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Verfahren zur Erhöhung der Haftfähigkeit zwischen Textilien und Gummi
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der Haftfähigkeit zwischen Textilien und Gummi. Der Ausdruck Textilien bezieht sich hier und im folgenden auf natürliche Faserstoffe oder Faserstoffe auf Kunststoff-Basis, ferner auf Kettenschuss oder schuss-schwachstrukturelle Stoffe und schussfreie Bahnen.
Bekanntlich besitzen die in der Gummiindustrie benutzten Textilstoffe, hauptsächlich die ViskoseKunstseide auf Basis regenerierter Cellulose sowie die synthetischen Polyamid- oder Polyester-Textilstoffe, eine so schwache Haftung an Gummi, dass sie vor dem Gummieren getränkt werden müssen. Dies wird auf solche Weise durchgeführt, dass man die Textilstoffe durch eine Tränkungslösung führt.
Zweierlei Haupttypen dieses Tränkungsverfahrens sind bekannt : Tränkung in organischen Lösungsmitteln und Tränkung in wässeriger Phase.
Bei der Tränkung in organischen Lösungsmitteln, hauptsächlich in Benzin, wird der Textilstoff durch eine ungefähr ijzige Lösung einer Kautschukmischung in Benzin durchgeführt, die neben den üblichen Vulkanisierreagenzien auch Bindemittel, wie Resorcin und Hexamethylentetramin, enthält. DiesesTränkungsverfahren bietet den Vorteil, dass nach Einwirkung des Benzins keine Quellung des Textilstoffes und beim Trocknen keine Schrumpfung auftritt, und zur Beibehaltung der ursprünglichen Länge des Textilstoffes die zur Beförderung des Textilstoffes angewandte Ziehkraft genügt.
Ein wesentlicher Nachteil ist jedoch einerseits, dass das Verfahren - auch bei Rückgewinnung des Benzins - infolge der hohen Kosten des Benzins unwirtschaftlich ist, und anderseits, dass durch dieses Verfahren nur sehr mässige Haftwerte (etwa 5 bis 6 kg/Faden mit der internationalen H-Text-Methode gemessen) erreichbar sind. Mit Rücksicht auf diese Nachteile wird diese Tränkungsmethode heute schon als überholt angesehen.
Bei der heute schon überall auf der Welt verwendeten Tränkungsmethode in einer wässerigen Phase wird der Textilstoff durch eine solche, 10 bis 15%, aber nicht mehr als 201o Gesamttrockensubstanzgehalt aufweisende Tränkungslösung durchgeführt, deren Komponenten einerseits Latex und/oder SyntheseLatex (Butadienstyrol-Latex, Vinylpyridin-Latex), anderseits Bindemittel vom Bakelittyp (Resorcin, Formaldehyd) sind. Die Anwendung solcher Tränkungslösungen ruft in vorteilhafter Weise einerseits eine vorzügliche Haftfähigkeit (10 bis 12 kg/Faden Haftung beim H-Test) hervor, und ist anderseits äusserst wirtschaftlich, da die Kosten des verwendeten Lösungsmittels, d. h. des Wassers, praktisch vernachlässigbar sind.
Bei dieser Tränkungsmethode wird jedoch eine grosse Menge Wasser durch die in der Gummiindustrie angewandten Textilstoffe absorbiert-die Wasseraufnahme der Kunstseide aus der Lösung beträgt
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ihre Schrumpfung zu vermeiden. Die dazu benötigte Einrichtung ist bekanntlich eine der teuersten und kompliziertesten Maschineneinheiten der Gummiindustrie, die einen grossen Aufwand erfordert.
Alle die zur Zeit bekannten, zur Erhöhung der Haftfähigkeit der Textil-Gummi-Systeme dienenden Nassverfahren fussen also auf der Tränkung der Textilstoffe, d. h. die Textilstoffe werden durch eine
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Tränkungslösung geführt, wobei dieHexamethylentetramin 30 bis 40
Ammoniak, 25joug 5 bis 15
Siliconölemulsion, 35% ig l bis 5
Borax 1 bis 5
Vinylpyridinlatex, 43% ig 90 bis 150
Wasser 200 bis 300
Die Bereitung einer Emulsion von so hoher Konzentration ist dadurch möglich, dass man das Paraffin nicht in Wasser, sondern in einer in bezug auf Resorcin und Hexamethylentetramin und auf die Hilfsstoffe hochkonzentrierten, zweckmässig gesättigten, wässerigen Lösung emulgiert.
Die beim Vermischen dieser wässerigen Lösung mit dem geschmolzenen Paraffin gebildete grobe Emulsion wird durch eine mechanische oder andere (z. B. Ultraschall) Emulgiereinrichtung in eine feindisperse Emulsion übergeführt.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Emulsionsbereitung wird im folgenden Beispiel beschrieben.
Beispiel : Die Komponenten werden in der folgenden Reihenfolge miteinander vermischt :
Zu einer Lösung von 120 bis 3 Gew.-Teilen Resorcin-Borax in 150 Gew.-Teilen Wasser (70 C) wird eine Lösung von 35 Gew. -Teilen Hexamethylentetramin in 75 Gew.-Teilen Wasser (700C) unter fort-
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gleichfalls unter ständigem Rühren 100 bis 5 Gew.-Teile, vorher bei 1000C geschmolzenen ParaffinStearinsäure-Gemisches zugeführt, wobei eine grobdisperse Emulsion entsteht. Diese wird sodann mittels einer bekannten mechanischen Emulgiereinrichtung, z. B. mit einem Homogenisator, in eine feindisperse Emulsion übergeführt, und diese Emulsion in ein Gefäss eingebracht, das schon 110 Gew.-Teile mit 30 Gew.-Teilen Wasser verdünnten Vinylpyridin-Latex von einer Temperatur von 200C enthält.
Sowohl die Reihenfolge der Zugaben wie auch die vorgeschriebenen Temperaturen müssen genau eingehalten werden, weil sonst leicht eine Koagulation eintreten kann.
Erfindungsgemäss wird die Imprägnieremulsion auf die Oberfläche des vorgetrockneten rohen Textilstoffes dosiert aufgetragen, durch stufenlose Einstellung des Verhältnisses zwischen der Fortbewegunggeschwindigkeit des Textilstoffes und der Umfangsgeschwindigkeit der Aufbringwalzen, sodann wird der auf solche Weise imprägnierte Textilstoff getrocknet und in bekannter Weise mit Kautschukmischung überzogen.
Die Emulsion wird auf die Oberfläche der Textilstoffe, d. h. der in der Gummiindustrie verwendeten Kordgewebe oder schussfreien Kordbahn mittels der in den Fig. la und 1b veranschaulichten Einrichtung aufgetragen.
Die wichtigsten Teile der Einrichtung sind die gekerbten Imprägnierwalzen-10 und 11--, die die Emulsion enthaltenden Rinnen--12 und 13--, in die die Walzen--10 und 11-- eintauchen, die elastischen Streichwalzen --14 und 15--, die mittels eines einstellbaren Gewichtes oder einer Feder an die
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gepresstchern, ferner das Triebwerk--19--, das die ganze Einrichtung mit einer kontinuierlich veränderlichen Umdrehungszahl treibt.
Wie aus Fig. 1c hervorgeht, sind die gekerbten Walzen --10 und 11-- in solcher Weise angeordnet, dass sie in die Emulsion eintauchen und während ihrer Umdrehung die durch ihre mit den auf ihren Mantel angebrachten Kerben vergrösserte Oberfläche aufgenommene Emulsion auf den mit ihnen in Berührung stehenden Textilstoff-16-- auftragen. Die Kerbtiefe und Kerbform sind in solcher Weise ausgebildet, dass eine Walze fähig ist, den halben Umfang der Kordfäden zu imprägnieren, so dass das Auftragen auf beiden Seiten eine vollkommene kreisförmige Imprägnierung sichern soll. Um eine gleichmässige Imprägnierung zu erreichen, berührt bzw. umgibt der Textilstoff die Auftragwalzen-10 und 11-- in Bögen gleicher Länge.
Der imprägnierte Textilstoff wird von der Imprägniereinrichtung in den Trockner geleitet. Die zwei Alternativen in den Fig. la und Ib wurden zu einer senkrechten bzw. waagrechten Trocknungseinrichtung entwickelt, mit Rücksicht auf den Umstand, dass wegen der Gefahr des Anklebens es unerwünscht ist, den imprägnierten Textilstoff umzuleiten, solange er eine beträchtliche Feuchtigkeit enthält. Der getrocknete Textilstoff wird dann kalandriert.
Gemäss Fig. 2 kann die Imprägnier- und Nachtrocknungseinrichtung --20-- zweckmässig in die übliche Kalanderlinie zwischen Vortrockner-21-und Kalander-22-eingebaut werden. Der Platzbedarf der Imprägniereinrichtung ist äusserst gering und der Nachtrockner hat einen nur in einer Richtung sich erstreckenden Platzbedarf, zweckmässig kann er senkrecht angebracht werden. In diesem Fall wird die Umfangsgeschwindigkeit der Imprägnierwalzen an die Geschwindigkeit des aufpressenden Kalanders
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mittels einer mechanischen und/oder elektrischen Schaltung angepasst, wobei das Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeiten stufenlos eingestellt werden, und man das Verhältnis der Fortbewegungsgeschwindigkeit der Textilstoffe zur Umfangsgeschwindigkeit der Streichwalzen verändern kann.
Durch Einstellung dieses Geschwindigkeitsunterschiedes ist die auf den Textilstoffen aufgebrachte Substanzmenge bei allen möglichen Kalandergeschwindigkeiten regulierbar. Ferner kann diese Regulierung eben automatisch mittels einer unmittelbar nach den Imprägnierwalzen angebrachten kontinuierlichen Mess- und Reguliereinrichtung durchgeführt werden. Das durch den Geschwindigkeitsunterschied verursachte Gleiten besorgt zu gleicher Zeit eine Selbstreinigung der Streichwalzen.
Nach dem zitierten Beispiel wird von der 50% eigen Imprägnieremulsion eine Gesamtmenge von 16 Gew.-Teilen auf die Oberfläche des Textilstoffes aufgetragen, bezogen auf sein Eigengewicht. Dies bedeutet eine Aufbringung von 8 Gew.-Teilen Trockensubstanz und von 8 Gew.-Teilen Wasser.. Letz- terer Wert übersteigt nur kaum z. B. die Hälfte des vorangehend schon definierten normalen Luftfeuchtigkeitswertes der Viskosekunstseide. Da die nach dem Imprägnieren zu verdampfende Wassermenge im Vergleich zu den bei üblichen klassischen Imprägniervorgängen vorkommenden Mengen sehr gering ist, wird der Streck-bzw.
Spannprozess der Kordzwirne während des Trocknens überflüssig, und zur Beibehaltung der ursprünglichen Länge des Kordgewebes bzw. zu seiner zweckmässig 1 bis Zeigen Streckung ist die zur Beförderung des Textilstoffes in der Trocknungs- bzw. Kalanderlinie angewandte Anziehkraft genügend.
PATENTANSPRÜCHE ;
1. Verfahren zur Erhöhung der Haftfähigkeit zwischen Textilien und Gummi mittels einer Emulsion, welche Monomere oder Vorkondensate von wärmehärtenden Plasten, Paraffinkohlenwasserstoffe, Latex sowie Emulgiermittel und zweckmässig auch andere, das Verfahren fördernde Zusatzstoffe enthält, da- durch gekennzeichnet, dass man Paraffinkohlenwasserstoffe mit mindestens 15 Kohlenstoffatomen im geschmolzenen Zustand in einer wässerigen Lösung von Monomeren oder Vorkondensaten von wärmehärtenden Plasten emulgiert, die Emulsion mit Butadienstyrol-Latex oder Vinylpyridin-Latex vereinigt, sodann die auf mindestens 28%, zweckmässig auf 500/0, Trockensubstanzgehalt eingestellte Emulsion auf die Oberfläche des vorgetrockneten Textilstoffes aufträgt,
wobei die Menge des aufgebrachten Wassers auf das Eigengewicht des Textilstoffes berechnet, höchstens 13 Gew.-Teile, und die der aufgebrachten Trockensubstanz mindestens 5 Gew.-Teile beträgt.