DE1694594C3

DE1694594C3 - Reinigungs- und Polierkörper

Info

Publication number: DE1694594C3
Application number: DE1694594A
Authority: DE
Inventors: Eugene J. Saint Paul Park Dupre; Howard L. North Saint Paul Hoover; Walter J. Saint Paul Rankin
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1960-01-11
Filing date: 1958-02-20
Publication date: 1975-05-28
Also published as: FR1239913A; CH372567A; DE1694594A1; US2958593A; GB884204A; DE1694594B2

Description

25 es läßt sich sehr einfach nach Zuwachsen mit dem abgeriebenen Material wieder säubern, indem es durch-

Die Erfindung betrifft einen Reinigungs- und Polier- geblasen oder durchgespült wird, und ist dann wieder körper aus einer ungewebten Bahn mit gleichmäßig voll wirksam. Es kann nicht nur für Rein.gungs- und verteilten Hohlräumen aus synthetischen organischen Polierzwecke von Hand benutzt werden, sondern ist krempelfähigen Fasern einer Länge von 1,27 bis 30 auch für Policrarbeiten mit ring- oder lamellenartigen 10,1 cm, die durch ein Klebemittel wahllos verbunden Polierscheiben, die mit hoher Geschwindigkeit umsind, laufen, besonders gut verwendbar. Die erfindungs-Es sind bereits derartige als Reinigungs- oder gemäßen offenen ungewebten Faserpolierkörper eignen Polierkorper benutzbare nichlgewebte Bahnenmale- sich besonders auch für Feinslbearbeitungsverfahren, rialien bekannt, die leder- oder filzartig sind und die 35 ähnlich dem Sandstrahlvcrfahren. haben eine außergewöhnlich an ihren Kreuzungspunkten durch Klebe- ordentlich hohe Lebensdauer und passen sich selbst mitlel und/oder elastische Bindemittel zusammen- extremen Krümmungsgraden des zu bearbeitenden gehalten werden. Es sind auch schon nachgiebige Werkstückes gut an. Durch die erfindungsgemäße Aus-Matten bekanntgeworden, die gekrimpfte Strähnen bildung des Reinigungs- und Polierkörpers werden aus Tierhaaren. Pflanzenfasern, Kunststoff oder auch 4° Klebemittel-Ablagerungen, -Klumpen oder -Kugeln Metallsträhnen aufweisen und die zu Krempelhnhnen aus einem nichtschmierenden Harz in den großen verarbeitet und nach dem Verdichten mit gummi- Hohlräumen des Körpers zueinander und in bezug auf artigen oder anderen Bindemitteln, die keine nicht- das zu polierende Werkstück federnd und nachgiebig schmierenden Eigenschaften aufweisen, durch Be- gehalten, wodurch bei Polierarbeiten Eindruckstellen sprühen behandelt wurden, um als Luftfilter, Polstei, 45 in dem Werkstück vermieden werden und ein hoher Isolierungen od. dgl. verwendet zu werden (USA.- Grad von Anpassungsfähigkeit des Polierkörpers an Patentschrift 2 571 334). Wölbungen oder Unregelmäßigkeiten in der Oberfläche

Als Ersatz für Stahlwolleballen ist schon ein des Werkstückes erreicht wird.

Schleifkörner aufweisendes Erzeugnis bekanntgewor- An Hand der folgenden Beispiele werden zwei Aus-

den, das so hergestellt werden sollte, daß aus .Iutefaser- 50 führungsformen der vorliegenden Erfindung beschrie-

abfällcn oder aus anderen natürlichen organischen ben.

Fasern ein Ballen geformt wird, der mit Klebemitteln Beispiel 1
und Schleifkörnern in einer Außenzone der Ballenfaserstruktur beladen wird, während eine Innenzone Auf einer Maschine zur Herstellung 101,6 cm breiter von Klebemitteln und Schleif körnern frei bleiben sollte, 55 Wirrfasermatten wurde eine kontinuierliche nichtum dem porösen Schleifkörper eine gewisse Nachgie- gewebte skelettartige Struktur mit einer Breite von bigkeit zu verleihen, wonach der Ballen mit seiner im- 91,44 cm, einer Enddicke von 12,7 mm und einem prägnierten Außenzone unter Ausübung von Preß- Gewicht von 54,3 g/m² aus 15-den-Nylonfadenabdruck verdichtet werden sollte. Die bei diesem bekann- schnitten einer Länge von etwa 3,8 cm und eines ten schleifenden Erzeugnis vorgesehene Unterschied- 60 Durchmessers von etwa 45 Mikrometer hergestellt, liclikcit der Zonenstrukturen, von denen die eine Die Maschine zur Herstellung solcher Matten ist im äußere eine gewisse Härte und Unnachgiebigkeit auf- Handel unter dem Handelsnamen »Rando-Wcbber« wcisl, während die innere eine gewisse Weichheit und erhältlich. Die faserige skelettartige Struktur wurde begrenzte Nachgiebigkeil besitzt, schafft einen ganz sodann mit einer Geschwindigkeit von 1,7 cm/s unter unhomogenen Körper mit sehr unterschiedlichen 65 einer Sprühdüse hindurchgeführt, die cine 49¹V₀JgC Festigkeitsbereichen (USA.-Patentschrift 2 327 199). Lösung von »Ao-Stufen-Phenolaldehydharz in Äthylen-Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe ge- glykolmonoäthyläther mil 20,SgZm² aufbrachte. Das stellt, ein bahnförmiges Reinigungs- und Policrcrzcug- Phenolaldchydharz hatte ein Formaldehyd-zu-Phenol-

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Molverhältnis von etwa 1,8:1 und wurde unter Verwendung eines basischen Katalysators hergestellt. Harze dieser allgemeinen Art werden häufig als Bindemittel bei der Herstellung überzogener Schleifmittel hergestellt. Die Sprühdüse hatte eine Öffnung von 1,6 mm. Die behandelte skelettartige Struktur wurde dann in einem Ofen 1 Minute lang bei 96,1°C gehalten, umgedreht und auf der anderen Oberfläche mit 20,5 g/m* der gleichen Harzlösung versehen. Die skelettartige Struktur wurde 10 Stunden bei 12O°C ausgehärtet, wonach sie eine Dicke von etwa 0,85 cm hatte. Der volumetrische Feststoffanteil der ausgehärteten nichtgewebten skelettartigen Struktur wurde bestimmt, indem man die Abmessungen eines Abschnittes des Bahnmaterials ausmaß, um das Volumen zu bestimmen, und dann den Abschnitt in eine sorgfältig bestimmte Menge Wasser tauchte, und die scheinbare Zunahme des Flüssigkeitsvolumens bestimmte. Nach diesem Verfahren ergab sich für die Bahn dieses Beispiels ein rechnerischer Feststoff-Volumenanteil von etwa 3,8%. Es wurde ermittelt, daß von dem gesamten Feststoff-Volumenanteil der Bahn etwa 19°/„ auf die Fasern und 81 °/₀ auf das gehärtete Harz entfielen.

Beispiel 2

Auf der »Rando-Webberi-Maschine wurden 3,81 cm lange geschnittene Wergfasern aus 15-denicr-Polyäthylenterephthalat (handelsüblich unter dem eingetragenen Warenzeichen »Dacron«) zu einer 12,7 mm dicken skelettartigen Struktur eines Gewichts von 54,25 g/m" verarbeitet. Jede Seite des Aufbaus wurde mit 288 g/m² einer Xylollösung mit 76 Gewichtsprozent eines Epoxy-Klebers besprüht. Das Epoxyharz enthielt 4% eines Diäthylentriamin-Hf.rters. Das Epoxyharz bestand aus dem Reaktionsprodukt von Bisphenol »A« und Epichlorhydrin, hatte eine Epoxy-Zahl von etwa 192 g pro Epoxidäquivalent und eine Hydroxylzahl von 80 g pro Hydroxyäquivalent. Die Bahn wurde 1 Stunde bei 60° C und 3 Stunden bei 93 ⁰C gehärtet. Das Porenvolumen wurde zu etwa 95,5% des Gesamtvolumens errechnet, d. h., das Feststoffvolumen betrug 4,5%. Es wurde ermittelt, daß der Feststoffanteil zu 89 Volumprozent aus Kleber und zu 11 Volumprozent aus Faserstoff bestand.

Das Verhältnis des Gesamtvolumens an Feststoffmaterial zu dem Gesamtvolumen der im erfindungsgemäßen Reinigungs- oder Polierkörper vorhandenen Poren ist außerordentlich entscheidend. Einern Reinigungs- oder Polierkörper, der einen Porenraum von weniger als 75 bzw. mehr als 25% Festbestandteile aufweist, fehlt nicht nur die Anpassungsfähigkeit, sondern die von ihm erzeugte Oberflächenbeschaffenheit ist nicht mehr gleichmäßig. Wenn andererseits das Porenvolumen etwa 95% überschreitet bzw. etwa 5% Festbestandteile unterschreitet, dann enthält die

ίο Struktur so wenig an Feststoffmaterial, daß sie für jegliche Schneide- oder Poliervorgänge nahezu unbrauchbar ist.

Die einzelnen faserigen Bauteile sollen eine Länge zwischen 1,27 und 10,16 cm, vorzugsweise zwischen 3,810 und 7,62 cm haben, um die erforderliche gleichförmige, lockere, offene und ineinandergreifende Skelettstruktur zu schaffen. Faserige Bauteile, die nur 6,35 mm lang sind, greifen nicht leicht ineinander über, um eine relativ dicke, »dreidimensionale«, poröse

ao Struktur zu bilden, sondern neigen zur Bildung einer

dichten Matte. Übersteigt die Länge 10,16 cm, dann neigen die faserigen Bauteile dazu, zu knäueln und wirken der gewünschten Einheitlichkeit des Fertig-. produktes entgegen.

Der Durchmesser der faserigen Bauteile soll nicht weniger als etwa 25 μ und nicht mehr als etwa 250 μ betragen. Faserige Bauteile mit wesentlich kleinerem effektivem Durchmesser (z. B. Baumwollfasern) bilden eine dichtgebundene, »verfilzte« Struktur hoher Dichte.

Faserige Bauteile mit Durchmessern von etwa 250 μ wirken mehr wie Stäbchenstroh denn als ineinandergreifende skelettbildende Bauteile, und die Verteilung der Hohlräume ist nicht gleichförmig. Fasern mit größerem Durchmesser werden immer unerwünschter.

Außerdem neigt das aus dickeren Fasern hergestellte Enderzeugnis zu einer solchen Verschleißfestigkeit, daß Klebemittel abgestreift werden, ehe die Skelettstruktur ausreichend abgerieben werden kann.
Eine wesentliche Anzahl der faserigen Bauteile muß »gekrimpft«, d. h. kräuselig, federnd und rückfedernd, sein, um zur Bildung einer »dreidimensionalen« Struktur und nicht zu einer dünnen, membranartigen Struktur fähig zu sein. Fasern ohne Federnngsvermögen neigen dazu, miteinander zu verfilzen und flache Membranen zu bilden.

Der Klebstoff ist nicht verschmierend und soll gut an den Fasern haften.

Claims

nis aus synthetischen krempelfähigen Fasern herzu-

Patentansnruch· stellen, das mit Luft, Wasser oder anderen Flüssig-

l atentansprucn. ^.^ ^.^ _{durchgeb)asen odcr} durchgespült werden

Reinigungs- oder Polierkörper aus einer unge- kann und das einfach und leicht zusammengepreßt

webten Bahn mit gleichmäßig verteilten Hohlräu- 5 werden kann und in sich b.cgsuim federndI und elastisch

men aus synthetischen organischen krempeifähigen ist und mit dem eine große Abriebw.rkung fur Reim-

Fasern einer Länge von 1,27 bis 10,1 cm, die durch gungs- und Poherzweckc crzielbar ist.

ein Klebemittel wahllos verbunden sind, da- Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen . .3 hei

d u rc h g c k e η η ζ e i c h η e t. daß die synthe- dem Reinigungs- und Polierkorper die sym^ischen

tischen organischen Fasern mit einem Durch- >o organischen Fasern mit einem Durchmesser von 25 bis

messer von 25 bis 250 μ, von denen eine Anzahl 250 μ, von denen eine Anzahl geknmpft.d h.krauselig,

gekrimpft, d. h. kräuselig, federnd und rückfedernd federnd und rückfedernd ist zu einer skclcttartigen

ist, zu einer skeleltarligen Bahn gefügt sind, die in Bahn gefügt sind, die in allen Richtungen federnd und

allen Richtungen federnd und rückfedernd durch rückfedernd durch die krause igen Fasern gestutzt ist

die kräuseligen Fasern gestützt ist und die schleif- is und die schleifkornfre.cn Klebemittel-Ablagerungen

kornfreien Klebemittel-Ablagerungen aus einem aus einem nichtschmierenden Harz im wesentlichen

nichtschmierenden Harz im wesentlichen durch die durch die ganze Dicke der Bahn verteilt sind, in einer

ganze Dicke der Bahn verteilt sind, in einer Menge, Menge, die durch ein Gesamtvolumen der F«t-

die durch ein Gesamtvolumen der Festbestandteile bestandteile von 5 bis 25%, bezogen auf das Gesamt-

von 5 bis 25%, bezogen auf das Gesamtvolumen 20 volumen des Reinigungs- oder Poherkorpers, bestimmt

des Reinigungs- oder Polierkörpers, bestimmt ist. ist. Das erlindungsgemäße großporige offene Erzeugnis

hat sich ohne Verwendung von Schleifkörncrn für Reinigungs- und Polierarbeiten, bei denen ein gewisser

Abrieb erzielt werden soll, als hervorragend erwiesen,