DE2846522C2

DE2846522C2 -

Info

Publication number: DE2846522C2
Application number: DE2846522A
Authority: DE
Inventors: Isamu Nagoya Jp Koshiyama; Tetsuji Aichi Jp Senda
Original assignee: Fujimi Kenmazai Kogyo Co Ltd
Current assignee: Fujimi Kenmazai Kogyo Co Ltd
Priority date: 1977-12-27
Filing date: 1978-10-25
Publication date: 1987-10-01
Also published as: US4225349A; IT7851432A0; DE2846522A1; FR2413457A1; FR2413457B1; IT1109311B; GB2011460B; JPS5489389A; GB2011460A; ES476382A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Zusammensetzung zum Polieren von Kunstharz, bestehend aus Aluminiumoxyd als Poliermittel und Wasser.

Anwendungsgebiet der Erfindung ist das der Polierzusammensetzungen für Kunstharz oder Kunststoffe, wobei die erfindungsgemäße, verbesserte Polierzusammensetzung beispielsweise zum Polieren von Kunstharz in Form von Linsen oder Getrieben verwendbar ist.

Eine bekannte Polierzusammensetzung dieser Art besteht aus einer wäßrigen Aufschlemmung eines weißen, aus geschmolzenem Aluminiumoxyd erhaltenen Poliermittels, das durch Schmelzen von Gibbsit (Al₂O₃ · ₃H₂O) oder Al(OH)₃) bei Temperaturen von 2050°C oder mehr, Abkühlen zu einer festen Masse, Zerkleinern der Masse zu Teilchen und Abtrennen von Teilchen vorbestimmter Teilchengrößenverteilung hergestellt wird. Eine derartige Aufschlemmung erweist sich jedoch aufgrund ihrer geringen Polierwirkung als nicht einwandfrei. Es wird eine lange Zeit benötigt, um damit auf einem zu polierenden Kunstharz eine zufriedenstellende glatte und glänzende Oberfläche zu erzielen. Die Verwendung eines derartigen Poliermittels, welches zur Verbesserung der Polierwirksamkeit in der Aufschlemmung größere Teilchen enthält, führt in unerwünschter Weise dazu, daß die polierte Oberfläche ein orangenschalenartiges Aussehen, Kratzer oder ähnliche Mängel aufweist.

Bekannt ist auch eine Zusammensetzung zum Polieren von Kunstharz, die ferner als Polierbeschleuniger eine Aluminiumverbindung wie Aluminiumnitrat, Polyaluminiumchlorid, Aluminiumbromid, Aluminiumsulfat, Aluminiumjodid und Aluminiumchlorid enthält. Diese Polierzusammensetzung wurde von den Erfindern der vorliegenden Erfindung erfunden, um die oben bezeichneten Nachteile zu beseitigen und die Wirksamkeit des Poliervorgangs zu verbessern, ohne daß Mängel auf der polierten Oberfläche erscheinen. Diese Polierzusammensetzung ist jedoch immer noch nicht einwandfrei, obwohl sie eine erhebliche Verbesserung darstellt.

Aufgabe der Erfindung ist es, in Anbetracht der in den vorstehenden zwei Absätzen zusammengefaßten Nachteile der bekannten Polierzusammensetzungen eine verbesserte Polierzusammensetzung vorzusehen, die es ermöglicht, ein aus Kunstharz oder Kunststoff bestehendes Produkt mit hoher Wirksamkeit zu polieren, ohne daß dabei ein Fehler oder Makel auf der polierten Oberfläche zurückbleibt.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Aluminiumoxyd ein gebranntes Aluminiumoxyd ist, das durch Brennen von Böhmit, Zerkleinern zu Teilchen und Abtrennen von Teilchen vorbestimmter Teilchengrößenverteilung erhalten worden ist.

Es wurde von den Erfinderen gefunden, daß ein durch Brennen von Böhmit [Al₂O₃ · H₂O oder AlO (OH)], Zerkleinern und Abtrennen von Teilchen vorbestimmter Teilchengrößenverteilung erhaltenes gebranntes Aluminiumoxyd ein besseres Mittel zum Polieren von Kunstharz oder Kunststoff darstellt als das vorstehend genannte, weiße, geschmolzene bzw. aus der Schmelze erhaltene Aluminiumoxyd.

Erfindungsgemäß ersetzt somit gebranntes Aluminiumoxyd das in den oben beschriebenen, bekannten Polierzusammensetzungen als Poliermittel verwendete, weiße geschmolzene Aluminiumoxyd. Die Erfindung sieht somit eine Zusammensetzung zum Polieren von Kunstharz oder Kunststoff vor, die aus gebranntem Aluminiumoxyd als Poliermittel und Wasser besteht. Das gebrannte Aluminiumoxyd wird durch Brennen von Böhmit, Zerkleinern und Abtrennen der zu verwendenden Teilchen von vorbestimmter, geeigneter Teilchengrößenverteilung erhalten, wie obenstehend bereits angegeben worden ist. Die Erfindung sieht auch eine Zusammensetzung zum Polieren von Kunstharz oder Kunststoff vor, die zusätzlich als Polierbeschleuniger eine oder mehrere Aluminiumverbindungen enthält, die ausgewählt sind aus der Gruppe Aluminiumnitrat, Polyaluminiumchlorid, Aluminiumbromid, Aluminiumsulfat, Aluminiumjodid, Aluminiumchlorid und Aluminiumphosphat.

Wie aus den weiter unten angegebenen Ergebnissen von Vergleichsversuchen ersichtlich ist, zeigt die erfindungsgemäße Polierzusammensetzung, unabhängig davon, ob sie einen Polierbeschleuniger enthält oder nicht, eine bessere Polierwirksamkeit bei Kunstharz als die bekannten Zusammensetzungen und ermöglicht das wirksame Polieren von Kunstharz, ohne daß dabei ein Mangel auf der polierten Oberfläche zurückbleibt. Es ist ferner zu beachten, daß die erfindungsgemäße Polierzusammensetzung, die einen Polierbeschleuniger enthält, eine größere Polierwirksamkeit aufweist als die auf dem Stand der Technik bekannte Polierzusammensetzung, die einen Polierbeschleuniger enthält und als die erfindungsgemäße Polierzusammensetzung, die keinen Polierbeschleuniger enthält.

Die Erfindung soll nun anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf die Ergebnisse einer Reihe von Vergleichsversuchen im einzelnen beschrieben werden.

Eine erfindungsgemäße Polierzusammensetzung in Form einer Aufschlemmung wurde durch Herstellung einer Suspension von gebranntem Aluminiumoxyd als Poliermittel in destilliertem Wasser zusammengestellt. Das Poliermittel wurde hergestellt durch Brennen von körnigem Böhmit [Al₂O₃ · H₂O oder AlO (OH)], dessen Teilchengröße 1 bis 100 µm betrug, in einem Tiegel in einem elektrischen Ofen bei einer Temperatur von 1100°C bis 1200°C während einer Zeitdauer von 2 bis 3 Stunden, Zerkleinern der relativ großen Teilchen zu kleineren Teilchen und Abtrennen von Teilchen, deren Größen innerhalb eines vorbestimmten Teilchengrößenbereiches lagen. Die Aufschlemmung enthielt 5 bis 50 Gew.-% des Poliernmittels. Das Poliermittel hatte eine Teilchengröße von 20 µm oder weniger.

Es wurde eine Reihe von die Erfindung verkörpernden Polierzusammensetzungen hergestellt, die jeweils als Polierbeschleuniger zum Erhöhen der Polierwirksamkeit des Poliermittels in der Aufschlemmung eine geringe Menge einer Aluminiumverbindung enthielten, die ausgewählt war aus der Gruppe Aluminiumnitrat [Al(NO₃)₃ · 9H₂O], Polyaluminiumchlorid [Al₂(OH)_nCl_6-n)_m], Aluminiumbromid (AlBr₃), Aluminiumsulfat [Al₂(SO₄)₃], Aluminiumjodid (AlJ₃), Aluminiumchlorid (AlCl₃) und Aluminiumphosphat (AlPO₄).

Weitere Einzelheiten dieser Polierzusammensetzungen sind aus der Beschreibung der Vergleichsversuche ersichtlich.

Um ein aus Kunstharz bestehendes Produkt mit einer dieser Polierzusammensetzungen unter Verwendung eines geeigneten Polierflausches oder -polsters zu polieren, wurde die Polierzusammensetzung in einen Zwischenraum zwischen der Oberfläche des Produktes und der Oberfläche des Polierflausches oder -polsters eingeführt, wobei der Polierflausch oder das Polierpolster auf der Oberfläche des Produktes gleitbar angeordnet ist.

Es folgt eine Beschreibung einer Reihe von Vergleichsversuchen, die zur Bestimmung der Vorteile des Erfindungsgegenstandes durchgeführt wurden.

(1) Versuche zum Vergleich der erfindungsgemäßen Polierzusammensetzungen mit den aus dem Stand der Technik bekannten (Versuche 1 bis 7)

Es wurde eine Gruppe von Polierzusammensetzungen in Form von Aufschlemmungen zubereitet, bei denen jeweils 50 g des calzinierten Aluminiumoxyds als Poliermittel in 200 cm³ destilliertem Wasser suspendiert waren. Das Poliermittel wurde wie vorstehend beschrieben erhalten. Alle diese Aufschlemmungen, mit einer Ausnahme, enthielten ferner 0,2, 1,2, 5,0, 10,0, 20,0 bzw. 30,0 Gew.-% Aluminiumnitrat [Al(NO₃)₃ · 9H₂O] als Polierbeschleuniger.

Zum Vergleich wurde eine entsprechende Anzahl von bekannten Polierzusammensetzungen in Form von Aufschlemmungen zubereitet, die jeweils eine Suspension von 50 g eines weißen, geschmolzenen Aluminiumoxyds als Poliermittel in 200 cm³ destilliertem Wasser enthielten. Dieses weiße, geschmolzene Aluminiumoxyd wurde durch Schmelzen von Gibbsit [Al₂O₃ · ₃H₂O oder Al(OH)₃] bei Temperaturen von 2050°C oder mehr, Abkühlen zu einer festen Masse, Zerkleinern der Masse zu Teilchen und Abtrennen der innerhalb einer vorbestimmten Teilchengrößenverteilung liegenden Teilchen zubereitet. Alle diese Aufschlemmungen, mit einer Ausnahme, enthielten ferner jeweils Aluminiumnitrat als Polierbeschleuniger in einer Menge die derjenigen entsprach, die in einer der erfindungsgemäßen, in der Tabelle 2 aufgeführten Polierzusammensetzungen enthalten war.

Die Teilchengrößenverteilung des Poliermittels in den erfindungsgemäßen Polierzusammensetzungen und diejenige des Poliermittels in den bekannten Polierzusammensetzungen ist aus der Tabelle 1 ersichtlich.

Tabelle 1

Teilchengrößenverteilung der Poliermittel

Tabelle 2

Abtraggeschwindigkeit und Oberflächenmängel

Wie aus der Tabelle 1 hervorgeht, weist das Poliermittel in den erfindungsgemäßen Polierzusammensetzungen fast die gleiche Teilchengrößenverteilung auf wie das Poliermittel in den bekannten Polierzusammensetzungen.

Die vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Polierzusammensetzungen und die entsprechenden bekannten Polierzusammensetzungen wurden jeweils auf ihre Polierwirksamkeit beim Polieren einer Platte aus Allyldiglykolcarbonatharz untersucht. Bei jedem dieser Versuche wurde die Harzplatte 10 Minuten mit einem Polierflausch oder -polster poliert, der bzw. das auf der Polierplatte eines Linsenpoliergerätes befestigt war. Das Linsenpoliergerät wurde mit einer Plattendrehzahl von 210 U/min und einem Polierdruck von 8,83 kPa betrieben. Während jedem Poliervorgang wurde die Aufschlemmung bei konstanter Geschwindigkeit zwischen dem Polierflausch oder der Polierplatte und der Kunstharzplatte eingeführt, um eine konstante Konzentration des Poliermittels aufrechtzuerhalten. Nach dem Polieren wurde die polierte Plattenoberfläche auf Mängel wie orangenschalenartige Erscheinung und Kratzer untersucht. Danach wurde die Kunstharzplatte gewogen, um den Gewichtsverlust festzustellen, woraus die abgetragene Menge des Harzes bestimmt wurde. Die Versuchsergebnisse sind aus der Tabelle 2 ersichtlich.

Wie aus der Tabelle 2 hervorgeht, haben die erfindungsgemäßen Polierzusammensetzungen eine bessere Polierwirksamkeit und ergeben eine höhere Abtraggeschwindigkeit als die bekannten Polierzusammensetzungen.

Wie die Tabelle 2 zeigt, wurden bei keinen der mit der erfindungsgemäßen Polierzusammensetzung polierten Harzplatten Oberflächenfehler oder Makel festgestellt, während an den Oberflächen sämtlicher Harzplatten, die unter Verwendung der bekannten Polierzusammensetzungen poliert worden waren, ein orangenschalenartiges Aussehen beobachtet wurde, ganz unabhängig davon, ob diese bekannten Mittel einen Polierbeschleuniger enthielten oder nicht und unabhängig von der Menge des enthaltenen Polierbeschleunigers.

(2) Vergleichsversuche zwischen den erfindungsgemäßen Polierzusammensetzungen, die einen Polierbeschleuniger enthielten und den erfindungsgemäßen Polierzusammensetzungen, die keinen Polierbeschleuniger enthielten (Versuche 8 bis 19)

Bei einer Gruppe von erfindungsgemäßen Polierzusammensetzungen, die in gleicher Weise wie bei den Versuchen 2 bis 7 hergestellt worden waren, jedoch verschiedene Aluminiumverbindungen als Polierbeschleuniger enthielten, wurde eine Reihe von Versuchen durchgeführt. Anstelle des bei den Versuchen 2 bis 7 verwendeten Aluminiumnitrats enthielten die untersuchten Aufschlemmungen als Polierbeschleuniger jeweils 1,0 und 5,0 Gew.-% an jeweils Polyaluminiumchlorid [(Al₂(OH)_nCl_6-n)_m], Aluminiumbromid (AlBr₃), Aluminiumsulfat [Al(SO₄)₃], Aluminiumjodid (AlJ₃), Aluminiumchlorid (AlCl₃) und Aluminiumphosphat (AlPO₄). Die Versuche wurden unter Verwendung von Platten aus Allyldiglykolcarbonatharz in gleicher Weise wie die Versuche 2 bis 7 durchgeführt. Die beim Versuch 1 verwendete erfindungsgemäße Polierzusammensetzung, die keinen Polierbeschleuniger enthielt, diente bei den Versuchen 8 bis 19 zum Vergleich. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in der Tabelle 3 dargestellt.

Tabelle 3

Abtraggeschwindigkeit und Oberflächenmängel

Es geht aus der Tabelle 3 hervor, daß sämtliche erfindungsgemäßen Polierzusammensetzungen, die einen Polierbeschleuniger enthielten, eine bessere Polierwirksamkeit und eine größere Abtraggeschwindigkeit ergeben als die erfindungsgemäßen Polierzusammensetzungen, die keinen Polierbeschleuniger enthielten. Es wurden ferner bei keinen der Harzplatten, die mit den Polierbeschleunigern enthaltenden erfindungsgemäßen Polierzusammensetzungen poliert worden waren, irgendwelche Oberflächenmängel entdeckt.

Es ist auch zu bemerken, daß die Zugabe von einer nur geringen Menge eines Polierbeschleunigers zu einer großen Erhöhung der Abtraggeschwindigkeit oder der Polierwirksamkeit der Polierzusammensetzungen führen kann.

Claims

1. Zusammensetzung zum Polieren von Kunstharz, bestehend aus einem Aluminiumoxid als Poliermittel und Wasser, wobei das Aluminiumoxid durch Brennen eines Aluminiumhydroxids, Zerkleinern zu Teilchen und Abtrennen von Teilchen vorbestimmter Größenverteilung erhalten worden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Aluminiumoxid durch Brennen von Böhmit bei Temperaturen im Bereich von 1100-1200 °C während einer Zeitdauer im Bereich von 2-3 Stunden erhalten worden ist.

2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen zusätzlichen Gehalt, der maximal 5 Gew.-% beträgt, eines Polierbeschleunigers, der ausgewählt ist aus der Gruppe Aluminiumnitrat, Polyaluminiumchlorid, Aluminiumbromid, Aluminiumsulfat, Aluminiumiodid, Aluminiumchlorid, Aluminiumphosphat und Mischungen daraus.