DE2312052A1

DE2312052A1 - Schleifmittel

Info

Publication number: DE2312052A1
Application number: DE2312052A
Authority: DE
Inventors: Heinz Dipl Chem Dr Lukowski
Original assignee: Feldmuehle Anlagen und Produktion GmbH
Current assignee: Feldmuehle Anlagen und Produktion GmbH
Priority date: 1973-03-10
Filing date: 1973-03-10
Publication date: 1974-09-12
Also published as: BE812076A; CH576312A5; NL7403140A; FR2220349A1; US3926585A; GB1468238A; IT1005632B; FR2220349B1

Description

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+IANS UHLMANN

fATENTANWAlT

VIERSEN/RHLD. 2312052 HtNtUFlSOA

Anmelder: Feldmühle Anlagen- und Produktions^esellschaft mit beschränkter Haftune, 4- Düsseldorf-Oberkassel, Frits-Vomfelde-Platz 4

Anlage zur Eingabe vom 9«3»197?
Pat/1? - ?8 VvR-Hx.

Schleifmittel.

Die Erfindung betrefft ein Schleifen ttel, dessen Schleifkorn durch mindestens eine Bindemittelschicht mit der Unterlage verbunden ist, insbesondere Schleifbander im Peinkombereich zur Bearbeitung von weichen Nichteisenmetallen und deren Legierungen.

Unter dem Besrriff Schleifmittel auf Unterlage, versteht man neben den beschichteten Schleifkörpern die allgemein üblichen Schleifblätter und insbesondere die Schleifbänder. Bei all diesen Materialien trifft dio Bearbeitung von weichen Nichteisenmetallen und deren Le^iernneren «uf größere Schwierigkeiten, da diese Metalle schmieren und die Schleifmittel sehr schnell zu<?etüen. Die Erscheinens¹ tritt bei allen genannten Schleifmitteln, wie «veh bei allen weichen Nichteisenmetallen und deren Legierungen auf. Sie wird daher zur Vereinfachung nachstehend,ohne die Erfindung darauf zu beschränken, am Beispiel des Aluminiums als weiches Nichteisenmetall und der Schleifbänder als Schleifmittel abgehandelt.

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Beim Schleifen von Aluminium setzt sich das Schleifband sehr schnell zu und wird damit unbrauchbar, ohne daß das Band als solches verbraucht oder das Trägermaterial beschädigt wird. Man hat daher bisher versucht, durch Zusatz von Schleif ölen oder Schleifpasten, die auf die Schleifbänder aufgetragen wurden, die Schleifleistung zu erhöhen. Ein befriedigendes Ergebnis wurde damit jedoch nicht erhalten, da einmal die Pasten, öle u.dgl. durch das Umlaufen des Bandes vom Band sofort abgeschleudert wurden, so daß sich dadurch ein hoher Bedarf an diesen Schleifhilfsmitteln ergab, zum anderen ergab sich eine erhebliche Verschmatzung der Umgebung durch abgeschleudertes Material. Letzlich war auch die Schleifleistung unbefriedigend. So ergab beispielsweise das in der US-PS 3 676 o92 beschriebene Verfahren des Auftragens von festem Ghlorparaffin auf die fertige Schleifmittelbahn nur eine Erhöhung der Schleifleistung um ca. 5o %.

Aus der älteren US-PS 3 o4-2 5o8 sind Schleifmittel auf Metallunterlage bekanntgeworden, auf die eine Schicht aus Polytetrafluoräthylen oder ähnlichen Materialien aufgesintert worden ist. Das Schleifkorn ist in diesem lall auf Metallträger aufgelötet, wobei als Lot beispielsweise Kupfer eingesetzt wird, so daß sowohl das "Bindemittel" als auch das Trägermaterial die relativ hohen Sintertemperaturen, die zur Erzielung einer Schicht aus Polytetrafluoräthylen erforderlich sind, verträgt. Das so erhaltene Schleifmittel weist zwar gute Schleifeigenschaften auf, ist je doch, nicht flexibel genug, um als Schleifband eingesetzt werden zu können, und hat ferner den Nachteil eines erheblichen Aufwandes an teuren Rohstoffen.

Aus der US-PS 2 893 854 ist ein Schleifmittel bekannt, das eine zusätzliche Schicht aus Äthylzellulose, Metallseifen

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und Füllstoff enthält. Gegenüber unbeschichteten Materialien tritt zwar eine gewisse Verbesserung der Schleifleistung ein, doch setzt sich auch dieses Band nach relativ kurzer Zeit wieder zu, so daß es nicht mehr weiter verwendet werden kann. Das ist vermutlich darauf zurückzuführen, daß die Metallseifen sich mit ÄthylZellulose nicht fest genug mit Kornbindemittel und Trägermaterial verbinden lassen, so daß nach einigen Umläufen des Schleifbandes diese Beschichtung zerstört ist. Mit diesen Schleifmitteln wird deshalb auch nur Lack und Kunststoff geschliffen,

Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten Schleifmittel zu vermeiden und ein Schleifmittel zu schaffen, das bei relativ geringem zusätzlichem Aufwand eine Schleifleistung aufweist, die das Vielfache der herkömmlichen Schleifleitstung, bezogen auf weiche Nichteisenmetalle, beträgt, Diese technische Aufgabe wird gelöst durch ein Schleifmittel, dessen Schleifkorn durch mindestens eine Bindemittelschicht mit der Unterlage verbunden ist, insbesondere Schleifbänder im Feinkornbereich zur Bearbeitung von weichen Nichteisenmetallen und deren Legierungen mit dem kennzeichnenden Merkmal, daß das Schleifmittel mit einer Deckschicht überzogen ist, die aus einer Dispersion von 1 bis 5 Teilen Bindemittel und 5 bis o,5 Gewichtsteilen Wachs oder wachsähnlichen Substanzen besteht. Als Bindemittel für die Deckschicht kommt dabei eine Vielzahl von Harzen, wie Phenolharze, Epoxidharze, Polyesterharze, Polyurethanharze, Alkydharze, Harnstoffharze, Melaminharze und auch Hautleim in Frage, während als Wachse die natürlichen Wachse, wie Bienenwachs, Carnaubawachs, Ouricuriwachse, sowie Paraffin, Ceresin und als wachsähnliche Substanzen Polyolefinwachse und insbesondere Amidwachse eingesetzt werden.

Der eigentliche Vorgang, auf dem die enorme Leistungssteigerung, die bis zu 9oo % beträgt, beruht, ist noch nicht

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völlig klar. Es ist jedoch anzunelimeii, daß auf Grund der Verteilung der mikrokristallinen Wachse und des Bindemittels in der Dispersion eine Art Zweiphasensystem aufgebaut wird, das die Wachssubstanzen fest am Korn und Bindemittel der vorhergehenden Schicht des Schleifmittels verankert, so daß beim SchleifVorgang nur immer minimale Bruchteile Wachs vom Schleifmittel gelöst werden und so der Abstoßeffekt gegenüber den schmierenden weichen Nichteisenmetallen über einen sehr langen Zeitraum erhalten bleibt.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung beträgt das Verhältnis von Bindemittel zu Wachs 1 : l,o bis 1 : 1,5· Eine Abweichung von diesem Verhältnisbereich führt nur zu einer unnötigen Verteuerung der Dispersion, wenn hochwertige Bindemittel oder hochwertige Wachse eingesetzt werden, ohne daß die Schleifleistung dadurch verbessert werden könnte. Wird jedoch das Verhältnis Bindemittel zu Wachs über die Grenzen - 16 bis 66 Gew.% Bindemittel, 34- bis 84 % Wachs - hinaus verändert, so tritt bei sinkendem Bindemittelgehalt eine Verringerung der Haftung und damit eine Ablösung der Deckschicht ein, die nach kurzer Zeit zu einem Zusetzen des Schleifbandes führt, während auf der anderen Seite bei Erhöhung des Bindemittelgehaltes über die genannten 66 Gew.% hinaus von vornherein kein genügender Abstoßeffekt zwischen der Beschichtung und dem weichen Nichteisenmaterial besteht. Das Band setzt sich also ebenfalls zu und ist nach kurzer Zeit nicht mehr einsatzfähig. Das optimale Bindemittelverhältnis liegt, wenn gemäß einer besonders vorteilhaften AusgesiaLtung der Erfindung als Wachs Amidwachse eingesetzt werden, bei 1 : 1,35·

Aus der Gruppe der Wachse oder wachsähnlichen Substanzen hat sich Amidwachs als bevorzugt geeignet erwiesen. Amidwachse sind Kondensationsprodukte aus Ithylendiamin und Fettsäuren.

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Als besonders vorteilhaft hat sich dabei ein Amidwachs herauskristallisiert, das aus Äthylendiamin und Stearinsäure besteht, wobei die genaue Bezeichnung Bisstearyläthylendiamin lautet.

Als Bindemittel werden gemäß der Erfindung bevorzugt Epoxidharze und Phenolharze eingesetzt. Die Wahl der Bindemittel in der Deckschicht ist im wesentlichen von dem Verwendungszweck und damit vom Aufbau des Schleifbandes abhängig. Wird in der obersten Lage ein besonders hartes Harz gewünscht, so ist der Einsatz von Phenolharz zweckmäßig, was jedoch eine Nachhärtung des Schleifmittels im Ofen bedingt. Beim Einsatz von Epoxidharzen ist es jedoch möglich, ohne eine Nachhärtung im Ofen auszukommen und so ein eventuell erforderlich werdendes Flexen und Klimatisieren zu vermeiden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung enthält die Wachsbindemitteldispersion bis 60 % !Füllstoff, bezogen auf das Gesamtgewicht der Wachsbindemitteldispersion. Als Füllstoff wird dabei beispielsweise Calziumkarbonat oder ein Metallhalogenid eingesetzt. Das bietet die Möglichkeit, sowohl Wachs-als auch Bindemittelgehalt der Deckschicht zu reduzieren und damit den Vorteil einer großen Preisgünstigkeit.

Das Flächengewicht der Deckschicht liegt gemäß einer bevor-

zugten Ausgestaltung der Erfindung zwischen 5 und looo g/m .

Es ist im weiten Rahmen von dem eingesetzten Korn abhängig, d.h. daß bei einem grobkörnigen Schleifmaterial mehr und bei einem feinkörnigen weniger Dispersion aufgetragen wird. Im Feinkornbereich liegt der Auftrag daher zwischen 5 und

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15 g/a , während bei gröbster Körnung bis zu looo g/m aufgetragen wird. Gegebenenfalls muß bei diesen grobkörnigen Schleifmitteln der Auftrag sogar mehrmals erfolgen, um das

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gewünschte Auftragsgewicht zu erhalten. Die besten Resultate, d.h. die höchste Steigerungsrate wird jedoch bei feinkörnigem Material erhalten, das sich unbehandelt am schnellsten zusetzt

Gemäß der besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung besteht das Schleifmittel aus einer Unterlage, auf die eine erste Bindemittelschicht aus Hautleim, im Anschluß daran das Korn, dann eine zweite Bindemittelschicht aus Phenolharz und als Abschluß eine Deckschicht aus einer Dispersion von Epoxidharz und Amidwachs aufgebracht werden. Die sich bei dieser Materialkombination ergebenden Schleifergebnisse liegen bis zu 9oo % über den Ergebnissen, die mit einem Schleifband gleichen Aufbaues ohne die erfindungsgemäße Deckschicht erzielt werden.

Die Erfindung wird nachstehend weiter an Beispielen erläutert; wobei die Zusammensetzung stets in Gewichtsteilen angegeben wird.

Beispiel 1

Auf eine Köperunterläge wird mittels walzenauftrag Phenolharz aufgebracht und mittels elektrostatischer Kornstreuung mit Korund der Körnung 12o belegt. Im Anschluß daran erfolgt eine Wärmung bis auf ca. 9o° 0 zur Verfestigung, worauf eine Deckschicht mit der folgenden Zusammensetzung aufgebracht wird:
2o Teile Phenolharz

4- Teile OaCO₅
Io Teile Polyamidwachs.

Im Anschluß daran langsame Temperaturerhöhung auf 12o° C mit folgender 2-stündiger Haltezeit. Bei dem als Grundschicht aufgebrachten Phenolharz handelt es sich um ein thermisch härtbares Phenol-Resol mit

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schneller Antrocknung, Härtung und sehr geringer Formaldehydabspaltung, einer Viskosität von 800 bis looo cP, einem pH-Wert von 8,0 bis 9jO und einer Dichte bei 20° G von ca. 1,25. Die B-Zeit beträgt bei 12o° C ca. 5 Min.

Das Phenolharz der Deckschicht weist gegenüber dem Phenolharz der Grundschicht eine mittlere Härtungsgeschwindigkeit auf; die Viskosität liegt zwischen 9oo und lloo cP; der pH-Wert liegt bei 8,0 bis 8,5; die Dichte bei 20° ca. auf 1,26 und B-Zeit bei 120° G beträgt ca. Io Min. Als Ami&dwachs wurde Bisstearyläthylendiamin eingesetzt.

Als Kontrollversuch wurde ein analoges Band gefertigt mit den gleichen Daten, jedoch ohne Zusatz des Amidwachses. Für alle Schleifteste wurden Schleifbänder mit der Abmessung 5o x 3500 mm angefertigt, die unter konstanten Bedingungen zum Aluminiumschliff eingesetzt wurden. Die Schleifdauer betrug - ohne daß das Band in dieser Zeit aufgebracht war - 60 Min.

Außer der soeben beschriebenen Körnung 12o wurden in gleicher Weise die Körnungen 22o, 32o und 4oo bei gleichem Aufbau der Schleifbänder getestet.

Testergebnisse:

Körnung 12o,

erfindungsgemäßes Schleifband 257 g, Standardschleifband loo gAbschliff.

Körnung 22o,

erfindungsgemäßes Schleifband 92 g Abschliff, normales Schleifband 14 g Abschliff.

Körnung 32o,

erfindungsgemäßes Schleifband 32 g Abschliff, normales Schleifband 4- g Abschliff.

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Körnung 4oo, erfindungsgemäßes Schleifband Io g Abschliff, normales Schleifband 2 g Abschliff.

Beispiel 2

Auftrag und Bestreuung eines Köpergewebes erfolgt analog Beispiel 1. Als Grundschicht wird jedoch Hautleim aufgebracht; als zweite Bindemittelschicht Phenolharz. Das Standardschleifband ergibt 3o g Abschliff. Als Schleifkorn wurde Korund der Körnung 18o eingesetzt.

Beispiel 3

Auf das in Beispiel 2 angeführte Material wird folgende Beschichtung aufgebracht:

loo Teile Epoxidharz und 1$4- Teile Amidwachs

Abschliff des erfindungsgemäßen Schleifbandes: 227 g Aluminium.

Beispiel 4-

loo Teile Epoxidharz und 134- Teile Amidwachs A

Bei Amidwachs A handelt es sich um ein Produkt mit geringfügig abgewandelten Eigenschaften, wie sie der nachstehenden Tabelle entnommen werden können.

Amidwachs Tropfpunkt 139 - 144° C Amidwachs A Tropfpunkt 142-

.Säurezahl 3-7 Säurezahl 2-6 ^1Ζμ7°

Verseifungszahl 3 - Io "Verseifungszahl unter

Dichte bei 20° o,99 - l,ol Dichte bei 20° 0,997

Aschegehalt 0 % Aschegehalt 0,018 %

Abschliff des erfindungsgemäßen Schleifbandes: 2o7 g Aluminium.

- 9 4 0 9 8 3 7/0635

Beispiel 5

jSil das in Beispiel 2 angeführte Material wird folgende Beschichtung aufgebracht:

200 Teile handelsübliches Phenolresol und 300 Teile Polyamid-Wachs; :

Abschliff des erfindungsgemäßen Schleifbandes: 207 g Aluminium.

Beispiel β _% Auf das in Beispiel 2 angeführte Material wird folgende Beschichtung aufgebracht:

leile Paraffin wurden in Benzin gelöst und mit 100 Teilen Epoxydharz vermischt

Abschliff des erfindungsgemäßen Schleifbandes: 214- g Aluminium.

Beispiel 7

Auf das in Beispiel 2 angeführte Material wird folgende Beschichtung aufgebracht;

100 Teile Epoxydharz und 154 Teile Polypropylen-Wachs.

Abschliff des erfindungsgemäßen Schleifbandes: 162 g Aluminium.

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- Io -

Beispiel 8

Auftrag und Bestreuung eines Köpergewebes erfolgt wie in B ispiel 2. Als Schleifkorn wird jedoch Korund der Körnung 32o eingesetzt.

Abschliff des Standardschleifbandes: 4 g Aluminium.

Beispiel 9

Auf das in Beispiel 8 angeführte Material wird folgende Beschichtung aufgebracht:

loo Teile Epoxidharz Teile Amidwachs

Abschliff des erfindungsgemäßen Schleif bandes: 36 g Aluminium.

Beispiel Io

loo Teile Epoxidharz 134- Teile Amidwachs Io Teile GaCO,

Abschliff der erfindungsgemäßen Schleif bänder: 241 g Aluminium.

Beispiel 11

loo Teile Epoxidharz 134 Teile Amidwachs 5o Teile GaCCU

Abschliff der erfindungsgemäßen Schleifbaänder: 227 g Aluminium«

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- li -

Beispiel 12

loo Teile Epoxidharz 15²S- Teile Amidwachs 2oo Teile CaCO_x

Abschliff der erfindungsgemaßen Schleifbänder: 216 g Aluminium.

Beispiel 13

loo Teile Epoxidharz 154 Teile Amidwachs 10 Teile

Abschliff der erfindungsgemaßen Schleifbänder: 231 g Aluminium. Beispiel

loo Teile Epoxidharz 134 Teile Amidwachs 5o Seile

Abschliff der erfindungsgemaßen Schleifbänder: 228 g Aluminium.

Beispiel 1$

loo Teile Epoxidharz 134 Teile Amidwachs 150 Teile Na₅AlF₅ Abschliff der erfindungsgemaßen Schleifbänder: 2o8 g Aluminium

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Claims

UHLMANN

PATENTANWALT

VIERSEN/RHLD.

GLADBACHER STRASSE 18?
FERNRUFl 50 it

Anmelder: Feldmühle Anlagen- und Produktionsgesellschaft

mit "beschränkter Haftung, 4 Dussel do rf-Oberkassel, ffritz-Vomfelde-Platz 4 _____

. Pat/12.28 VvB-Hx.

Patentansprüche.

/ 1. !Schleifmittel, dessen Schleifkorn durch mindestens eine Bindemittelschicht mit der Unterlage verbunden ist, insbesondere Schleifbänder im leinkornbereich zur Bearbeitung von weichen Nichteisenmetallen und deren Legierungen, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleifmittel mit einer Deckschicht überzogen ist, die aus einer Dispersion von 1 bis 5 Gewichtsteilen Bindemittel und 5 bis o,5 Teilen Wachs oder wachsähnlichen Substanzen besteht.
2. Schleifmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Bindemittel zu Wachs 1 : l,o bis 1 : 1,5 beträgt.
3. Schleifmittel nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht als Bindemittel Epoxidharze und als Wachs Amidwachse enthält.
4. Schleifmittel nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht als Bindemittel Phenolharze und als Wachs Amidwachse enthält.
5. Schleifmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wachs-Bindemitteldispersion bis 6o Gewichtsprozent Füllstoff enthält.

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•IV
6. Schleifmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht ein JFlächenge wicht

zwischen 5 und looo g/m aufweist.

7ο Schleifmittel nach einem der Ansprüche 1, 2, 3» 5 u. 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Bindemittelschicht aus Hautleim, die zweite Bindemittelschicht aus Phenolharz und die Deckschicht aus einer Dispersion von Epoxid harz und Amidwachs besteht.

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