CH517789A - Verfahren zur Haftfestigkeitsverbesserung von Kautschuk an textilem Verstärkungsmaterial - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren zur   Haftfestigkeitsverbesserung    von Kautschuk an textilem Verstärkungsmaterial
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verbesserung der Haftfestigkeit von natürlichem und synthetischem Kautschuk an textilem Verstärkungsmaterial und ist dadurch gekennzeichnet, dass man das textile Verstärkungsmaterial mit der wässrigen Lösung einer Polyepoxiverbindung, einer Thioverbindung, die eine an mindestens ein Stickstoffatom gebundene =C=S oder   =-C-SH-Gruppe    aufweist, und mit einer Dispersion von natürlichem oder synthetischem Latex imprägniert und anschliessend zusammen nass oder trokken fixiert.



   Das auf diese Weise vorbehandelte Verstärkungsmaterial, insbesondere Cordgewebe, wird anschliessend in üblicher Weise mit einer vulkanisierbaren Gummischicht vereinigt und vulkanisiert.



   Cordgewebe werden zur Verstärkung von Gummiarti   keln    wie Transportbändern, Schläuchen und Fahrzeugreifen benötigt.



   Um der Gummischtcht genügend Haftfestigkeit am textilen Verstärkermaterial zu geben, ist es notwendig, vor dem Aufbringen des Gummis einen Haftvermittler auf dem Cordgewebe zusammen mit einer kleinen Menge Latex vorzufixieren.



   Als Cordgewebe kommen ausser Cellulose-Rayon, insbesondere Synthesefasern wie Polyamid- und Polyesterfasern, ferner auch Glas- und Metallfäden in Betracht.



   Als wichtigste und beste Haftvermittler für Cordgewebe aus Cellulosefasern dürfen die Copolymeren aus Phenol oder insbesondere Resorzin mit Formaldehyd und Latex (kurz RFL genannt) bezeichnet werden, die in Form mannigfacher Vorkondensate eingesetzt werden (Rayon aus Synthetic Textiles 31, 19, 1950).



   Mit dem Aufkommen der Synthesefasern im Cordsektor erwiesen sich die RFL-Haftvermittler in mancher Beziehung als ungenügend. Neben schlechter Haftfestigkeit war insbesondere auch ein zu harter, brettiger Griff des Cordgewebes zu beanstanden, der grosse Schwierigkeiten in der Verarbeitung mit sich brachte.



   Es wurden deshalb zahlreiche Versuche unternommen, um die RFL-Haftvermittler in ihrem Verhalten auf Synthesefasern zu verbessern.



   Beispielsweise wurden sie mit Polyisocyanaten kombiniert (US-Patente Nr. 3 433 768 und 3 240 649, Schweizer Patent Nr. 436 700). Letztere wurden auch allein mit einer Latexemulsion zusammen verwendet (US-Patent Nr. 3 240 659). Auch für Kombinationen von RFL mit Epoxiverbindungen liegen   zahlreihe    Vorschläge vor   (Bri-    tische Patent Nr.   1181    482, Japanisches Patent Nummern 70.00 259 und 70.05 398, Deutsches Patent Nr. 1 620 771 und Nr. 1 928 475, Britisches Patent Nr.   1122    117 und Französisches Patent Nr. 1 478 501).



   Um die beobachteten Nachteile von RFL auf Synthesefasern zu beseitigen wurde auch vorgeschlagen, Epoxiverbindungen unter Zusatz von Katalysatoren, in Kombination mit Latex und ohne RFL zu verwenden (US-Patent Nrn. 2 902 und 3 423 230, Französisches Patent Nr. 1 568 059 und Belgisches Patent Nr. 645 063).



   Nachteile der genannten Verfahren sind im wesentlichen die Notwendigkeit zur Verwendung starker Katalysatoren, wie z.B. Zinkfluorborat, unstabile Dispersionen wasserunlöslicher Epoxiverbindungen und hohe, zu Faserschädigungen führende Fixiertemperaturen.



   Zur Umgehung solcher Schwierigkeiten schlägt deshalb das Französische Patent Nr. 1 571 472 vor, den Katalysator, beispielsweise ein stark basisches Amin, der Faser bereits beim Verspinnen zuzusetzen, ein Vorgehen, das aber mit anderen Nachteilen verbunden ist.



   Demgegenüber erlaubt das Verfahren gemäss vorliegenden Erfindung, die Latexschicht in einfacher Arbeitsweise und unter faserschonenden Bedingungen, ohne Zusatz von Katalysatoren, quantitativ und sehr fest auf verschiedenartigen Cordgeweben zu fixieren und damit eine sehr gute Haftung der anschliessend aufzubringenden Gummierung zu gewährleisten. Besonders bemerkenswert ist auch der weiche und elastische Griff des Cordgewebes.



   An wasserlöslichen Polyepoxiverbindungen kommen allein oder in Kombination die folgenden Verbindungen in Betracht: Diglycidyläther, Äthylenglykol- und Butandioldiglycidyläther, Digylcidylformal, insbesondere aber polyfunktionelle, heretocyclische Epoxiverbindun   gen    wie Triglycidylcyanurat und -isocyanurat, N,N-Dimethyl-digylcidylhydantoin, und die Di- oder Triepoxiverbindungen von Triacryloyl-hexahydrotriazin.  



   Als Schwefelverbindungen, die eine an mindestens ein Stickstoffatom gebundene =C=S- oder   -C-SH-Gruppe    enthalten, sind Thioharnstoff und seine einfachsten Abkömmlinge sowie die Salze der Rhodanwasserstoffsäure zu nennen.



   Als Gummiemulsionen sind natürlich oder synthetischer Latex geeignet, wie beispielsweise Butadien-Acrylnitril und Butadien-Styrolcopolymere, ferner Styrol-Buta   dien-Vinylpyndincopolymere,    Polybutadien, Polyisopren, Polychloropren und Polysulfidkautschuk, vernetzte Polyurethane und sulfochloriertes Polyäthylen.



   Die aufzubringenden Mengen betragen in Trockensubstanz vom Fasergewicht etwa 5 bis 20%, vorzugsweise 10 bis 15%. Der Latexanteil soll 60 bis 95% ausmachen, vorzugsweise 80 bis 90%, während der Anteil an Polysulfid, das aus der Polyepoxiverbindung durch Austausch von Sauerstoff gegen Schwefel entsteht, etwa 5 bis 40%, vorzugsweise aber etwa 10 bis 20% betragen kann. Die Badkozentrationen ergeben sich aus diesen Zahlen und unter Berücksichtigung der Flüssigkeitsaufnahme durch Gewebe.



   Der als einziges Nebenprodukt bei der Reaktion aus dem Thioharnstoff entstehende Harnstoff ist unschädlich und braucht nicht ausgewaschen zu werden, was als weiterer grosser Vorteil des Verfahrens gemäss vorliegender Erfindung zu bewerten ist.



   Die drei Komponenten, nämlich Epoxid, Thioverbindung und Latex können einbadig zusammen auf das Cordgewebe aufgebracht werden. Es ist möglich, zuerst die Epoxiverbindung aufzubringen und anschliessend die Latexemulsion zusammen mit der Thioverbindung, worauf die gemeinsam fixiert werden. Letztere Variante hat zwar den Nachteil, etwas komplizierter zu sein. Dafür sind die Behandlungsbäder unbeschränkt stabil, was im Dreikomponentensystem nicht der Fall ist. Immerhin sind Topfzeiten von 12 bis 24 Stunden erreichbar, was ein sicheres Arbeiten durchaus möglich macht.



   Die Fixierung kann im nassen oder trockenen Zustand erfolgen. Beispielsweise kann das imprägnierte Gewebe aufgerollt in eine Plasticfolie eingehüllt 12 bis 24 Stunden bei Raumtemperatur gelagert und anschliessend getrocknet werden.



   Sie kann auch sofort mittels Heissluft erfolgen, worauf die Fixierung anschliessend ebenfalls in Heissluft vorgenommen wird. Temperatur von 100 bis 2500C entsprechen Fixierzeiten von 3 Minuten bis 30 Sekunden.



   Die anzuwendenden Fixierbedingungen hängen weitgehend vom gewünschten   Arbeitstempo    und vom gesuchtem Effekt ab. Je milder die Bedingungen desto weicher ist der erzielte Griff.



   In den nachfolgenden Beispielen bedeuten die Teile Gewichtsteile und die Temperaturen sind in Celsiusgraden angegeben.



      Reis piel 1   
Man löst zwei Teile Thioharnstoff und zwei Teile Triglycidylisocyanurat in 75 Teilen Wasser und fügt 25 Teile einer 50%igen Emulsion von Styrol-Butadien-Vinylpyridincopolymerlatex hinzu.



   In dieser Emulsion imprägniert man ein Cordgewebe aus Polyesterfasern, wobei die Gewichtszunahme auf 50% eingestellt wird. Gleich anschliessend wird getrocknet und mit Heissluft fixiert. Die Zeitdauer beträgt 60 Sekunden bei 1800. Das Gewebe besitzt einen vollen, geschmeidigen und weichen Griff.



   Es wird anschliessend durch beidseitige Beschichtung in vulkanisierbarem Kautschuk eingebettet und 30 Minuten bei 1450 vulkanisiert.



   Die Haftfestigkeit des Kautschuks an den eingeschlossenen Polyesterfäden ist sehr gut, wie aus Zugversuchen bei 1200 hervorgeht.



   Verwendet man anstelle von Triglycidylisocyanurat gleiche Teile N,N-Dimethyl-diglycidylhydantoin oder gleiche Teile der Triepoxiverbindung von Triacryloylhexahydrotriazin und verfährt im übrigen wie beschrieben, so erhält man ähnlich gute Ergebnisse.



   Verwendet man anstelle eines Cordgewebes aus Polyesterfasern ein solches aus Rayon-, Glas- oder Poly   amidfasern    so erhält man ebenfalls ähnlich gute Haftfestigkeitswerte.



   Beispiel 2
Ein Cordgewebe aus Polyesterfasern wird in einer   Scr,ipen    wässrigen Lösung von Triglycidylisocyanurat imprägniert und bei 2000 getrocknet. Anschliessend wird es in eine wässrige Zubereitung von 30 Teilen einer   50%gen    Emulsion von Styrol-Butadien-Copolymerlatex und 5 Teilen Thioharnstoff eingetaucht und erneut während zwei Minuten bei 2000 in Heissluft getrocknet und thermofixiert.



   Das Gewebe wird wie in Beispiel 1 beschrieben weiterbehandelt. Es weist dieselben guten Eigenschaften auf.



   Verwendet man anstelle von   Tliioharnstoff    gleiche Teile Natriumrhodanid oder anstelle von Triglycidylisocyanurat eine der anderen in Beispiel 1 genannten Epoxiverbindungen und verfährt im übrigen wie beschrieben, so erhält man ähnlich gute Resultate.



   PATENTANSPRUCH I
Verfahren zur Verbesserung der Haftfestigkeit von natürlichem oder synthetischem Kautschuk an textilem Verstärkermaterial, dadurch gekennzeichnet, dass man das textile Verstärkermaterial mit der wässrigen Lösung einer Polyepoxiverbindung, einer Thioverbindung, die eine an mindestens ein Stickstoffatom gebundene =C= S- oder   C-CH-Gruppe    aufweist, und einer Dispersion von natürlichem oder synthetischem Latex imprägniert und sie anschliessend zusammen nass oder trocken fixiert.



   UNTERANSPRÜCHE
1. Verfahren nach   Patentanspruch    I, dadurch gekennzeichnet, dass man ein Cordgewebe aus Polyamid, Polyester. Glas oder Metall oder Gemischen solcher Fasern verwendet.

 

   2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet. dass man Thioharnstoff oder ein wasserlösliches Salz der Rhodanwasserstoffsäure verwendet.



   3. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man die   Epoxiverbindung,    die Thioverbindung und die Latexemulsion einbadig aus wässrigem Medium auf das Cordgewebe aufbringt und sie durch Trocknen und trockene Wärmebehandlung fixiert.



   4. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Di- oder Triepoxiverbindung verwendet, die sich von Hydantoin oder von Triazin ableitet.



   PATENTANSPRUCH II
Das nach dem Verfahren gemäss Patentanspruch I beschichtete textile Verstärkermaterial.

**WARNUNG** Ende DESC Feld konnte Anfang CLMS uberlappen**.



   

Claims (1)

1. **WARNUNG** Anfang CLMS Feld konnte Ende DESC uberlappen **.

   Als Schwefelverbindungen, die eine an mindestens ein Stickstoffatom gebundene =C=S- oder -C-SH-Gruppe enthalten, sind Thioharnstoff und seine einfachsten Abkömmlinge sowie die Salze der Rhodanwasserstoffsäure zu nennen.

   Als Gummiemulsionen sind natürlich oder synthetischer Latex geeignet, wie beispielsweise Butadien-Acrylnitril und Butadien-Styrolcopolymere, ferner Styrol-Buta dien-Vinylpyndincopolymere, Polybutadien, Polyisopren, Polychloropren und Polysulfidkautschuk, vernetzte Polyurethane und sulfochloriertes Polyäthylen.

   Die aufzubringenden Mengen betragen in Trockensubstanz vom Fasergewicht etwa 5 bis 20%, vorzugsweise 10 bis 15%. Der Latexanteil soll 60 bis 95% ausmachen, vorzugsweise 80 bis 90%, während der Anteil an Polysulfid, das aus der Polyepoxiverbindung durch Austausch von Sauerstoff gegen Schwefel entsteht, etwa 5 bis 40%, vorzugsweise aber etwa 10 bis 20% betragen kann. Die Badkozentrationen ergeben sich aus diesen Zahlen und unter Berücksichtigung der Flüssigkeitsaufnahme durch Gewebe.

   Der als einziges Nebenprodukt bei der Reaktion aus dem Thioharnstoff entstehende Harnstoff ist unschädlich und braucht nicht ausgewaschen zu werden, was als weiterer grosser Vorteil des Verfahrens gemäss vorliegender Erfindung zu bewerten ist.

   Die drei Komponenten, nämlich Epoxid, Thioverbindung und Latex können einbadig zusammen auf das Cordgewebe aufgebracht werden. Es ist möglich, zuerst die Epoxiverbindung aufzubringen und anschliessend die Latexemulsion zusammen mit der Thioverbindung, worauf die gemeinsam fixiert werden. Letztere Variante hat zwar den Nachteil, etwas komplizierter zu sein. Dafür sind die Behandlungsbäder unbeschränkt stabil, was im Dreikomponentensystem nicht der Fall ist. Immerhin sind Topfzeiten von 12 bis 24 Stunden erreichbar, was ein sicheres Arbeiten durchaus möglich macht.

   Die Fixierung kann im nassen oder trockenen Zustand erfolgen. Beispielsweise kann das imprägnierte Gewebe aufgerollt in eine Plasticfolie eingehüllt 12 bis 24 Stunden bei Raumtemperatur gelagert und anschliessend getrocknet werden.

   Sie kann auch sofort mittels Heissluft erfolgen, worauf die Fixierung anschliessend ebenfalls in Heissluft vorgenommen wird. Temperatur von 100 bis 2500C entsprechen Fixierzeiten von 3 Minuten bis 30 Sekunden.

   Die anzuwendenden Fixierbedingungen hängen weitgehend vom gewünschten Arbeitstempo und vom gesuchtem Effekt ab. Je milder die Bedingungen desto weicher ist der erzielte Griff.

   In den nachfolgenden Beispielen bedeuten die Teile Gewichtsteile und die Temperaturen sind in Celsiusgraden angegeben.

   Reis piel 1 Man löst zwei Teile Thioharnstoff und zwei Teile Triglycidylisocyanurat in 75 Teilen Wasser und fügt 25 Teile einer 50%igen Emulsion von Styrol-Butadien-Vinylpyridincopolymerlatex hinzu.

   In dieser Emulsion imprägniert man ein Cordgewebe aus Polyesterfasern, wobei die Gewichtszunahme auf 50% eingestellt wird. Gleich anschliessend wird getrocknet und mit Heissluft fixiert. Die Zeitdauer beträgt 60 Sekunden bei 1800. Das Gewebe besitzt einen vollen, geschmeidigen und weichen Griff.

   Es wird anschliessend durch beidseitige Beschichtung in vulkanisierbarem Kautschuk eingebettet und 30 Minuten bei 1450 vulkanisiert.

   Die Haftfestigkeit des Kautschuks an den eingeschlossenen Polyesterfäden ist sehr gut, wie aus Zugversuchen bei 1200 hervorgeht.

   Verwendet man anstelle von Triglycidylisocyanurat gleiche Teile N,N-Dimethyl-diglycidylhydantoin oder gleiche Teile der Triepoxiverbindung von Triacryloylhexahydrotriazin und verfährt im übrigen wie beschrieben, so erhält man ähnlich gute Ergebnisse.

   Verwendet man anstelle eines Cordgewebes aus Polyesterfasern ein solches aus Rayon-, Glas- oder Poly amidfasern so erhält man ebenfalls ähnlich gute Haftfestigkeitswerte.

   Beispiel 2 Ein Cordgewebe aus Polyesterfasern wird in einer Scr,ipen wässrigen Lösung von Triglycidylisocyanurat imprägniert und bei 2000 getrocknet. Anschliessend wird es in eine wässrige Zubereitung von 30 Teilen einer 50%gen Emulsion von Styrol-Butadien-Copolymerlatex und 5 Teilen Thioharnstoff eingetaucht und erneut während zwei Minuten bei 2000 in Heissluft getrocknet und thermofixiert.

   Das Gewebe wird wie in Beispiel 1 beschrieben weiterbehandelt. Es weist dieselben guten Eigenschaften auf.

   Verwendet man anstelle von Tliioharnstoff gleiche Teile Natriumrhodanid oder anstelle von Triglycidylisocyanurat eine der anderen in Beispiel 1 genannten Epoxiverbindungen und verfährt im übrigen wie beschrieben, so erhält man ähnlich gute Resultate.

   PATENTANSPRUCH I Verfahren zur Verbesserung der Haftfestigkeit von natürlichem oder synthetischem Kautschuk an textilem Verstärkermaterial, dadurch gekennzeichnet, dass man das textile Verstärkermaterial mit der wässrigen Lösung einer Polyepoxiverbindung, einer Thioverbindung, die eine an mindestens ein Stickstoffatom gebundene =C= S- oder C-CH-Gruppe aufweist, und einer Dispersion von natürlichem oder synthetischem Latex imprägniert und sie anschliessend zusammen nass oder trocken fixiert.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man ein Cordgewebe aus Polyamid, Polyester. Glas oder Metall oder Gemischen solcher Fasern verwendet.

   2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet. dass man Thioharnstoff oder ein wasserlösliches Salz der Rhodanwasserstoffsäure verwendet.

   3. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man die Epoxiverbindung, die Thioverbindung und die Latexemulsion einbadig aus wässrigem Medium auf das Cordgewebe aufbringt und sie durch Trocknen und trockene Wärmebehandlung fixiert.

   4. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Di- oder Triepoxiverbindung verwendet, die sich von Hydantoin oder von Triazin ableitet.

   PATENTANSPRUCH II Das nach dem Verfahren gemäss Patentanspruch I beschichtete textile Verstärkermaterial.