbundunterlage verlaufen.
  • Das textile Flächengebilde kann demnach bevorzugt Maschen aufweisen bzw. ein Gewirke sein.
  • Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Schleifmittel auf Unterlage, dadurch gekennzeichnet, dass es eine erfindungsgemäße Verbundunterlage aufweist. Das Aufbringen des Schleifmittels erfolgt in grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannter Art und Weise.
  • Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist ein Schleifband, vorzugsweise ein segmentiertes Schleifband, dadurch gekennzeichnet, dass es eine erfindungsgemäße Verbundunterlage aufweist.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
    • Fig. 1 bis 3 schematisch ein als textiles Flächengebilde verwendbares Lochfiletgewirke;
    • Fig. 4 schematisch eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Verbundunterlage.
    Messung von Bruchdehnung und Bruchlast
  • Die Messung erfolgt nach der folgenden Verfahrensvorschrift.
  • Es sind mindestens 5 Probenstreifen getrennt für Kett- und/oder Schussrichtung wenigstens 100 mm vom Geweberand entfernt fadengerade aus dem Prüfmuster zu entnehmen und bei Rohware und ausgerüsteter Ware fadengerade zu zupfen. Ist kein Zupfen der Proben möglich, ist die Probe wie Fertigware zuzuschneiden.
  • Für das Prüfverfahren ist an der Zugprüfmaschine Instron 4302 ein Kraftaufnehmer 10 kN einzusetzen. Die einzelne Probe ist mit ihrer freien Einspannlänge so im Mittelbereich der Klemmbacken einzuspannen, dass kein Verzug innerhalb der freien Einspannlänge in der Probe sichtbar ist. Jede Probe wird bis zum Bruch beansprucht.
  • Folgende Kennwerte der Proben werden jeweils von mindestens S Einzelmessungen ermittelt:
    • arithmetischer Mittelwert der Bruchkraft in [N]
    • arithmetischer Mittelwert der Bruchdehnung in [%]
    Messung der Schälhaftung
  • Die Proben werden mit der Schlagschere auf das Probenmaß 145 × 57 mm zugeschnitten. Die Proben sind in entsprechende Klötzchenformen für Haftungstests (mit Freimaßtoleranz nach DIN 7168-mittel) mit der zu prüfenden Oberfläche nach oben einzulegen und darin zu befestigen. Ein Buchenholzklötzchen mit der Breite von 50 + 0,5 mm, der Tiefe von 25 + 1 mm und der Höhe von 10 + 1 mm wird mit einem 2-Komponenten-Kleber eingestrichen und in die Probenoberfläche der Form geklebt Während der Trocknung ist jede Probe mit einem 2 + 0,1 kg Metallgewicht zu beschweren. Ein Prüfmuster kann ebenfalls erneut auf der ungeprüften nicht verklebten Fläche geprüft werden.
  • Die Zeit zwischen Verklebung der Proben und der Haftungsprüfung beträgt mindestens 12 h.
  • Die Prüftemperatur beträgt 90°C (Instron-Temperaturkammer Modell 3119-005 Serie 9500, Verweilzeit 5 min).
  • Es ist eine Zugprüfmaschine Instron Modell 4465 mit einem computerunterstützten Instron-MT-Prüfprogramm zu verwenden. Die Prüfgeschwindigkeit beträgt 100 mm/min. Ein Kraftaufnehmer von 1 kN wird eingesetzt.
  • Durch die ziehende obere Spannklemme mit der Zugkraft F in [N] erfolgt das Abschälen der Prüfprobe vom Holzklötzchen.
  • Es wird die Zugkraft F in [N] fortlaufend gemessen, die notwendig ist, um die Prüfprobe vom Holzklötzchen abzuschälen. Daraus wird die durchschnittliche Adhäsionskraft rechnergestützt ermittelt. Aus den einzelnen Prüfwerten wird der arithmetische Mittelwert gebildet.
    • Herstellungsbeispiel
  • Als Papierunterlage wird ein Abrasive Base Paper M85 A-HB(710350) (Fa. Kämmerer Spezialpapiere GmbH, Osnabrück) eingesetzt. Die Eigenschaften dieser Papierunterlage sind wie folgt:
    According to: min. Typical Values max.
    1.0 Flächengewicht: Basis weight DIN EN ISO 536 g/m2 390 400 410
    2.0 Dicke: Thickness: DIN EN ISO 534 µm 460
    3.0 Rohdichte: Density: DIN EN ISO 534 g/m3 0,870
    4.0 Bruchwiderstand: Tensile strength.: DIN EN ISO 1924-2 I/MD KN/m 46,0 48,0
    q/CD KN/m 18,0 22,0
    5.0 Bruchdehnung: Stretch at rupture: DIN EN ISO 1924-2 I/MD % 3,5
    q/CD % 8,5
    6.0 Durchreißwiderstand Elmendorf: Tearing strength: DIN EN ISO 1974 I/MD mN 4.400 5.500
    q/CD mN 5.500 6.600
    7.0 Wasseraufnahme: Water absorption Cobb-Unger DIN EN ISO 535 60sec.
    7.1 Kornseite / Gritside: 105°C /5 min KS/GS g/m2 30 48
    7.2 Druckseite / Printside: 105°C/5min DS/PS g/m2 30 48
    8.0 Porosität: Porosity:
    8.1 Bendtsen ISO 5636-3 ml/min 25
    8.2 SCAN: SCAN-P 26 cm3/s m2 2500
    8.3 Gurley ISO 5636-5 s/100ml 460
    9.0 Spaltfestigkeit: ASTM F 904 N/cm 1,60 1,90
    Ply adhesion:
    10.0 Glätte Bekk Kornseite: Smoothness Gritside: DIN 53107 KS GS s 8 15
    10.1 Glätte Bekk Druckseite: Smoothness Printside: DIN 53107 DS PS s 5 10
    11.0 Saughöhe: Capillary rise: DIN ISO 8787 I/MD mm/10min 0
    q/CD mm/10min 0
    12.0 Oberflächenwiderstand: Surface resistivity: DIN lEC 60093/60167 KS/GS DS/PS Ohm 1*108
    13.0 Feuchte abs.: Moisture content: DIN EN ISO 20287 % 6,0
    14.0 Prüfklima: Testing climate: DIN EN 20187 23-50
  • Als textiles Flächengebilde wird ein Gewirke mit einer Filetbindung und einem Flächengewicht von 60 g/cm2 verwendet.
  • Charakteristisch für eine Filetbindung sind die in ihrer Länge variablen netzförmigen Öffnungen. Diese entstehen durch die fehlenden Querverbindungen zu den in der jeweiligen Maschenreihe direkt angrenzenden Maschen (Fig. 1). Die Anzahl der in Folge fehlenden Querverbindungen bestimmt die Länge der netzförmigen Öffnung. Diese wird durch mindestens je eine Querverbindung (Fig. 2) an beiden Seiten begrenzt. Die in Fig. 2 und 3 durch Pfeile dargestellten Kräfte erzeugen das netzartige Aussehen des Rohgewirkes. Die Filetbindung weist in Richtung der Maschenstäbchen = Längsrichtung = Produktionsrichtung beim Wirken eine geringere Konstruktionsdehnung auf als in Querrichtung. Je größer die netzartige Öffnung durch die erhöhte Anzahl der fehlenden Querverbindungen ausfällt, desto größer fällt die Konstruktionsdehnung des Gewirkes in Querrichtung aus. Durch eine geeignete Wahl der Legung lässt sich das Verhältnis zu Längs- und Querdehnung einstellen.
  • Diese Gewirke wird mit einem reaktiven PU-Kleber (SikaMelt-9603 IS) auf die Papierunterlage aufkaschiert (flächiger Auftrag 25-30 g/m2 über Hotmelt Anlage).
  • Fig. 4 zeigt die fertige Verbundunterlage mit der Ausrichtung des Gewirkes in Bezug auf den Kantenverlauf (unterer Bildrand). Die beim Einreißen auftretende Kraft trifft nicht rechtwinklig, sondern schrägt auf die Maschen des Gewirkes und begünstigt damit eine elastische/plastische Deformation.
    • Einreißversuch
  • Von der erfindungsgemäßen Verbundunterlage werden Muster mit den Maßen 8 × 16 cm zugeschnitten und 5 cm mittig eingeschnitten. Die Muster werden in eine Zugmaschine eingespannt und einem Schenkelweiterreißversuch unterzogen. Die wiedergegebenen Messergebnisse sind der Mittelwert aus je drei Einzelmessungen.
    Abzugsgeschwindigkeit: 100 mm/min
    Messlänge: 75 mm
    Weiterreißfestigkeit in Längsrichtung: 15,1 N
    Weiterreißfestigkeit in Querrichtung: 14,0 N
  • Die Messergebnisse zeigen eine hohe Beständigkeit der erfindungsgemäßen Verbundunterlage gegen Weiterreißen.

Claims (15)

  1. Verbundunterlage für Schleifmittel, die eine Papierunterlage und ein damit verbundenes textiles Flächengebilde aufweist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
    a. das Flächengewicht des textilen Flächengebildes beträgt 30% oder weniger des Flächengewichts der Papierunterlage,
    b. die Bruchdehnung des textilen Flächengebildes quer zur vorgesehenen Arbeitsrichtung der Verbundunterlage beträgt wenigstens 35%.
  2. Verbundunterlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Flächengewicht des textilen Flächengebildes 10 bis 30%, vorzugsweise 10 bis 20% des Flächengewichts der Papierunterlage beträgt.
  3. Verbundunterlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Flächengewicht des textilen Flächengebildes 30 bis 150 g/m2, vorzugsweise 50 bis 100 g/m2 beträgt.
  4. Verbundunterlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bruchdehnung des textilen Flächengebildes quer zur vorgesehenen Arbeitsrichtung der Verbundunterlage 35 bis 200%, vorzugsweise 60 bis 180%, weiter vorzugsweise 100 bis 150% beträgt.
  5. Verbundunterlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bruchlast des textilen Flächengebildes quer zur vorgesehenen Arbeitsrichtung der Verbundunterlage 50 bis 200 N/50 mm, vorzugsweise 100 bis 200 N/50 mm beträgt.
  6. Verbundunterlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Papierunterlage und das damit verbundene textile Flächengebilde verklebt sind.
  7. Verbundunterlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff einen E-Modul von 5 bis 500 N/mm2, vorzugsweise 5 bis 250 N/mm2, weiter vorzugsweise 5 bis 100 N/mm2 aufweist.
  8. Verbundunterlage nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff eine Bruchdehnung von 100 bis 800%, vorzugsweise 300 bis 600% aufweist.
  9. Verbundunterlage nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff eine Schälhaftung bei 90°C und 90° Abzugswinkel von wenigstens 30 N/50 mm aufweist.
  10. Verbundunterlage nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Flächenauftrag des Klebstoffs 15 bis 50 g/m2, vorzugsweise 20 bis 35 g/m2 beträgt.
  11. Verbundunterlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das textile Flächengebilde Maschen aufweist.
  12. Verbundunterlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das textile Flächengebilde ein Gewirke ist.
  13. Verbundunterlage nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
    dadurch gekennzeichnet, dass das textile Flächengebilde Strukturelemente aus Fäden aufweist, die in einem Winkel von 20-70°, vorzugsweise 30-60° zur Längskante der Verbundunterlage verlaufen.
  14. Schleifmittel auf Unterlage, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Verbundunterlage nach einem der Ansprüche 1 bis 13 aufweist.
  15. Schleifband, vorzugsweise segmentiertes Schleifband,
    dadurch gekennzeichnet, dass es eine Verbundunterlage nach einem der Ansprüche 1 bis 13 aufweist.
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