DE4120884A1 - Gleitschutzmaterial - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein langlebiges,
haltbares, leichtes, reißfestes und leicht ersetzbares
Gleitschutzmaterial, das besonders für die Versorgungs-
und Arbeitsflächen von Transportfahrzeugen bestimmt ist.
Speziell betrifft die vorliegende Erfindung ein Gleit
schutzmaterial, das ein versiegeltes Nähwirk-Grundgewebe
und ein auf dem versiegelten Nähwirk-Grundgewebe fest
verankertes Schleifmittel-Agglomerat umfaßt.
Transportfahrzeuge, insbesondere Lastkraftwagen, Güter
züge, Schiffe und Flugzeuge verwenden typischerweise
einen bestimmten Typ von Gleitschutzmaterial auf ihren
Fußböden, um zu verhindern, daß Menschen und Geräte aus
gleiten bzw. abrutschen. Zusätzlich erleichtert ein
Gleitschutzmaterial auf den Rampen dieser Transport
fahrzeuge Gabelstaplern und anderen Schwerfahrzeugen das
Befahren und Verlassen der Transportfahrzeuge. Es gibt
sehr strenge Anforderungen, die an diesen Typ von Gleit
schutzmaterial gestellt werden, das einem derartig
schweren Verkehr ausgesetzt ist. Insbesondere muß das
Gleitschutzmaterial stark, reißfest, langlebig, haltbar,
einfach ersetzbar und leicht sein.
Das US-Patent 27 06 936 (Willson) betrifft ein Gleit
schutzmaterial, das eine Schicht aus zähen elastischen
kantigen harzförmigen Schrot-Teilchen mit einer Mohs′
schen Härte von etwa drei enthält, die fest an eine
faserige tragende Basis gebunden sind. Dieses Gleit
schutzmaterial kann auf Fußböden, Treppen und der
gleichen verwendet werden.
Das CA-Patent 7 76 116 offenbart ein Verfahren zur Her
stellung einer Gleitschutzbedeckung. Ein geschmolzenes
thermoplastisches Gemisch aus einem Mineralwachs und
einem Polyolefin-Polyester wird zur Bildung der Be
deckung extrudiert.
Das US-Patent 30 30 223 (Alstad et al.) betrifft ein
Gleitschutzmaterial mit einem Grundmaterial aus einer
polymeren Folie und einer Vielzahl an die Kaschierung
gebundener diskreter verformbarer Teilchen.
Das US-Patent 30 30 251 (La Bore et al.) offenbart eine
rutschfeste Struktur, die ein polymeres Grundmaterial
und ein an das Grundmaterial gebundenes Verbundmaterial
aus Teilchen und Bindemittel umfaßt. Eine zusätzliche
Teilchenschicht ist über dem Verbundmaterial gebunden.
Diese Teilchen umfassen Teilchen aus Kork und vulkani
siertem Kautschuk.
Das US-Patent 48 67 760 (Yarbrough) lehrt ein Nähgewirk
als Grundmaterial für Schleifmittel-Beschichtungen.
Keine Erwähnung finden jedoch Nähwirk-Grundgewebe zur
Verwendung als Gleitschutzmaterialien oder die Verwen
dung von Schleifmittel-Agglomerat in Verbindung mit Näh
wirk-Grundgewebe.
Das US-Patent 45 84 209 (Harrison) offenbart ein Ver
fahren zur Herstellung eines Bodenbelags, das die
Schritte des Aufbringens einer Mischung aus einem
Schleifmittel-Grieß und einer thermoplastischen Paste
auf ein flächiges Material, das Aufstreuen eines Ge
mischs aus Teilchen von Siliciumcarbid und Teilchen
eines gefärbten Quarz-Zuschlagsstoffes auf das flächige
Material und das Aushärten der beschichteten Folie
umfaßt.
Bekannte Gleitschutzmaterialien sind, wenn sie auf
Flächen eingesetzt werden, die einer hohen Verschleiß
beanspruchung ausgesetzt sind, sehr anfällig für rasches
Verschleißen und Reißen und erleiden außerdem ein ziem
lich rasches Nachlassen der Rollreibung (Zugkraft).
Somit besitzen die bekannten Gleitschutzmaterialien
nicht alle die Qualitäten, die für den Einsatz bei
starkem und/oder schwerem Verkehr erwünscht sind. Es
besteht Bedarf an einem neuen Gleitschutzmaterial, das
langlebig, dauerhaft, leicht, reißfest und leicht er
setzbar ist.
Die vorliegende Erfindung macht ein Gleitschutzmaterial
verfügbar, das langlebig, dauerhaft, leicht ersetzbar,
reißfest und leicht ist. Das Gleitschutzmaterial der
Erfindung umfaßt ein versiegeltes Nähwirk-Grundgewebe,
das eine Vorderseite und eine Rückseite hat. Auf der
Vorderseite des versiegelten Nähwirk-Grundgewebes ist
wenigstens eine Schicht eines Schleifmittel-Agglomerats
fest verankert.
Der Begriff "versiegelt", wie er hierin mit Bezugnahme
auf Grundgewebe und -materialien verwendet wird, be
zeichnet Grundmaterialien, bei denen der Durchgang von
100 cm3 Luft durch das Grundgewebe, gemessen mittels
eines W. & E. & L. Gurley-Luftdurchlässigkeits-Prüfgeräts
(Densometers) mehr als 300 s dauert.
Die Gleitschutzmaterialien der vorliegenden Erfindung
sind extrem verschleißfest und vermeiden damit die
Kosten und die Behinderungen eines häufigens Ersatzes
des Gleitschutzmaterials und auch die Möglichkeit bzw.
Gefahr des Ausgleitens, das von der rascheren Abnahme an
Rollreibung (Zugkraft) herrührt, die bei weniger halt
baren Materialien auftritt. Die Gleitschutzmaterialien
der vorliegenden Erfindung haben die zusätzlichen Vor
teile, daß sie, verglichen mit bekannten Materialien,
geringes Gewicht besitzen und reißfest sind.
Zur Erläuterung der Erfindung dienen die beigefügten
Zeichungen.
Fig. 1 zeigt im Querschnitt eine schematische Darstel
lung eines Gleitschutzmaterials, das Schleifmittel-
Agglomerat umfaßt, das mittels einer ausgehärteten Haft
beschichtung an ein Nähwirk-Grundgewebe gebunden ist.
Fig. 2 zeigt im Querschnitt eine schematische Darstel
lung eines Gleitschutzmaterials einer anderen Ausfüh
rungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 3 zeigt im Querschnitt eine schematische Darstel
lung eines Gleitschutzmaterials einer weiteren Ausfüh
rungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 4 zeigt ein Nähwirk-Grundgewebe in der Draufsicht.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gleitschutz
material, das für die Versorgungs- und Arbeitsflächen
von Transportfahrzeugen besonders geeignet ist, die
einer starken Verkehrsbeanspruchung ausgesetzt sind.
Eine Versorgungs- bzw. Arbeitsfläche ist die Oberfläche
eines Transportfahrzeugs, auf der sich eine Person oder
eine Maschine von einem Punkt zu einem anderen bewegt.
Zu Beispielen für Versorgungs- bzw. Arbeitsflächen
zählen Zugangsrampen, Laufgänge, Ladebrücken, Decks und
Planken- bzw. Gerüstwege.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 betrifft die vorliegende
Erfindung ein Gleitschutzmaterial 20, das ein versiegel
tes Nähwirk-Grundgewebe 10a mit einer Vorderseite und
einer Rückseite und wenigstens einer Schicht umfaßt,
vorzugsweise einer Schicht aus Schleifmittel-Agglomerat
50, die mit der Vorderseite des versiegelten Nähwirk-
Grundgewebes 10a mittels einer ausgehärteten Haft
beschichtung 21 verbunden sind.
Unter Bezugnahme auf Fig. 4 umfaßt das Nähwirk-Grund
gewebe 10 zwei unterschiedliche Garn-Anordnungen, Kett
fäden 12 und Schußfäden (Füllfäden) 11, die in zwei zu
einander verschiedenen Richtungen orientiert sind. Die
Kettfäden 12 verlaufen im allgemeinen parallel zueinan
der in einer ersten Ebene. Die Schußfäden 11 verlaufen
im allgemeinen parallel zueinander in einer zweiten
Ebene. Typischerweise werden die Schußfäden, die in der
Querrichtung verlaufende Garne sind, über die Kettfäden
12 gelegt, die in der Maschinenrichtung verlaufende
Garne sind. Die Schußfäden 11 verlaufen in einer Rich
tung quer zu der Richtung der Kettfäden 12, wenngleich
nicht notwendigerweise senkrecht zu der Richtung der
Kettfäden 12. Die beiden Garn-Anordnungen können mittels
unterschiedlicher Methoden aneinander befestigt werden.
Eine erste Methode umfaßt den Einsatz eines Klebstoffs
an den Überkreuz-Punkten zwischen den beiden Anordnun
gen. Eine zweite Methode, die die bevorzugte Methode
ist, umfaßt die Verwendung eines dritten Garns, bekannt
als Heftgarn 13, mit dem die beiden Anordnungen an ihren
Überkreuz-Punkten zusammengeheftet sind. Es gibt keine
gegenseitige Verschlingung zwischen den Kettfäden 12 und
den Schußfäden 11. Die Garne können solche Garne um
fassen, die aus der aus natürlichen Stapelfasergarnen,
synthetischen Stapelfasergarnen, Glasgarnen und deren
Mischungen bestehenden Gruppe ausgewählt sind, sie sind
jedoch nicht auf die genannten beschränkt. Zu den bevor
zugten Garnen zählen Polyester-Garne, am meisten bevor
zugt texturierte Endlosfilament-Polyester-Garne. Das
Gewicht des Nähwirk-Grundgewebes 10 sollte so niedrig
wie möglich sein, dabei jedoch hoch genug, um eine ange
messene Festigkeit des daraus hergestellten Gleitschutz
materials zu behalten. Vorzugsweise beträgt das Gewicht
des Nähwirk-Grundgewebes 10 weniger als etwa 630 g/m2
(150 grains/10 cm×15 cm), am meisten bevorzugt weniger
als etwa 550 g/m2 (130 grains/10 cm×15 cm).
Es gibt zwei vorrangige Methoden der Herstellung von
Nähgewirken, die als Nähwirk-Grundgewebe 10 brauchbar
sind. Nach der Malimo-Methode wird ein Nähgewirk herge
stellt, bei dem die Schußfäden 11 an den Überkreuz
punkten nicht senkrecht zu den Kettfäden 12 verlaufen.
Das nach der Schußeintrag-Methode, bei der die Schuß
fäden 12 an den Überkreuzpunkten senkrecht zu den Kett
fäden 12 verlaufen, hergestellte Nähgewirk ist das
bevorzugte Nähwirk-Grundgewebe 10. Die Methoden zur
Herstellung derartiger Nähgewirke sind bekannt und in
den US-Patenten 44 78 610, 48 67 760, 47 22 203 und
28 90 570 offenbart.
Der Einsatz eines Nähgewirks als Grundmaterial trägt zu
den überlegenen Eigenschaften des Gleitschutzbelag-
Materials der vorliegenden Erfindung bei, das für
Flächen mit starkem Verkehr geeignet ist. Nähgewirke
ergeben Grundmaterialien, die relativ billig, leicht an
Gewicht, stark und reißbeständig sind. Im Vergleich dazu
sind die gewebten Textilmaterialien, die traditionell
als Grundmaterialien bei Gleitschutzbelag-Materialien
eingesetzt werden, relativ teurer, schwerer an Gewicht
und weniger reißbeständig.
Wie aus Fig. 4 zu ersehen ist, ist das Nähwirk-Grund
gewebe 10 relativ offen, d. h. es existieren Zwischen
räume zwischen den Kettfäden 12 und den Schußfäden 11.
Das Nähwirk-Grundgewebe 10 muß versiegelt werden, vor
zugsweise mit einer Folie 30, um das Schleifmittel-
Agglomerat 50 adäquat an dem Nähwirk-Grundgewebe zu
befestigen. Unter Bezugnahme auf Fig. 2 wird es bevor
zugt, daß die Vorderseite des Nähwirk-Grundgewebes 10
mit einer thermoplastischen Folie beschichtet ist, um
das Nähwirk-Grundgewebe 10 zu versiegeln. Eine thermo
plastische Folie hat ein relativ geringes Gewicht und
versiegelt das Nähwirk-Grundgewebe 10 in sehr wirksamer
Weise. Zu Beispielen für brauchbare thermoplastische
Folien zählen Nylon-Arten wie Nylon 6 und Nylon 66,
Urethane wie EstaneTM, thermoplastische Polyester- und
Polyether-Urethan-Elastomere, wie sie von B. F. Goodrich
erhältlich sind, und Ethylen-Acrylsäure-Copolymere,
jedoch nicht nur diese. Die bevorzugte thermoplastische
Folie umfaßt Nylon. Es ist zu bevorzugen, daß die Folie
durch eine beheizte Düse auf das Nähwirk-Grundgewebe 10
extrudiert wird, um die Folien-Schicht 30 zu bilden. Ein
Teil des extrudierten Materials vermag während der Bil
dung der Folien-Schicht in die Zwischenräume 14 in dem
Nähwirk-Grundgewebe 10 einzusickern. Alternativ kann die
Folie aus einem Lösungsmittel aus Überzug aufgebracht
werden; in diesem Fall wird der Film über dem gesamten
Nähwirk-Grundgewebe dispergiert, wobei er eher ein ver
siegeltes Nähwirk-Grundgewebe 10a, entsprechend Fig. 1,
als eine Folienbeschichtung 30 auf der Vorderseite des
Nähwirk-Grundgewebes 10, entsprechend Fig. 2, ergibt.
Das Gewicht der Folie hängt von dem Gewicht des verwen
deten Nähwirk-Grundgewebes 10 ab. Vorzugsweise liegt das
Gewicht der Folie jedoch im Bereich von etwa 25 bis etwa
225 g/m2. Das Gewicht der Folie sollte so niedrig wie
möglich sein, jedoch trotzdem hoch genug, um sicherzu
stellen, daß das Nähwirk-Grundgewebe 10 versiegelt ist.
Es wird bevorzugt, daß das Nähwirk-Grundgewebe 10 vor
dem Beschichten mit der Folie mit einem warmhärtenden
Harz gesättigt ist, um eine gute Haftung zwischen der
Folie und dem Nähwirk-Grundgewebe sicherzustellen. Zu
Beispielen für einsetzbare warmhärtende Harze zählen
Phenol-Harze, Melamin-Harze, Latex-Harze, Epoxy-Harze,
Acrylat-Harze und deren Mischungen, jedoch nicht nur
diese. Das warmhärtende Harz wird anschließend während
der Herstellung des Gleitschutzmaterials gehärtet,
wonach ein Gleitschutzmaterial mit einem Nähwirk-Grund
gewebe mit einem darüber gleichmäßig dispergierten
ausgehärteten warmhärtenden Harz erhalten wird.
Unter Bezugnahme auf Fig. 2 ist es zu bevorzugen, daß
die Rückseite des Nähwirk-Grundgewebes 10 mit einem
Haftklebstoff 31 beschichtet wird, so daß das Gleit
schutzmaterial auf einem Transportfahrzeug befestigt
werden kann. Der Haftkleber 31 muß eine genügende Klebe
festigkeit besitzen, so daß das Gleitschutzmaterial beim
Gebrauch sich nicht in irgendeiner Richtung bewegt.
Außerdem muß der Haftklebstoff 31 adäquate Trenneigen
schaften besitzen, so daß das Gleitschutzmaterial ent
fernt werden kann, wenn es vollständig verschlissen ist.
Zu repräsentativen Beispielen für druckempfindliche
Klebstoffe (Haftkleber) 31, die für die vorliegende
Erfindung geeignet sind, zählen Latex-Krepp; Colopho
nium; Acryl-Polymere und -Copolymere, z. B. Polybutyl
acrylat, Polyacrylatester; Vinylether, z. B. Polyvinyl
n-butylether; Alkyd-Klebstoffe; Kautschuk-Klebstoffe,
z. B. Naturkautschuk, synthetischer Kautschuk, Chlor
kautschuk; deren Mischungen und dergleichen. Der bevor
zugte Haftklebstoff 31 umfaßt ein Isooctylacrylat/Acryl
säure-Copolymer. Eine entfernbare Schutzfolie wie eine
Trennfolie aus einem Siliconpolyester kann über dem
Haftklebstoff aufgebracht werden.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird das Schleifmittel-
Agglomerat 50 auf der Vorderseite des versiegelten Näh
wirk-Grundgewebes 10a vorzugsweise mittels einer ersten
ausgehärteten Haftschicht 21 befestigt, die auch als
"Bildungsschicht" ("make coat") bezeichnet wird. Die
erste ausgehärtete Haftschicht 21 wird aus einer Kleb
stoff-Zusammensetzung gebildet, die typischerweise ein
warmhärtendes Harz umfaßt. Die erste ausgehärtete Haft
schicht 21 muß eine hinreichende Festigkeit besitzen, um
das Schleifmittel-Agglomerat 50 während des Gebrauchs
des Gleitschutzmaterials festzuhalten. Es ist unannehm
bar, daß sich während des Gebrauchs des Gleitschutz
materials das Schleifmittel-Agglomerat 50 von dem Näh
wirk-Grundgewebe löst. Zu Beispielen für die warmhärten
den Harze, die bei der Bildung der ersten ausgehärteten
Haftschicht 21 verwendet werden können, zählen Phenol-
Formaldehyd, Melamin-Formaldehyd, Harnstoff-Formaldehyd,
Epoxy-Harze wie EPON 828TM, erhältlich von Shell Chemical
Co., Acrylat-Harze wie diejenigen, die in dem US-Patent
49 03 440 offenbart sind und die Trimethylolpropan-tri
acrylat, das Triacrylat von Tris(hydroxyethyl)iso
cyanurat, Triethylenglycoldimethacrylat und Melamin
acrylat einschließen, jedoch nicht allein diese.
Unter Bezugnahme auf Fig. 3 wird es bevorzugt, daß das
Gleitschutzmaterial sowohl eine erste ausgehärtete Haft
schicht 21 als auch eine zweite ausgehärtete Haftschicht
41 enthält, die auch als "Schlichte-Überzug" ("size
coat") bezeichnet wird. Die erste ausgehärtete Haft
schicht 21 befestigt das Schleifmittel-Agglomerat 50 an
dem Nähwirk-Grundgewebe 10. Die zweite ausgehärtete
Haftschicht 41 liefert eine weitere Verstärkung für die
Bindung des Schleifmittel-Agglomerats 50 an dem ver
siegelten Nähwirk-Grundgewebe. Die erste ausgehärtete
Haftschicht 21 und die zweite ausgehärtete Haftschicht
41 können aus demselben Material oder aus verschiedenen
Materialien gebildet sein.
Die zur Bildung der ersten ausgehärteten Haftschicht 21
und der zweiten ausgehärteten Haftschicht 41 eingesetz
ten Klebstoff-Zusammensetzungen können weiterhin etwa 0
bis etwa 70 Gew.-%, vorzugsweise etwa 30 bis etwa
70 Gew.-%, eines anorganischen Füllstoffs enthalten,
etwa Calciumcarbonat, Silicate wie Calciummetasilicat,
Siliciumdioxid und deren Mischungen, jeweils bezogen auf
das Gewicht jeder Klebstoff-Zusammensetzung. Wenn ein
Füllstoff in beiden Klebstoff-Zusammensetzungen einge
setzt wird, enthält die zur Bildung der ersten ausge
härteten Haftschicht 21 eingesetzte Zusammensetzung
typischerweise eine niedrigere Menge an Füllstoff als
die zur Bildung der zweiten ausgehärteten Haftschicht 41
eingesetzte Zusammensetzung, da die Verwendung des Füll
stoffs die Viskosität einer Klebstoff-Zusammensetzung
erhöht. Wenn die Viskosität der zur Bildung der ersten
ausgehärteten Haftschicht 21 eingesetzten Zusammenset
zung zu hoch ist und die Klebewirkung zu gering ist,
kann dies die Fähigkeit des Schleifmittel-Agglomerats,
an ihr zu haften, beeinträchtigen. Wenn in beiden Kleb
stoff-Zusammensetzungen Füllstoff verwendet wird, hält
die zweite Haftschicht typischerweise eine höhere Menge
Füllstoff, um dem Gleitschutz-Folienmaterial eine erhöh
te Festigkeit zu verleihen. Die bevorzugte erste ausge
härtete Haftschicht 21 wird aus einer Klebstoff-Zusam
mensetzung aus einem Gemisch aus Resol-Phenol-Formalde
hyd-Harz und Calciumcarbonat-Füllstoff gebildet.
Das Schleifmittel-Agglomerat 50 umfaßt eine Vielzahl von
Schleifmittel-Körnern 51, die mit Hilfe eines Binde
mittels 52 miteinander verbunden sind, so daß sie eine
geformte Masse bilden. Schleifmittel-Agglomerate sind in
der Technik der Schleifmittel-Beschichtungen wohlbe
kannt, und Beispiele solcher Schleifmittel-Agglomerate
werden in den US-Patenten 21 94 472, 28 06 772,
39 16 584, 39 82 359, 43 11 849, 43 64 746, 43 93 021,
45 41 842, 46 52 275 und 47 99 939 beschrieben.
Das in dem US-Patent 46 52 275 beschriebene Agglomerat
ist erodierbar, porös, und seine wesentlichen Bestand
teile, d. h. das Matrix-Material individueller Schleif
mittel-Körner und das harzartige Bindemittel, sind
statistisch verteilt. Damit das Agglomerat erodierbar
ist, müssen sowohl das Matrix-Material als auch das
Bindemittel erodierbar sein. Das Volumen pro Gewichts
einheit des Agglomerats ist höher als das Volumen pro
Gewichts-Einheit, das von einem dieselben Bestandteile
enthaltenden nicht-porösen Agglomerat zu erwarten wäre.
Dieser Kennwert rührt von der Tatsache her, daß das
Matrix-Material eine Struktur ergibt, die eine Vielzahl
von Hohlräumen in dem Agglomerat liefert.
Die Schlüsselfunktion des Matrix-Materials besteht
darin, das Zusammenbrechen der Agglomerate während des
Gebrauchs zu erleichtern, um zusätzliche Schleifmittel-
Körner freizulegen, wenn die verbrauchten Körner das
Ende ihrer Nutzungsdauer erreichen. Das Matrix-Materials
ist vorzugsweise aufnahmefähig für Flüssigkeit, und
insbesondere in hohem Maße wasseraufnehmend, um das das
Bindemittel begleitende Lösungsmittel während des bevor
zugten Verfahrens zur Bildung der Agglomerate aufzu
nehmen. Schließlich ist es in hohem Maße wünschenswert,
daß das Matrix-Material mit dem oder den das Bindemittel
ausmachenden Harz(en) keine schädliche Reaktion eingeht,
damit das Bindemittel nicht geschwächt wird und das
Matrix-Material nicht übermäßig erweicht oder gehärtet
wird. Die physikalische Struktur des Matrix-Materials
ist vorzugsweise von solcher Art, daß bei der Kombina
tion mit dem Bindemittel in dem Agglomerat der Verbund
stoff aus Matrix-Material/Bindemittel hinreichend porös
ist, um die Entfernung überschüssiger Flüssigkeit von
der Masse des agglomerierten Materials während der
Schleifoperationen zu ermöglichen. Das Matrix-Material
sollte auch genügend stark sein, um ein Zusammenfallen
des Agglomerats während der Schritte des Aushärtens und
des Entwässerns bei dem bevorzugten Verfahren der Her
stellung desselben zu verhindern.
Das in dem US-Patent 46 52 275 (Bloecher et al.) offen
barte Matrix-Material kann aus faserigen und nicht
faserigen Materialien hergestellt werden. Zu Matrix-
Materialien, die sich als besonders geeignet für den
Einsatz in den Agglomeraten erwiesen haben, zählen für
die Papier-Herstellung geeigneter Zellstoff und dessen
Derivate, Holzmehl und Vermiculit. Der Begriff "für die
Papier-Herstellung geeigneter Zellstoff", wie er hierin
verwendet wird, bezeichnet ein mit chemischen oder
mechanischen Mitteln hergestelltes Cellulose-Material,
in erster Linie aus Holz, jedoch auch aus Lumpen und
anderen Stoffen, das bei der Herstellung von Papier und
von anderen Cellulose-Erzeugnissen zum Einsatz kommt.
Die bevorzugten Zellstoffe sind mechanische Holz-Zell
stoffe, beispielsweise Holzschliff, defibrierter Zell
stoff und geborstener (explodierter) Zellstoff, chemi
sche Holz-Zellstoffe wie, beispielsweise, Sulfit-Zell
stoff, neutraler Sulfit-Zellstoff, Kraft-(Sulfat-)Zell
stoff, chemischer Cellulose-Zellstoff, Soda-Zellstoff,
Semi-chemischer Zellstoff und Chemiholzschliff. Am
meisten bevorzugt sind von Laubholz abgeleitete Zell
stoffe, z. B. Kraft-Zellstoff. Zu anderen Zellstoffen,
die sich für eine Verwendung eignen, zählen Baumwoll
faser- oder Lumpen-Zellstoffe, Papierfaserbrei aus
aufgearbeitetem Altpapier und Zellstoffe aus anderen
Fasern wie Bambus, Riedgräsern, Manilahanf, Jute. Eine
umfassende Liste geeigneter Zellstoffmaterialien, die
zur Verwendung bei der Papierherstellung und in den
Agglomeraten des US-Patents 46 52 275 geeignet sind,
sind zu finden in "The Dictionary of Paper", 3. Auflage,
American Paper and Pulp Association.
Holzmehl, wie es bei Bloecher et al. verwendet wird,
bezeichnet feingemahlenes Fichtenholz, Sägemehl oder
Holzabfälle. Der Begriff "Vermiculit", wie er hierin
verwendet wird, bezeichnet geschäumten Vermiculit und
ungeschäumten Vermiculit.
Die Anordnung der einzelnen Schleifmittel-Körner in dem
Agglomerat von Bloecher et al. kann "geschlossen" sein,
d. h., die einzelnen Körner befinden sich in Kontakt mit
einander, oder "offen", d. h. mit Abständen zwischen den
einzelnen Körnern. Die Funktionen des Bindemittels be
stehen darin, die einzelnen Schleifmittel-Körner an das
Matrix-Material zu binden und die Härte und den Zer
fallscharakter des Agglomerats zu definieren.
Die Mengen jedes der wesentlichen Bestandteile in dem
Agglomerat können variieren; vorzugsweise liegen sie
jedoch im Bereich von etwa 0,3 bis etwa 8 Gew.-% für das
Matrix-Material, etwa 95 bis etwa 85 Gew.-% des Schleif
mittel-Materials und etwa 5 bis etwa 30 Gew.-% des
Bindemittels. Mit der Abnahme der Bindemittel-Konzentra
tion steigt die Leichtigkeit des Zusammenbrechens des
Agglomerats.
Die Agglomerate von Bloecher et al. haben typischerweise
eine unregelmäßige Gestalt, jedoch können sie auch als
Kugeln, Sphäroide, Ellipsoide, Perlen (Pellets), Stäb
chen oder andere konventionelle Formen ausgebildet sein.
Die Erodierbarkeit-Charakteristik der Agglomerate von
Bloecher et al., d. h. die Geschwindigkeit des Zusammen
brechens oder der Erosion unter einer gegebenen Last
kann variiert werden durch Variieren des harzförmigen
Bindemittels und des Schleifmittels, und zwar sowohl
hinsichtlich der Identität des einen und/oder des ande
ren, der relativen Menge des einen und des anderen oder
beider Varianten. Beispielsweise erodieren Agglomerate
mit härteren Bindemitteln langsamer als Agglomerate mit
weicheren Bindemitteln; ein Agglomerat mit einem relativ
hohen Prozentsatz an Bindemittel erodiert langsamer als
ein Agglomerat mit einem relativ niedrigen Bindemittel-
Prozentsatz.
Die Agglomerate des US-Patents können nach der folgenden
Arbeitsweise hergestellt werden. Das Matrix-Material
wird in einer Flüssigkeit, vorzugsweise in einem wäßri
gen Medium, dispergiert. Die Konzentration des Matrix-
Materials in der Dispersion liegt vorzugsweise im
Bereich von etwa 5 bis etwa 10 Gew.-%. Genügend Flüssig
keit muß zugegen sein, um zu ermöglichen, daß die
Schleifmittel-Körner gleichmäßig in der Masse des
Matrix-Materials dispergiert werden und genügend
Porosität in dem trockenem Agglomerat bereitstellen. Ein
zu starker Mangel an Flüssigkeit hat Schwierigkeiten
beim Vermischen der Bestandteile zur Folge, die zur
Bildung des Agglomerats eingesetzt werden. Ein zu großer
Überschuß an Flüssigkeit zieht jedoch Schwierigkeiten
beim Trocknen der Mischung nach sich, aus der das Agglo
merat entsteht. Wenngleich Eindickungsmittel verwendet
werden können, können sie zum Aushärten und zu Problemen
der Blasenbildung bei der weiteren Verarbeitung führen.
Die Dispersion aus Flüssigkeit und Matrix-Material wird
dann mit dem Schleifmittel-Mineral und dem Bindemittel
vermischt. Zu Vorrichtungen, die für den Schritt des
Vermischens geeignet sind, zählen herkömmliche Paddel-
Mischer. Die Konzentration des Schleifmittel-Minerals in
dem nassen Gemisch liegt vorzugsweise im Bereich von
etwa 55 bis etwa 94 Gew.-%. Die Konzentration des Binde
mittels liegt vorzugsweise im Bereich von etwa 5 bis
etwa 35 Gew.-%. Die Konzentration der Kombination aus
Flüssigkeit und Dispersion des Matrix-Materials liegt
vorzugsweise im Bereich von etwa 1 bis etwa 40 Gew.-%.
Die bevorzugte Zusammensetzung zur Herstellung der
Agglomerate umfaßt 100 Gew.-Teile Matrix-Material,
900 Gew.-Teile Wasser, 1100 Gew.-Teile harzförmiges
Bindemittel und 6600 bis 10 000 Gew.-Teile Schleifmittel-
Mineral.
Die Mischung wird dann zu einem Agglomerat ausgehärtet,
das einzelne Körner des Schleifmittel-Minerals, das
Matrix-Material und das Bindemittel umfaßt. Die ausge
härtete Mischung wird dann behandelt, um Agglomerate in
dem gewünschten Körnungsbereich zu erhalten. Zu für
diesen Zweck geeigneten Einrichtungen zählen herkömm
liche Backenbrecher und Walzenbrecher.
Die Arbeitsweisen des Zerkleinerns und Klassierens, die
zur Gewinnung von Agglomeraten notwendig sind, wie sie
oft beschrieben werden, ergibt Agglomerate, die in einem
unerwünschten Größenbereich liegen, und diese können
entweder in den Kreislauf zurückgeschickt werden, z. B.
dadurch, daß sie einer neuen Dispersion zugesetzt
werden, oder verworfen werden. Bei der Benutzung der
Agglomerate zur Herstellung von beschichteten Schleif
mittel-Produkten kann das Rakel-Beschichten durch ein
Sieb angewandt werden, um übermäßig große Agglomerate
auszusondern. Mit Holzmehl hergestellte Zusammensetzun
gen lassen sich in diesem Verfahren leichter handhaben
als mit Zellstoff hergestellte Zusammensetzungen, weil
die Fasernatur des Zellstoffs dazu neigt, der Bewegung
unter einer Rakel oder durch die Sieböffnungen hindurch
Widerstand zu leisten.
Agglomerate gleichmäßiger Größe lassen sich in einer
Perlmaschine (Pelletizer) herstellen. Ein Gemisch aus
trockenem Holzmehl oder trockenem Zellstoff und Schleif
mittel-Mineral kann durch Einsprühen oder Eintropfen von
Harz in eine das Mineral/Matrix-Gemisch enthaltende
Mühle verperlt werden.
Die in den oben genannten Literaturstellen offenbarten
Schleifmittel-Körner 51 haben typischerweise eine Härte
von mehr als etwa 8 auf der Mohs′schen Skala. Wenngleich
eine Härte größer als etwa 8 mit höchster Wahrschein
lichkeit ein haltbareres Agglomerat 50 und damit ein
haltbareres Gleitschutzmaterial liefert, ist vorherzu
sehen, daß Schleifmittel-Körner 51 mit Härten von
weniger als etwa 8 in den Schleifmittel-Agglomeraten 50,
die in der vorliegenden Erfindung brauchbar sind, mit
Erfolg eingesetzt werden können. Zu typischen Beispielen
für die Schleifmittel-Körner 51 zählen erschmolzenes
Aluminiumoxid, wärmebehandeltes Aluminiumoxid, kerami
sches Aluminiumoxid, Aluminiumzirconiumoxid, Silicium
carbid, Flint, Granat und dergleichen. Vorzugsweise
werden die in den Schleifmittel-Agglomeraten 50 der vor
liegenden Erfindung verwendeten Schleifmittel-Körner 51
aus der aus erschmolzenem Aluminiumoxid, wärmebehandel
tem Aluminiumoxid, Siliciumcarbid, Flint, Granat und
deren Gemischen bestehenden Gruppe ausgewählt.
Das Bindemittel 52 kann ein beliebiges organisches oder
anorganisches Bindemittel-Material umfassen, das eine
genügende Adhäsion zeigt, um einem vorzeitigen Reißen
oder Zerbrechen des Schleifmittel-Agglomerats 50 vorzu
beugen. Zu Beispielen für derartige Bindemittel zählen
solche, die aus der nachstehenden Gruppe ausgewählt
sind, jedoch nicht nur diese: Harzförmige Klebstoff-
Bindemittel wie Phenol-Harze, Phenol-Formaldehyd-Harze,
Urethan-Harze, Harnstoff-Formaldehyd-Harze, Melamin-
Formaldehyd-Harze, Epoxy-Harze, Alkyd-Harze und Acrylat-
Harze; anorganische Bindemittel wie Ton, Siliciumdioxid
und Silicate; und metallische Bindemittel wie Kupfer,
Zinn, Nickel, Cobalt, Eisen und deren Legierungen; sowie
deren Gemische. Vorzugsweise umfaßt das Bindemittel 52
ein harzförmiges Bindemittel, am meisten bevorzugt ein
Phenol-Harz.
Das Bindemittel 52 kann weiterhin anorganische Füll
stoffe wie Calciumcarbonat, Kryolith und dergleichen
enthalten. Das Bindemittel 52 kann weiterhin Zusatz
stoffe enthalten, die aus der aus Holzzellstoff,
Glimmer, Perlit, Keramik-Kugeln, Koks, Glasperlen, Mahl
hilfsstoffe, Graphit, Glas-Kugeln, Kunststoff-Kugeln und
Gemische aus diesen enthalten. Diese Zusatzstoffe beein
flussen die Härte, die Zähigkeit und die Bröckligkeit
des Schleifmittel-Agglomerats 50. Die Teilchengröße des
Schleifmittel-Agglomerats 50 reicht typischerweise von
etwa 200 µm mit etwa 1500 µm in der größten Abmessung,
vorzugsweise von etwa 550 µm bis etwa 1200 µm. Die
Teilchengröße der Schleifmittel-Körner liegt typischer
weise im Bereich von etwa 10 bis etwa 600 µm in der
größten Abmessung, vorzugsweise von etwa 30 bis etwa
400 µm.
Wenn das Schleifmittel-Agglomerat 50 in einem Gleit
schutzmaterial eingesetzt wird, zeigt es einige uner
wartete Ergebnisse. Das Schleifmittel-Agglomerat 50 ist
genügend groß, so daß dann, wenn ein motorisiertes Fahr
zeug wie ein Gabelstapler in ein mit dem Gleitschutz
material der vorliegenden Erfindung ausgestattetes Fahr
zeug hinein- oder aus diesem herausfährt, das motorbe
triebene Fahrzeug nicht rutscht oder mit seinen Rädern
durchdreht. Das Schleifmittel-Agglomerat 50 ist aus
vielen Schleifmittel-Körnern 51 aufgebaut. Theoretische
Überlegungen gehen dahin, daß zunächst die zuoberst
liegenden Schleifmittel-Körner 51 verschlissen werden,
wonach neue Schleifmittel-Körner 51 freigelegt werden.
Dies ergibt ein sehr langlebiges Gleitschutzmaterial.
In der Vergangenheit hat man gröbere (d.h. Teilchen
größen zwischen 800 und 1200 µm aufweisende) einzelne
Schleifmittel-Körner in Gleitschutzmaterialien verwen
det; das Schleifmittel-Agglomerat gemäß der vorliegenden
Erfindung ist jedoch wirksamer. Ein einzelnes Schleif
mittel-Korn verschleißt dramatisch schneller als das
Schleifmittel-Agglomerat 50. Außerdem wiegt ein einzel
nes Schleifmittel-Korn auch beträchtlich mehr als das
Schleifmittel-Agglomerat 50 der gleichen Größe. Darüber
hinaus ist es wahrscheinlicher, daß ein einzelnes
Schleifmittel-Korn mit etwa der gleichen Größe wie das
Schleifmittel-Agglomerat 50 tiefere Kratzspuren in
Gegenständen hinterläßt, die auf den Versorgungs- und
Arbeitsflächen von Transportfahrzeugen, die mit dem
Gleitschutzmaterial bedeckt sind, abgestellt oder von
diesen wieder entfernt werden.
Bei der Fertigung der bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung wird ein Nähwirk-Grundgewebe zuerst mit einem
Phenol/Latex-Behandlungs-Harz gesättigt. Das mit dem
Harz gesättigte Nähwirk-Grundgewebe wird dann erhitzt,
um das Harz partiell auszuhärten. Als nächstes wird ein
Nylon-Material auf die Vorderseite des Grundgewebes
extrudiert. Dann wird ein erstes Calciumcarbonat-Resol-
Phenol-Harz auf die Vorderseite aufgetragen, und unmit
telbar anschließend werden die Schleifmittel-Agglomerate
als Schicht in das Harz hinein fallengelassen. Das re
sultierende Material wird erhitzt, um das Harz partiell
zu härten. Als nächstes wird ein zweites Calciumcarbo
nat-Resol-Phenol-Harz über den Schleifmittel-Agglomera
ten aufgetragen, und das resultierende Material wird
erhitzt, um das zweite Harz partiell zu härten. Danach
wird der Gegenstand erhitzt, um sämtliche Harze voll
ständig auszuhärten.
Die folgende ausführliche Beschreibung enthält die
exemplarische Herstellung eines erfindungsgemäßen Gleit
schutzmaterials. Sämtliche Einheiten in dem Beispiel und
dem Rest der Beschreibung beziehen sich auf das Gewicht,
sofern nichts anderes angegeben ist.
Ein nach der Schußeintrag-Methode hergestelltes Poly
ester-Gewebe mit einem Gewicht von 490 g/m2 wurde mit
einer Phenol/Latex-Lösung mit einem Trockengewicht von
25 g/m2 gesättigt. Das Gewebe-Grundmaterial wurde mit
thermoplastischem Nylon 6 zugerichtet, um das Grund
material zu versiegeln. Das Nylon 6 wurde mittels eines
beheizten Extruders aufgetragen. Als nächstes wurde eine
Bildungsschicht auf das Grundmaterial aufgebracht. Die
Bildungsschicht hatte ein Gewicht von 240 g/m2. Die
getrocknete Bildungsschicht bestand aus 48% Resol-
Phenol-Harz, 1,1% Ruß-Füllstoff und 50,9% Calcium
carbonat-Füllstoff. Unmittelbar nach dem Auftrag der
Bildungsschicht wurden die Schleifmittel-Agglomerate
als Schicht in das Harz hinein fallengelassen. Danach
erfolgte eine 90 min dauernde Vorhärtung bei 88°C. Die
Schleifmittel-Agglomerate umfaßten 90,6% Siliciumcarbid
der Körnung 120, 8,7% Resol-Phenol-Harz, 0,5% Holz-
Zellstoff und 0,2% eines schwarzen Farbstoffs. Die
Schleifmittel-Agglomerate wurden gemäß dem US-Patent
46 52 275 hergestellt, auf das hier ausdrücklich Bezug
genommen wird, und hatten ein Beschichtungsgewicht von
406 g/m2. Als nächstes wurde ein Schlichte-Überzug über
den Schleifmittel-Agglomeraten aufgebracht, und das re
sultierende Produkt wurde 90 min bei 88°C vorgehärtet
und anschließend 10 h bei 100°C ausgehärtet. Die Formu
lierung des Schlichte-Überzugs war die gleiche wie die
jenige der Bildungsschicht und hatte ein Beschichtungs
gewicht von 280 g/m2. Das Gleitschutzmaterial wurde hin-
und hergebogen, um seine Biegsamkeit zu erhöhen. Als
nächstes wurde die Rückseite des Gleitschutzmaterials
mit Isooctylacrylat/Acrylsäure-Copolymer-Haftklebstoff
mit einem Gewicht von 130 g/m2 beschichtet. Danach wurde
eine siliconbeschichtete Polyethylen-Deckfolie auf dem
Haftkleber aufgebracht.
Claims (10)
1. Gleitschutzmaterial, umfassend
- a) ein versiegeltes Nähwirk-Grundgewebe mit einer Vorderseite und einer Rückseite; und
- b) wenigstens eine Schicht eines Schleifmittel-Agglo merats, die auf der Vorderseite des versiegelten Nähwirk-Grundgewebes fest verankert ist.
2. Gleitschutzmaterial, umfassend
- a) ein versiegeltes Nähwirk-Grundgewebe mit einer Vorderseite und einer Rückseite; und
- b) wenigstens eine Schicht eines Schleifmittel-Agglo merats, die auf der Vorderseite des versiegelten Nähwirk-Grundgewebes durch Herstellen einer Bil dungsschicht und eines Schlichte-Überzugs fest ver ankert ist.
3. Gleitschutzmaterial nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Nähwirk-Grundgewebe mittels einer
thermoplastischen Folie versiegelt wird, die als Überzug
auf der Vorderseite des Nähwirk-Grundgewebes aufgebracht
ist.
4. Gleitschutzmaterial nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß es weiterhin ein ausgehärtetes warmhärten
des Harz umfaßt, das über das gesamte Nähwirk-Grund
gewebe hinweg dispergiert ist, wobei das warmhärtende
Harz aus der aus Phenol-Harzen, Melamin-Harzen, Latex-
Harzen, Epoxy-Harzen, Acrylat-Harzen und deren Mischun
gen bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
5. Gleitschutzmaterial nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Gewicht der thermoplastischen Folie im
Bereich von etwa 25 bis etwa 225 g/m2 liegt.
6. Gleitschutzmaterial nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß es weiterhin einen Haftklebstoff umfaßt,
der auf der Rückseite des versiegelten Nähwirk-Grund
gewebes aufgebracht ist.
7. Gleitschutzmaterial nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Nähwirk-Grundgewebe ein Gewicht von
weniger als etwa 550 g/m2 besitzt.
8. Gleitschutzmaterial nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Nähwirk-Grundgewebe ein nach der
Schußeintrag-Methode hergestelltes Gewebe ist.
9. Gleitschutzmaterial nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die thermoplastische Folie eine Nylon-
Folie umfaßt.
10. Gleitschutzmaterial nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Schleifmittel-Agglomerat eine Vielzahl
von Schleifmittel-Körnern umfaßt, die mit Hilfe eines
Bindemittels verbunden sind, so daß sie eine geformte
Masse bilden.
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- 1991-06-21 DE DE19914120884 patent/DE4120884A1/de not_active Withdrawn
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