DE2538053A1 - Kunststoff-schleifelement und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

Description

• Kunststoff-Schleifelement und Verfahren dessen Herstellung Die Erfindung bezieht sich auf ein geformtes Kunststoff-Schleifelement, wie es beispielsweise in Taumelbehältern und Vibrationsmaschinen zur Fertigbearbeitung von Metallteilen benutzt wird, sowie auf ein Verfahren zu dessen Herstellung.
• Bisher sind Runststoff-Schleifmittel nach Verfahren hergestellt worden, die nachstehend als Polyester-System bezeichnet werden. Dabei wurde ein Polyester mit einem Schleifmittel und einem Katalysator gemischt, die Mischung in eine Form aus einem steifen Kunststoffmaterial gegossen, in dem eine exotherme Reaktion stattfand, und sobald der Polyester ausgehärtet war, wurde der geformte Gegenstand aus der Form entfernt. Dieses Verfahren ist wegen der angezogenen Preise für Polyesterverbindungen teuer geworden, und Aufgabe der Erfindung ist es, Mittel zur wirtschaftlicheren Erzeugung von derartigen Schleifmitteln aufzuzeigen.
• Darüberhinaus bietet die erfindungsgemäße Lösung weitere Vorteile.
• Das erfindungsgemäß geformte Kunststoff-Schleifelement ist gekennzeichnet durch eine Mischung aus einem Urea-Formaldehydharz, einem Schleifmittel und einem Härter. Das Urea-Formaldehydharz bildet den Träger für das Schleifmittel und gibt dieses frei, sobald das Element abgenutzt ist, in gleicher Weise, wie beim Polyester-System ein Polyesterharz das Schleifmittel in einem Schleifelement freigibt.
• Der Vorteil liegt jedoch darin, daß das Urea-Formaldehydharz viel billiger als Polyesterharz ist, so daß das Schleifelement billiger herstellbar ist.
• Die Verwendung von Urea-Formaldehydharzen anstelle von Polyesterharzen bietet verschiedene weitere Vorteile; so führt beispielsweise der Schaum, der bei der Verwendung von Polyesterharzen in Vibrationsmaschinen erzeugt wird, im Betrieb zu einer Aktionsverlangsamung in der Maschine; dieser Effekt wird durch die Verwendung von Urea-Formaldehydharzen vermieden. Das Polyester-System hat ferner den Nachteil einer erhöhten Umweltverschmutzungsgefahr, weil solche Chemikalien wie organische Peroxyde, Kobalt-Naphtanate, Amine, stahlische Komponenten und Styrene, die man bei der Herstellung von Polyester-Medien benutzen kann,in den Rtckständen von Vibrations-Fertigbearbeitungsmaschinen anwesend sind, wo sie die Abwasserkanäle verschmutzen, in welche diese Rückstände abgelassen werden. Urea-Formaldehydharze#verhalten sich in dieser Beziehung wesentlich angenehmer, da sie nicht zu den gleichen schweren Umweltverschmutzungsproblemen führen, wie die Polyester-Medien.
• Das Kunststoff-Schleifelement kann aus einer Mischung geformt sein, welche 40 bis 70 Gew. Urea-Formaldehydharz, 30 - 60 Gew.% Schleifmittel und 4 bis 8 Gew.% Härter enthält.
• Alternativ dazu kann die Mischung 40 bis 70 Gew.% Urea-Formaldehydharz, 30 bis 50 Gew.% Schleifmittel und 4 bis 7 Gew.% Härter enthalten, vorzugsweise enthält die Mischung jedoch 55 bis 65 Gew.% Urea-Formaldehydharz, 20 bis 35 Gew.% Schleifmittel und 5,5 bis 6 Gew.% Härter.
• Das Schleifmittel kann ein Kieselmehl, geschliffener Quarz, Aluminiumoxyd, Siliziumcarbid oder eine Kombination von diesen Schleifmitteln sein; ferner kann das Schleifmittel in Granulat-Form vorliegen.
• Die Mischung kann 5 bis 15 Gew.% Urea bzw. Harnstoff in Form von Harnstoffkristallen oder Harnstoffpulver enthalten.
• Der Grund dafür ist, daß Formaldehydgas während der Kunststoffaushärtung abgegeben wird, und dieses Gas ist ein Reizstoff, welcher die herstellenden Arbeiter schädigen kann. Dagegen absorbieren die freien Harnstoffkristalle bzw. das Pulver mindestens einen Teil der Formaldehydgase während der Reaktion, so daß der Herstellprozess für das Personal angenehmer verläuft.
• Vorzugsweise beträgt das Gewicht des benutzten Härters etwa 1/10 vom Urea-Formaldehydharz.
• Es kann erwünscht sein, den Aushärteprozess des Urea-Formaldehydharzes durch Zusatzwärme zu fördern, und zu diesem Zwecke kann die Form und/oder das Harz vor dem Hineingiessen der Mischung in die Form beheizt werden.
• Zur Erfindung gehört ferner ein Verfahren zur Herstellung von Kunststoff-Schleifelementen, welches gekennzeichnet ist durch Eingießen einer Mischung aus Urea-Formaldehydharz, einem Schleifmittel und einem Härter in eine Form, Anheben der Temperatur der Mischung und eine gegebene Möglichkeit für die Mischung, sich zu setzen.
• Die Mischung kann zusätzlichen Harnstoff enthalten.
• Die Temperatur der Mischung kann durch Vorheizen der Form erhöht werden, und die erhöhte Mischungstemperatur kann im Bereich zwischen 380 bis 1000C, insbesondere bei 930C, oder alternativ im Bereich zwischen 300 und 600C liegen.
• Es ist jedoch bevorzugt, daß die Temperatur im Bereich zwischen 800 bis 900C liegt.
• Die zur Herstellung des Schleifelementes benutzte Form kann aus Silikongummi hergestellt sein. Eine derartige Form läßt sich schnell beheizen durch Eintauchen in heißes Wasser, bevor man die Mischung aus dem Kunststoffmaterial in die Form einhüllt. Wenn dieser Verfahrensschritt der Wärmezufuhr zum Herstellverfahren benutzt wird, dann sind die Silikone in der Form dafür verantwortlich, daß das heiße Wasser schnell von der Formoberfläche abfließt, und sie wirken ferner als Lösemittel für die Schleifmittel von der Form. Alternativ dazu kann die Form auch aus anderen Materialien geformt sein, beispielsweise aus einem Polyuretan-Material.
• Die Verwendung von Wasser als Heizmittel bedeutet keinen Nachteil für das Urea-Formaldehyd-Herstellsystem; vielmehr kann es ein Vorteil sein, weil jegliches in diesem Verfahrens stadium freigegebene Formaldehydgas nicht nur von den Harnstoffkristallen oder vom Harnstoffpulver absorbiert, sondern außerdem in jeglichem noch vom Heizprozess in der Form vorhandenem Restwasser gelöst würde. Diese Methode des Beheizens der Silikonformen wäre beim Polyester-System nicht möglich, weil die Polyester-Medien selbst in dem vom Heizprozess in der Form verbleibenen Restwasser aufgelöst würden; dies ist also ein weiterer Vorteil der Verwendung von Harnstoff- bzw. Urea-Formaldehydharzen bei der Herstellung von Kunststoff-Schleifmitteln.
• Die Herstellung von Kunststoff-Schleifmitteln unter Verwendung von Urea-Formaldehydharzen vermindert die Gefahren von Explosionen, Feuerentwicklung und Gesundheitsrisiken (Dermatitis) im Vergleich zum Polyester-Medium, und dies ist ein bedeutender zusätzlicher Vorteil der Erfindung.
• Nachfolgend werden einige bevorzugte Ausführungsbeispiele.
• der Erfindung unter Bezugnahme auf eine Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht eines Kunststoff-Schleifkegels, Fig. 2 eine Teil-Draufsicht auf eine Form zur Herstellung von Kunststoff-Schleifkegeln, Fig. 3 einen Schnitt im Verlauf einer Linie III-III von Fig. 2, Fig. 4 eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoff -Schleifelementen, und Fig. 5 eine perspektivische Darstellung mehrerer andersartig gestalteter Schleifelemente.
• Das in Fig. 1 dargestellte fertige konische Schleifelement 10 entstammt einer in Fig. 3 geschnitten dargestellten Form 12 aus Silikongummi, welche die notwendige konische Innenkontur besitzt und geringfügig flexibel ist, damit man die fertigen Schleifelemente 10 leicht entformen kann.
• Zur Fertigstellung eines konischen Schleifelementes 10 gehört eine Mischung 14 mit 55 bis 65 Gew.% Urea-Formaldehyd, 20 bis 35 Gew.% Kieselmehl und 5 bis 15 Gew.% Harnstoffpulver in einen Mischbehälter 16 gegeben (Fig. 4). Mittels eines Rührwerkes 20, welches durch einen auf einer Plattform 18 oberhalb des Mischbehälters angebrachten Motor 17 angetrieben wird, werden die Mischungskomponenten für die Dauer einer Stunde gründlich durchmischt. Sobald erforderlich, wird die Mischung 14 nach der Mischoperation in einen weiteren kleineren Behälter 22 abgelassen. In dem weiteren Behälter 22 wird der Mischung 14 ein Härter zugesetzt, und die resultierende erhärtende Mischung 24 wird in dem zusätzlichen Behälter 22 mittels eines nicht dargestellten zweiten Rührwerkes für zwei Minuten gründlich durchmischt.
• Die Menge des zugesetzten Härters trägt etwa 1/10 der in der Mischung 14 enthaltenen Urea-Formaldehydharzmenge, d. h. etwa 5,5 bis 6 Gew.%.
• Anschließend wird die erhärtende Mischung 24 in die Form 12 aus Silikongummi gegossen, nachdem die Form zuvor durch Eintauchen in heißes Wasser mit einer Temperatur von 800 bis 900C vorgeheizt und das Wasser aus der Form vor dem Einfüllen der erhärtendenMischung entfernt wurde. Aufgrund dieser Form-Beheizung steigt die Temperatur der erhärtenden Mischung 24, und mit dem zugesetzten Härter erfolgt die Aushärtung des Urea-Formaldehydharzes sehr schnell innerhalb der Form, gewöhnlich innerhalb eines Zeitraumes von 15 bis 20 Minuten.
• Nachdem innerhalb dieser 15 bis 20 Minuten die erhärtende Mischung 24 in dem Körper der Form 12 zu festen konischen Schleifelementen 10 ausgehärtet ist, kann man die fertigen konischen Schleifelemente durch Verbiegen und Schütteln der Form ausformen.
• Die konischen Schleifelemente 10 sind zwar nach der Aushärtezeit von 15 bis 20 Minuten innerhalb der Form 12 bereits steif, gewöhnlich ist aber noch ein Zeitraum von 1 bis 2 Tagen erforderlich, bis sie ihre maximale Härte erreicht haben und das Urea-Formaldehydharz vollständig ausgehärtet ist.
• Die auf diese Weise hergestellten konischen Schleifelemente 10 haben ein weißliches Aussehen, aber durch Zusatz von Oxyden zur Ausgangsmischung 14 kann man unterschiedliche Färbungen bei den fertigen Schleifelementen erzielen. So kann man beispeilsweise durch Zusatz von Eisenoxyd rote, und durch Zusatz von Kobaltoxyd blaue konische Schleifelemente herstellen.
• Obwohl der vorstehend beschriebene Verfahrensprozess sich auf konische Schleifelemente 10 bezog, lassen sich selbstverständlich auch andere Schleifelemente in anderen Formen herstellen, beispielsweise Zylinder 26, dreiseitige Pyramiden 28 oder Keile 30, wie sie in Fig. 5 dargestellt sind. In diesen Fällen besitzt die verwendete Herstellform aus Silikongummi entsprechende komplementäre Ausnehmungen für die Formkörper 26, 28 oder 30. Darüberhinaus sind auch andere Formen für Schleifelemente aus entsprechend gestalteten Formen möglich, und viele andere Abmessungen jeder Form von Schleifelementen läßt sich aus entsprechenden Formen herstellen.
• Die Anhebung der Temperatur der erhärtenden Mischung in der Form ist für ein schnelles Aushärten des Urea-Formaldehydharzes notwendig, und diese Temperaturanhebung läßt sich erreichen durch Vorheizen der Form und/oder der erhärtenden Mischung oder durch Beheizen der Form nach dem Einfüllen der erhärtenden Mischung in dieselbe.
• Verschiedene Zusammensetzungen vot Schleifelementen sind ferner im Rahmen der Erfindung möglich. Diese Abweichungen der Zusammensetzung führen zu unterschiedlichen Härten an den fertigen Elementen, und die Oxyd-Färbemittel können beispielsweise dazu benutzt werden, Elemente mit unterschiedlicher Härte zu unterscheiden.
• Ferner ist es möglich, andere Arten von Kunststofformen zu verwenden, beispielsweise Polyuretan-Formen mit den entsprechenden komplementären Innenkonturen für die herzustellenden Schleifelemente.
• Der in diesen Unterlagen benutzte Begriff Urea dient zur Kurzbezeichnung von Harnstoff.

Claims (16)

Ansprüche

1. Geformtes Kunststoff-Schleifelement , gekennzeichnet durch eine Mischung aus einem Urea-Formaldehydharz, einem Schleifmittel und einem Härter.

2. Schleifelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung 40 bis 70 Gew.% Urea-Formaldehydharz, 30 bis 60 Gew.% Schleifmittel und 4 bis 8 Gew.% Härter enthält.

3. Schleifelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung 40 bis 70 Gew.% Urea-Formaldehydharz, 30 bis 50 Gew.% Schleifmittel und 4 bis 7 Gew.% Härter enthält.

4. Schleifelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung 55 bis 65 Gew.% Urea-Formaldehydharz, 20 bis 35 Gew.% Schleifmittel und 5,5 bis 6 Gew.% Härter enthält.

5. Schleifelement nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleifmittel ein Kieselmehl, gemahlener Quarz, Aluminiumoxyd, Siliziumkarbid oder eine Kombination von diesen Schleif-Medien ist.

6. Schleifelement nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleifmittel Granulat-Form besitzt.

7. Schleifelement nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung 5 bis 15 Gew.% Harnstoff enthält.

8. Schleifelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Harnstoff in Form von Harnstoffpulver oder -kristallen vorhanden ist.

9. Schleifelement nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewicht des Härters im wesentlichen 1/10 vom Gewicht des Urea-Formaldehydharzes beträgt.

10. Verfahren zur Herstellung eines Kunststoff-Schleifelementes, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mischung aus Urea-Formaldehyd, einem Schleifmittel und einem Härter in eine Form gegossen, die Temperatur der Mischung angehoben, und der Mischung Gelegenheit zum Absetzen gegeben wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung Harnstoff enthält.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Mischung durch Vorheizen der Form angehoben wird.

13. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 10, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur, auf welche die Mischung angehoben wird, in dem Bereich zwischen 380 bis 1000C liegt.

14. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung bis zu einer im Bereich zwischen 800 und 900C liegenden Temperatur aufgeheizt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 10, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung bis zu einer im Bereich zwischen 300 bis 600C liegenden Temperatur aufgeheizt wird.

16. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Form aus Silikongummi oder einem Polyuretan-Material hergestellt wird. Leerseite