DD208638A5

DD208638A5 - Verfahren zur kontinuierlichen herstellung von faserverstaerkten bahnen

Info

Publication number: DD208638A5
Application number: DD83248749A
Authority: DD
Inventors: Guenter H Tesch
Original assignee: Tesch G H
Priority date: 1982-03-12
Filing date: 1983-03-11
Publication date: 1984-04-04
Also published as: AU563936B2; DE3363879D1; JPS58167152A; NZ203527A; ATE20254T1; CA1241533A; EP0089018B1; EP0089018A1; AU1219283A

Abstract

Durch die Erfindung wird ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von faserverstaerkten Bahnen geschaffen, bei dem die Bahnen auch im nicht abgebundenen bzw. nicht vulkanisierten Zustand einen eigenen inneren Zusammenhalt,insbesondere auch eine Faserverstaerkung aufweisen.Dazu wird ein elastisches, unausgeschaeumtes Material, z.B.Gummigranulat, ein aus Nadelfilzbodenbelag gewonnenes Granulat,aufschaeumbare Elastomere oder ein mastiziertes Kautschukfell, als Kernschicht zwischen eine Unterlagsschicht und eine Deckschicht gebracht,von denen mindestens eine auessere Schicht aus aktiv nadelfaehigen Fasern besteht, worauf die drei Schichten miteinander vernadelt werden. Solche, z.B. als Bodenbelag dienende Bahnen koennen darueber hinaus noch mit Bindemitteln getraenkt oder beaufschlagt werden, die Gummi enthaltenden Kernschichten koennen ausvulkanisiert werden.Der Zusammenhalt der Kernschicht wird anfangs allein durch das Vernadeln der drei Schichten erreicht, durch das zusaetzliche Abbinden oder Vulkanisieren erhaelt eine solche Bahn eine zusaetzliche Bindewirkung von innen.

Description

248749 7 Berlin, den 24.06.1983

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Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von faserverstärkten Bahnen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von faserverstärkten Bahnen,

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Faserverstärkte Bahnen werden aus den verschiedensten, elastischen Materialien hergestellt, wobei neben der Verwendung von Rohmaterialien verstärkt auch Altmaterial zur Anwendung gelangt.

Aus der DE-OS 2.162.233 ist es bekannt, granulierte, irreversibel vernetzte Elastomere mit einem thermoplastischen Bindemittel zu vermischen, auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes des Bindemittels, aber unterhalb der Zersetzungetemperatür des Elastomeren zu erhitzen, als Film aus einer Breitschlitzdüse zu extrudieren und zwischen gekühlten Bändern einer Doppelbandpresse auf eine unterhalb des Schmelzpunktes des Bindemittels liegende Temperatur abzukühlen.

Aus der DE-AS 1.089.954 ist ein Verfahren zur Erzeugung von Platten oder anderen geformten Erzeugnissen aus Gummiabfall und Textilfasern aus Gummiabfall bekannt j bei-dem aus Cordeinlagen gebrauchter Fahrzeugluftreifen durch zerschneiden, brechen und mahlen dieser Reifen gewonnene, imprägnierte Textilfaden mit einer kleinen Menge von kleinstückigem Gummi unter Zusatz von Bindemitteln, wie Natur- oder Kunstharzen oder Klebstoff vermischt werden und das Gemisch dann

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heiß gepreßt wird.

Aus der DE-AS 1„038.266 ist ein Verfahren zur Herstellung von aus Textilfasern, insbesondere Textilabfällen, und Bindemittel bestehendem, porösem Werkstoff bekannt, bei dem die Textilfasern in trockenem Zustand zu kleinen Einheiten zusammengeballt und diese Faserballen unter Umwälzung in einer Trommel mit einem flüssigen, tropfenförmig zerteiltem Bindemittel besprüht werden, so daß dieses punktförmig auf der Oberfläche der Fasergutballen haftet, worauf unter weiterer Umwälzung der entstehenden Masse ein Härtemittel aufgesprüht und sodann die Masse geformt, getrocknet und gehärtet wird·

Aus der Kautschukherstellung ist es bekannt, elastische Bahnen dadurch herzustellen, daß eine mastizierte, mit Vulkanisiermitteln versehene Bahn z. B. unter Dampfeinwirkung ausvulkanisiert wird·

All diesen bekannten Verfahren ist gemeinsam, daß die noch nicht verfestigte bzw, noch nicht vulkanisierte Bahn keinen Zusammenhalt über ihre gesamte Fläche aufweist· Aus diesem Grunde muß die elastische Bahn bis zum Aushärten bzw. Ausvulkanisieren durch einen Träger gestützt werden. Werden mehrere solcher noch nicht ausgehärteter bzw· noch nicht ausvulkanisierter Bahnen übereinander zwischengelagert, so müssen die einzelnen Bahnlagen zwischen sich Trennschichten, wie z· B· Silikonpapier, aufweisen. Ein freies, nicht unterstütztes Bewegen solcher Bahnen, auch wenn es sich dabei z, B· um ein mastiziertes Kautschukfeil handelt, ist¹ nicht mögliche ·

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Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Überwindung der vorgenannten Mangelο

Darlegung dea Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von faserverstärkten Bahnen zu schaffen, bei dem die Bahnen auch im nicht abgebundenen bzw. nicht vulkanisierten.Zustand einen eigenen inneren Zusammenhalt, insbesondere auch eine I'a server Stärkung, auf?/eisen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird das aus der Textiltechnik bekannte Verfahren des Vernadelns herangezogen«,

Beim sogenannten Vernadeln werden aus einer auf eine andere Schicht aufgelegten, faserhaltigen Schicht mittels mit Widerhaken versehener Nadeln Einzelfasern oder Faserbuschel in die andere Schicht hineingestochen, in der sie beim Zurückziehen der Nadeln stecken bleiben und dadurch die Verbindung der faserhaltigen Schicht mit der anderen Schicht herbeIfiihren₀ Voraussetzung zur Durchführung der Technik des Verna,delns ist somit das Vorhandensein einer Schicht aus "aktiv nadelfähigen Stoffen", d» h,, einer Schicht, welche aus zur Durchführung des Nadelprozesses heranziehbaren, faserförmigen Gebilden besteht oder derartige Gebilde enthält« Die andere Schicht, in die die aktiv nadelbaren Pasern eingebracht werden, muß mindestens passiv nadelbar sein, d. h., sie muß die in sie eingestochenen Fasern halten können, , . „ _Γ ,

Eine solche passiv nadelbare Schicht kann selbst aktiv nadelfähig sein, passiv nadelbare Schichten können aber auch bekannterweise durch Gewebe, Gewirke, Spunbonds, Folien aus Kunststoff oder Papier oder dergleichen gebildet sein«,

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Sowohl die Deckschicht, als auch die Unterlagsschicht können auch mehrlagig aufgebaut sein. So kann die Unterlagsschicht aus einer Kunststoffolie und aus einem Faservlies bestehen, wobei z. B, die Folie der Kernschicht zugewandt ist.

Es hat sich nun überraschenderweise gezeigt, daß auch elastisches, unausgeschäumtes Material, wie z. B. Granulate aus vulkanisiertem Gummi, sei es aus Altgummiabfällen oder sei es extra hierfür hergestellt, synthetisch hergestellte, unausgeschäumte Elastomere, mit oder ohne Bindemittel versehene, aus Nadelfilzbodenbelägen gewonnene Granulate oder auch noch nicht vulkanisierte, mit Vulkanisierhilfsmitteln, insbesondere Weichmachern versehene Kautschukfeile als zwischen zwei außen liegenden Schichten befindliche Kernschicht zwischen diesen eingenadelt werden kann»

Durch das Vernadeln der aus den einzelnen Schichten bestehenden, noch nicht abgebundenen bzw· noch nicht vulkanisierten Bahnen können sehr schnell eine Vielzahl von Haltefasern in relativ großer Dichte in diese Bahnen eingebracht werden, wodurch die drei Schichten untereinander gehalten werden und die in der Kernschicht vorhandenen, elastischen Materialien, spwie diesen gegebenenfalls beigemischten Füllstoffe wie Sandpartikel oder dergleichen, am Eintreten in die bzw. am Durchdringen der Außenschichten gehindert werden.

Die so gebildete faserverstärkte, elastische Bahn hat einen eigenen inneren Zusammenhalt und kann nun auch ohne Trag- und/oder Stützfläche - freischwebend - gehandhabt werden»

Eine solche Bahn kann als elastischer Boden für Sport- und Spielplätze verwendet werden, wobei diese nicht abgebundene bzw, nicht ausvulkanisierte Bahn auf den abzudeckenden Boden aufgebracht wird, der zuvor z, B, mit einer Klebschicht ver-

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sehen wurde, um der Bahn eine Haftung gegenüber dem Untergrund zu vermitteln. Diese an den Boden haftende Bahn wird daraufhin mit einem flüssigen Bindemittel, z. B. einem Zweikomponentenkleber wie Polyurethan getränkt, worauf daa eigentliche Abbinden im eingebauten Zustand der Bahn erfolgt«

Als aktiv nadelfähige Fasern können herkömmliche Synthesefasern aus Polyester, Polyamid, Polypropylen oder dergleichen oder natürliche Pasern, wie Baumwolle oder dergleichen verwendet werden, die Auswahl ist hier auch in bezug auf die zu vernadelnde Kernschicht und auf die später erwünschten Eigenschäften der Bahn zu wählen. Die zweite Außenschicht, die, wie oben dargelegt, mindestens passiv vernadelbar sein muß, kann aus denselben Pasern bestehen, es können aber auch die obengenannten Bahnen verwendet werden.

Die Vernadelung der drei Schichten bringt es mit' sich, daß die nicht miteinander verbundenen Teilchen bzw. die Masse der Kernschicht nicht nur zwischen den beiden Außenschichten gehalten werden, sondern auch an einem wesentlichen Verschieben in der Erstreckungsebene der Bahn gehindert werden«, Die bei der fabrikseitigen Herstellung gleichmäßig verteilten und mit einer konstanten Schichtdicke eingebrachten Pestteilchen verbleiben somit auch ohne Abbindung bzw. Vulkanisation in ihrer einmal festgelegten Lage. Dies auch dann, wenn in die nicht abgebundene bzw. nicht vulkanisierte Bahn quer zu ihrer Erstreckungsebene Öffnungen, wie Ausstanzungen, Schlitze oder dergleichen angebracht werden«.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besteht die aus einem elastischen, ungeschäumten Material bestehende Kernschicht aus einem Granulat, das beim Vernadeln nicht durchstochen werden kann. Die Korngröße wird dabei je nach ge-

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wünschter Enddicke der Bahn gewählt, bevorzugt beträgt die Korngröße max, 5 mm. Es ist aber auch möglich, größeres Granulat zu vernadeln; dann sollte die Stichdichte, d. h,, die Anzahl der Wadeleinstiche pro Flächeneinheit kleiner gewählt werden und ea sollten Vernadelungsnadeln eines größeren Durchmessers zur Anwendung gelangen. Die vernadelten Haltefasern befinden sich dann jeweils zwischen zwei oder mehr Partikeln, Aufgrund der Elastizität des Granulats und des beim Nadeln hervorgerufenen Innendruckes - beim Vernadeln werden die Schichten zusammengedrückt, wobei diese Verdichtung durch die Haltefasern aufrecht erhalten wird - werden die Kontaktflächen zwischen den Granulatpartikeln vergrößert, so daß, da die Granulatpartikel eine mindestens rauhe Oberfläche aufweisen, die Granulatpartikel auch unter einander an einem Verrutschen gehindert werden«

Gemäß einer Ausführungsform wird das Granulat aus ausvulkanisiertem Gummi hergestellt, d. h· granuliert. Es kann sich dabei um aufgearbeitete Gummiabfälle handeln, die z, B, aus alten Autoreifen oder dergleichen gewonnen werden. Andererseits kann auch eine speziell für den vorgesehenen Verwendungszweck hergestellte Gummimischung ausvulkanisiert und granuliert werden. Dabei ist es möglich, der mastizierten Kautschukmasse bestimmte, gewünschte Zusatzstoffe beizumischen. Es kann auch eine Mischung aus Abfall-Gummi mit daraus festgelegten Eigenschaften und gesondert hergestelltem Gummi gewünschte Eigenschaften als Kernschicht verwendet werden. Das verwendete Abfall-Gummi kann noch Verstärkungsfasern, wie Cordeinlagen oder ^ dergleichen,· enthalten. Vor dem Vernadeln können einer solchen Kernschicht noch Füllstoffe, wie Sandpartikel oder dergleichen, beigemischt werden, wobei eine vernadelte Bahn einem solchen Gemisch einen Zusammenhalt bietet, der bei einer bekannten Bahn erst durch das Verfestigen, z, B, durch vulkanisieren, erhalten

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Gleiches gilt für den Fall, daß die Kernschicht aus Gummigranulat und/oder Pullstoffen und aufschäumbaren Elastomeren besteht, wobei das Aufschäumen der Elastomere auch noch viel später vorgenommen werden kann₀ Solche aufschäumbare Elastomere können in Granulat- oder Kugelform vorliegen und z. B₀ mit Treibmitteln versehener Kautschuk oder Kunststoff sein*

G^emäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Gummipartikel und gegebenenfalls die Füllstoffpartikel vor dem Einbringen zwischen die beiden äußeren Schichten mit einem Überzug versehen worden, wobei dieser Überzug gemäß einer Ausführungsform aus einem unter Hitze und/oder Druck aktivierbarem Bindemittel besteht, welches erst nach dem Vernadeln der Bahn aktiviert wird_o

Gemäß einer anderen Ausführungsform besteht dieser Überzug aus einer Komponente eines Zwei-Komponenten-Bindemittels,. wobei die zweite Komponente dieses Bindemittels frühestens nach dem Vernadeln der Bahn, bevorzugt erst am Verwendungsort der Bahn in flüssiger oder pulverförmiger Form in die Bahn eingebracht wird. So kann eine solche mit der einen Komponente des Bindemittels versehene Bahn auf Sportplätzen ausgerollt werden, worauf dann die zweite Komponente des Bindemittels aufgesprüht oder aufgestreut wird·

Gemäß einer weiteren Ausführungsform besteht der Überzug de₍r Partikel aus einem Gleitmittel, wodurch beim Einstechen der Vernadelungsnadeln diese an den Partikeln leichter entlanggleiten können und diese Partikel den Nadeln durch geringfügiges seitliches Verschieben aueweichen können_e Nach dem Vernadeln kann dieses Gleitmittel, insbesondere unter Wärmezufuhr, verdunsten oder verdampfen, ein solches Gleitmittel

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kann aber auch eine Vernetzung zwischen den einzelnen Gummipartikeln bewirken oder auch langsam in das Granulat einziehen, ohne dessen Eigenschaften wesentlich zu verändern. Ein solches Gleitmittel kann z. B. Wasser sein«

Die elastischen, nicht ausgeschäumten Granulatpartikel können auch mit einem Quellmittel überzogen werden, wodurch die Oberfläche der Granulatpartikel mehr oder weniger tief aufquillt ο Dieses Aufquellen erleichtert den Vernadelungsnadeln das Durchdringen der Kernschicht, da die Oberfläche des Granulates nicht nur v/eicher geworden ist, sondern gegebenenfalls a-n den Widerhaken der Vernadelungsnadeln hängen gebliebene Teilchen aus dem Granulat herausgerissen werden, ohne daß dieses selbst wesentlich seine Lage verändert. Bevorzugt wird dieses Quellmittel nach dem Vernadeln wieder entfernt, wobei dies z. B, unter nachfolgendem Heißkalandern durchführbar ist.

Als elastisches, ungeschäumtes, die Kernschicht bildendes Material ist auch ein Granulat anzusehen, das durch Granulieren von Nadelfilzbodenbelägen gewonnen wird. Bei der Herstellung von Nadelfilzbodenbelägen werden in der Regel als letztem Arbeitsschritt die sogenannten Randstreifen, in denen aufgrund ihrer Randlage Unregelmäßigkeiten vorliegen, abgeschnitten. Auch am Anfang und am Ende einer Charge sind bei dem Bodenbelag Flächen vorhanden, die einen bestimmten Qualitätawert des Bodenbelages unterschreiten und deshalb als Abfall anzusehen sind. Die Elastizität eines*solchen Nadel- -filzbodenbelages, der bisher als nicht wiederverwendbarer Abfall betrachtet wurde, kann nun dadurch ausgenutzt werden, daß diese Abfallstreifen oder -flächen zu einem Granulat mit einer Korngröße von z, B. 2-5nim granuliert werden und als Kernschicht bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein-

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gesetzt wird,. Dieses Granulat liegt dabei bevorzugt in Form von Faserklümpchen vor, die vorzugsweise mindestens zum Teil mit einem Bindemittel aus Gummilatex verbunden sind. Wird nun eine nicht voll deckende Deckschicht mit groben, aktiv nadelfähigen Pasern, z. B. mit einem Fasertiter von 100 detex, verwendet, und diese groben Pasern mit einem geringen Flächengewicht auf die Kernschicht abgelegt, worauf diese Fasern aktiv vernadelt werden, so bleiben die Granulate der Kernschicht zwischen diesen Pasern sichtbar. Man erhält dadurch eine Bahn, die wiederum als Teppich, verwendet werden kann, wobei, insbesondere wenn die Granulate verschiedene Farben aufweisen, eine optisch ansprechende Gehseite erhalten wird. Die elastischen Eigenschaften dieser Bahn entsprechen im wesentlichen denen der zuvor beschriebenen aus Gummigranulaten bestehenden Bahnen«,

Während bei dem oben beschriebenen Vernadeln von Gummigranulat das Vernadeln den nicht miteinander verbundenen Partikeln einen inneren Zusammenhang bietet, erhalt dann, wenn als elastisches, ungeschäumtes, die Kernschicht bildendes Material ein mastiziertes, mit Vulkanisiermitteln versehenes Kautschukfell verwendet wird, dieses eine Faserverstärkung, die auch schon von dem Vulkanisieren diesem Kautschukfell eine Verstärkung liefert, Unvulkanisierte Kautschukfelle können sich aufgrund ihrer Plastizität sehr leicht in ihrer Form verändern, insbesondere wenn sie ohne Stütz- bzw. Tragfläche gehandhabt werden sollen. Dies beginnt bei einer Querschnittsverkleinerung und führt über ein Einreissen de3 Felles bis zum vollständigen Durchreissen«, Durch das Einstechen der Ver-> · nadelungsnadeln werden zwar in dem Kautschukfell schwächende Durchbrechungen geschaffen, da aber gleichzeitig die Verstärkungsfasern mechanisch mit dem Kautschukfell verbunden werden, wird die eigene Stabilität einer solchen Bahn vergrößert. Die durch die Fädeln hervorgeruffenen Durchs

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brechungen werden aufgrund der Plastizität des Kautschukfelles und des durch die beiden außen liegenden Schichten auf das Kautschukfell ausgeübten Druckes wieder geschlossen. Inabesondere die vernadelten, Gummi- oder Teppichbodengranulate und gegebenenfalls Füllstoffe enthaltenden Bahnen können, sei es fabrikseitig oder am späteren Verwendungsort, mit einem Bindemittel getränkt oder beaufschlagt werden, wobei dieses Bindemittel Latex, Flussiggummi, Bitumen, modifiziertes Polyurethan, ein Duroplast oder auch Bauzement sein kann«, Eine solche Bahn kann aber auch mit einem Lösungsmittel getränkt oder beaufschlagt werden, wobei zwischen den einzelnen Kautachukbestandteilen eine Vernetzung hervorgerufen wir de

Gemäß einer Ausführungsform wird die vernadelte Bahn gepreßt oder kalandert, insbesondere formgepreßt bzw. -kalandert, wobei dies vor dem Vulkanisieren oder gleichzeitig zum Vulkanisieren der Bahn durchgeführt wird. Das Vulkanisieren kann in bekannter Art und Weise, z« B. unter Hitze und/oder Druck, durchgeführt werden. Mindestens die die beiden Außenschichten verbindenden Haltefasern werden beim Vulkanisationsprozeß in die vulkanisierende Kautschukmasse voll eingebunden. Ist z. B. auf eine vernadelte Bahn Flüssiggummi aufgegeben worden, wird diese Bahn unter Druck vulkanisiert, so wird mindestens die auf der Aufgabeseite des Flüssiggummis liegende äußere Schicht mit in die Gummimasse eingebunden, so daß diese z. B. Fasern oder ein Gewebe enthaltende Schicht bei der ausvulkanisierten Bahn nicht mehr sichtbar ist. Andererseits is,t es auch möglich, die Fasern aufweisende äußere' Schicht oder z, B₀ das Gewebe mit einer solchen Stärke auszubilden, daß dort auch nach dem Vulkanisationsprozeß nur diese Fasern bzwo dieses Gewebe sichtbar sind, die Bahn somit einen textilen Charakter aufweist₀ Es kann auch eine nicht voll deckende

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Deckschicht mit groben, aktiv nadelfähigen Fasern verwendet werden, und diese groben Pasern aktiv vernadelt werden. Eine interessante Struktur läßt sich erzielen, wenn die Faserschicht so gewählt wird, daß nach dem Vulkaniaationsprozeß zwar die Fasern außen sichtbar bleiben, die mittlere, Gummi enthaltende Schicht aber zwischen den Fasern erkennbar bleibt» Analoges gilt auch für die Bahn, in die die Textilabfälle eingearbeitet wurden, wobei man insbesondere dann, wenn man verschieden farbige Textilabfälle benutzt und diese nach dem Vernadeln noch durchsehe inen, eine interessante farbliche Wirkung erreichte

Weben dem obenangeführten Pressen oder Kalandern kann die vernadelte Bahn auch geformt, insbesondere gewickelt werden, worauf die Bahn dann in dieser Form vulkanisiert wird bzw. abbindet»

Gemäß einer besonderen Ausführungsform werden als aktiv nadelbare Fasern unter Hitzeeinwirkung schrumpfbare Fasern verwendet ..und nach dem Vernadeln der Bahn ein Schrumpfprozeß durchgeführt, wodurch die Kernschicht weiter verdichtet wird.

Die zuvor beschriebenen Bahnen können als Teppich verwendet werden. Gegenüber herkömmlichen Teppichen, die meist von der Unterlagsschicht her mit Latex oder dergleichen beaufschlagt werden, wodurch die Fasern zusätzlich zum Vernadeln gebunden werden, liegt nun hier eine Teppichbahn vor, bei der die zusätzliche Bindung nicht von außen aufgebracht wird, sondern als Kernschicht schon vor dem Vernadeln eingebracht ist.

Je nachdem wie dicht die Deckschicht, die in der Regel die aktiv nadelbaren Fasern enthält, aufgelegt wurde, scheint die

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das elastische Material aufweisende Kernschicht mehr oder weniger durch diese Deckschicht hindurch. Die Deckschicht kann allerdings auch so dicht gemacht werden, daß die das elastische Material, wie Gumraigranulat oder dergleichen enthaltende Kernschicht überhaupt nicht sichtbar ist, eine erfindungsgemäße Bahn somit den Eindruck eines herkömmlichen Nadelfilzbodenbelages bietet, der jedoch gegenüber bekannten Bodenbelägen elastischer aein kann.

Die z. B, auf den Gummigranulaten liegenden Pasern der Deckschicht, die die Gehseite darstellt, stellen eine Gleitfläche für die im wesentlichen aus Gummi bestehende Bahn dar, während die Gummikernschicht verhindert, daß Wasser und Schmutzpartikel in die Bahn eindringen bzw, die Bahn durchdringen können,

Ausführungabeispiel

Weitere Ausfuhrungsformen und Vorteile der Erfindung werden im folgenden anhand von Ausführungabeiapielen beschrieben«, Es zeigt:

Pig, 1: eine schematische Darstellung einer Anlage zur Durchführung des Verfahrens;

Pig, 2: eine schematische Darstellung des Schnittes durch eine vernadelte, Gummipartikel und Füllstoffe aufweisende Bahn vor der Vulkanisierung;

Pig, 3: eine schematische Darstellung eines Schnit'tes durch ^w eine vernadelte, elastische Bahn, in der aufschäumbare Elastomere aufgeschäumt wurden;

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Pig. 4: eine schematische Darstellung eines Schnittes durch eine vernadelte und unter Formen vulkanisierte Bahn, und

Fig. 5; eine vernadelte, elastische Bahn, die mit einer Nadelfilzbahn vernadelt wurde.

Gemäß Fig. 1 wird auf eine Fördereinrichtung hier ein Förderband 1, eine Unterlagsschicht 2 abgelegt, auf die, hier von einer Austragsvorrichtung 3 dosiert, die Kernschicht 4 aufgetragen wird. Auf diese Kernschicht 4 werden aktiv nadelfähige Fasern, hier in Form eines Faservlieses 5 aufgelegt, worauf dieses Dreischichtensystem eine'r Nadelmaschine 6 zugeführt wird.

Solche Nadelmaschinen 6 sind aus der textlien Nadelfilztechnik bekannt (vgl₀ z. B. Krcma, Textilverbundstoffe, Seite 139 bis 141 )o Bei einer solchen Nadelmaschine 6 wird das zu vernadelnde System, hier das Dreischichtensystem, über eine mit Bohrungen versehene Grundplatte 7 geführt· Oberhalb des zu vernadelnden Gegenstandes ist ein die Vernadelungsnadeln 8 tragendes Nadelbrett 9 angeordnet, welches sich fortwährend so weit auf und ab bewegt (Doppelpfeil 10), daß die Nadelspitzen 11 in ihrer untersten Stellung den zu vernadelnden Gegenstand gewöhnlich ganz durchdrungen haben, während sie in ihrer obersten Stellung mit dem noch zu vernadelnden Gegenstand keine Berührung aufweisen. In dieser obersten Stellung kann der zu vernadelnde Gegenstand, hier das Dreischichtensystem, in Vorschubrichtung (Pfeil 12) taktweise verschoben werden, während es beim eigentlichen Vernadeln stillstehen muß. Die Vernadelungsnadeln 8 tragen an ihrem Schaft mindestens einen - hier zwei - Widerhaken 13, mit denen sie einzelne Fasern oder Faserbüschel ergreifen

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und in den zu vernadelnden Gegenstand hineinziehen, bzw. durch diesen hindurchziehen. Beim Zurückfahren der Nadeln 8 lösen sich die mitgenommenen Fasern oder Faserbüschel von den Widerhaken 13 und verbleiben in der passiv vernadelten Schicht, hier der Unterlagsschicht 2 und der Kernschicht 4·

Während nun beim Yernadeln in der Textilindustrie, bei der Herstellung von Nadelfilzteppichen, die eine Enddicke von z. B. 4 - 6 mm aufweisen, die Nadelbreitter 9 eine Vielzahl von dicht beieinander angeordneten Nadeln besitzen und dieses Nadelbrett z. B, mit einer Geschwindigkeit von 700 Hüben pro Minute bewegt v/erden kann, muß nun beim Vernadeln von elastischen, unausgeschäumten Materialien, wie Gummigranulat, aufgeschäumte Elastomere, mastizierten Kautschukfellen oder Teppichbodengranulaten, denen gegebenenfalls noch Füllstoffe wie Sandpartikel beigegeben wurden, die Dichte der Nadeln 8 in dem Nadelbrett 9 vergrößert und die Hubzahl stark verringert werden.

Sind diese Kriterien erfüllt, so kann auch eine Schicht, die die vorgenannten Materialien enthält, einem Nadelprozeß zugeführt werden, wobei die Nadeln an den Gummi- bzw* Füllst offpartike In entlang gleiten und diese gegebenenfalls geringfügig seitlich verschieben,. Dieses Entlanggleiten und seitliche Verschieben wird erleichtert, wenn die Partikel mit einem ein Gleiten erleichternden Überzog versehen sind_o

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, verringert sich beim Vernadeln des Dreischichtensystems die Dicke desselben, da zum einen die Fasern enthaltende Schicht 5 durch das Vernadeln verdichtet wird, zum anderen diese Faserschicht 5 und, je nach Ausbildung, auch die Unterlagsschicht 2 in die Randbereiche der Kernschicht aufgrund der Elastizität deren

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Materials hineingezogen bzw. hineingedrückt werden. Darüber hinaus wird auch das elastische Material der Kernschicht selbst etwas zusammengepreßt und verbleibt unter einer gewissen Spannung« Aufgrund der Elastizität dieser Partikel werden die Kontaktflächen zwischen einzelnen Partikeln vergrößert, da die Oberflächen derselben nachgeben können. Aufgrund dieses Zusammenpressen wird die spätere Vulkanisation der aus einz-elnen Körnchen bestehenden Bahn auch dann erleichtert, wenn nicht noch zusätzlich flüssige Bindemittel wie Latex oder Flüssiggummi zugegeben werden,,

Gemäß der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform der Anlage zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die vernadelte, elastische Bahn zwischen zwei Kalanderwalzen 14 und 15 hindurchgeführt, mit denen, insbesondere wenn sie beheizt sind, die Vulkanisation vorgenommen werden kann. Die beiden Kalanderwalzen 14 und 15 werden, zwischen sich die Bahn führend und auf diese einen : ausübend, aufeinander zugedrückte

2 Bahn führend und auf diese einen Druck von 2-5 bar/cm

Die aus den Kalanderwalzen austretende elastische Bahn 16 weist eine Dicke auf, die nicht wesentlich kleiner ist, als die Dicke der Bahn 16 vor den Kalanderwalzen, da das elastische Material sich nach dem Kalandern wieder ausdehnt.

Fig. 2 zeigt nun eine vernadelte, Gummipartikel 17 und Füllstoffpartikel 18 aufweisende Bahn 16 in vergrößerter und schematisierter Darstellung, wobei ersichtlich -ist j daß die Unterlagsschicht 2 mit der Deckschicht 5 über die Haltefasern 19, die sich durch die Kernschicht 4 hindurch erstrecken. In der Ausführungsform gemäß Fig. 2 wird als Unterlagsschicht 2 und als Deckschicht 5 ein aktiv vernadelbares Faservlies verwendet· Die Bahn 16 ist hier von beiden Außenseiten her ver-

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nadelt, was durch die "Fasertrichter" 20 ersichtlich ist, die sich an den Einstichstellen der Vernadelungsnadeln 8 ausbilden. In diese Pasertrichter 20 werden auch Faserenden und Paserteile von Fasern, die nicht durch die Widerhaken ergriffen werden, teilweise hineingezogen. Die die Bahn durchdringenden Haltefasern 19 sind über die Fläche der Bahn ungleichmäßig verteilt, weshalb bei einem Schnitt durch eine solche Bahn in der Praxis nur sehr v/enig Haltefasern 19 zu sehen sind·

Fig. 3 zeigt nun eine vernadelte, elastische Bahn, in der aufschäumbare Elastomere 21 und Füllstoffpartikel 18 vernadelt wurden, worauf die Elastomere durch Aktivieren des Treibmittels aufgeschäumt wurden. Die aufgeschäumten Elastomere füllen nicht nur die Zwischenräume zwischen den Füllstoffpartikeln 18 voll aus, sondern führen auch dazu, daß die in den außen liegenden beiden Schichten 2 und 5 befindlichen Fasern nach außen gedrückt werden, was zu einer kleine Wölbungen aufweisenden Oberflächenstruktur der Bahn führt,, Um ein Auseinanderplatzen der Bahn 16 zu verhindern, empfiehlt es sich insbesondere hier die Bahn von beiden Seiten her zu vernadeln, um eine ausreichende mechanische Verbindung zwischen den beiden Außenschichten aufrecht zu erhalten. Der Schäumvorgang kann allerding auch in einer Doppelbandpresse vorgenommen werden, so daß dem Schäumen der Elastomere 21 ein weiterer, dann äußerer Widerstand entgegengesetzt wird. In der Fig» 3 sind die aufgeschäumten Elastomere 21 schraffiert gekennzeichnet. Wenngleich dies dort so*aussieht, sind , die Haltefasern 19 nicht durch die Elastomere 21 hindurchgeführt, sondern sie sind lediglich von diesen beim Aufschäumen vollständig umhüllt worden.

Für die Herstellung der in Fig, 4 gezeigten Bahn 16 wurden

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Gummigranulatt eilchen und FUIl at off part ilcel 18, z, B. Sandkügelchen, zwischen zwei vorvernadelte Faservlies bahnen gebracht, von beiden Seiten her vernadelt und dann in einer Formpresse vulkanisiert₀ Diese Formpresse z. B, eine Doppelbandpresse, wies auf der einen Pressenseite eine ebene, geschlossene Oberfläche auf, wodurch die in der Fig. 4 untere Seite der Bahn eine glatte Oberfläche erhielt, während die andere Pressenseite eine ebeneoberfläche besaß, in der voneinander beabstandet eine Vielzahl von Öffnungen vorgesehen waren, so daß die Bahn im Bereich dieser Öffnungen weniger stark zusammengepreßt wurde, als in den daneben liegenden Bereichen, Die ausvulkanisierte Bahn erhält dadurch die in Fig. 4 ersichtlichen Noppen 22, die über die Fläche der Bahn 16 hervorstehen. Im Bereich dieser Noppen 22 ist die Bahn 16 etwas elastischer als in den benachbarten Bereichen.

Durch die Verwendung von dickeren, vorvernadelten Faservliesbahnen als Deckschicht 5 und/oder als Unterlageschicht weist eine solche Bahn 16 einen gegebenenfalls beidseitig textilen Charakter auf«, Wird eine solche Bahn auf eine besonders glatte und rutschige Unterlage gelegt, so besteht die Gefahr, daß sie gegenüber einer solchen verrutscht. Hier kann nun dadurch Abhilfe geschaffen werden, daß man den oberen Teil einer Noppe 22, wie in Fig. 4 anhand der rechten Noppe dargestellt ist, abschneidet, wodurch in diesem Bereich die vulkanisierte Gummischicht nach außen hervortritt, Y/ird nun eine solche Bahn 16 mit ihren abgeschnittenen Noppen 22 so auf einen glatten Boden gelegt, daß die hervorstehenden Noppen auf diesem Boden zu liegen kommen, d. h₀, genau umgekehrt, wie in der Zeichnung dargestellt, so dienen die abgeschnittenen Noppen als Rutschsicherung,

Fig. 5 zeigt nun eine vernadelte, elastische Bahn 16, auf

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die eine Nadel filzbahn 23 aufgenadelt wurde. Der Nadelfilzbahn 23 entnommene Haltefasern 24 wurden in die elastische Bahn 16 hineingenadelt, wodurch die beiden Bahnen mechanisch miteinander verbunden sind. Dieses Vernadeln der beiden Bahnen 16 und 23 kann sowohl vor dem Vulkanisieren der elastischen Bahn 16, als auch nach dem Vulkanisieren derselben vorgenommen werden«.

Nach einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel wird ein mastifiziertes, mit Vulkanisiermitteln versehenes Kautschukfell zwischen die Unterlagsschicht und die Deckschicht eingebracht, worauf diese drei Schichten miteinander vernadelt werden. Eine solche Bahn kann nun frei, d. h. ohne Trag- oder Trägerschicht gehandhabt werden, ohne daß die Gefahr besteht, daß das Kautschukfell sich in seiner Dicke ändert, einreißt oder zerreißt. Anstelle der in Pig. 1 dargestellten Austragsvorrichtung 3 tritt dann die Zuführung, z. B. in Form eines Bandförderers oder von einer RoIIe₀

Eine wetterte', nicht gesondert dargestellte, jedoch mit einer Anlage nach Fig. 1 herstellbare Ausführungsform besteht darin, als Kernschicht ein aus Nadelfilzbodenbelag granuliertes Granulat einer Korngröße von 2 - 3 mm zwischen die beiden Schichten 2 und 5 einzubringen und zu vernadeln. Solches Granulat liegt in Form von FaserklUmpchen vor und enthält zum Teil noch Gummilatex. Die Deckschicht 5 wird durch grobe Fasern, z. B. Dorixfasern, gebildet, die nicht deckend auf die Kernschicht abgelegt werden. ,Nach,dem Ver-, nadeln scheint die aus Nadelfilzbodenbelag-Granulat bestehende Kernschicht durch die Deckschicht hindurch. Durch Verwenden von verschieden farbigem Granulat, z. B. aus verschiedenen Chargen der Teppichherstellung, wird eine Musterung erzielt. Auch hier ist es möglich, eine solche

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vernadelte Bahn 16 mit Flüssiggummi zu beaufschlagen, um eine weitere Verfestigung der Granulatteilchen zu erhaltene

Bei den obenbeachriebenen Ausführungsbeispielen können darüber hinaus vor dem Vernadeln noch Einlagen eingebracht werden. So ist es möglich, die Kernschicht nicht mittels einer Austragsvorrichtung 4 aufzubringen, sondern davon mehrere vorzusehen und zwischen diesen AustragsvorrIchtungen der Kernschicht Cordfäden aus synthetischem Material oder auch Stählfäden einzubringen. Diese Fäden lassen sich wie oben für die Füllstoffe beschrieben mitvernadeln. Als Einlage können aber auch Metallplättchen eingebracht werden, wobei dann beim Vernadeln darauf geachtet werden muß, daß im Bereich dieser Metallplättchen keine Nadeln durchgestochen werden«

Die Fäden oder die Metallplättchen werden zuvor entsprechend bearbeitet, so daß beim Vulkanisieren eine Haftwirkung zwischen den Kautschukmassen und den Einlagen vorhanden ist,

Beispiel:

Es wurden zwei identische (Faservliese aus Polyesterfasern mit 70 % Fasern eines Titers von 6,7 dtex und 30 % Fasern eines Titers von 17 dtex mit einem Flächengewicht von 115 g/m und einem Befatexträger mit einem Flächengewicht

ρ von 25 g/m unter jeweils zweiseitigem Vernadeln mit einer Stichdichte von 24 Einst ichen/cm hergestellt.

Auf .das eine Faservlies als Unterlagsschicht wurde Gummigranulat mit einer Korngröße von 1 mm mit einem Flächenge-

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wicht von 3,7 kg/m abgelegt, mit dem anderen Easervlies.

abgedeckt und mit einer Stichdichte von 24 Einstichen/cm vernadelt ο

Auf die vernadelte Bahn wurde 720 g/m eines Gemisches 1:1 von Latex 160 und Wasser aufgetragen und bei 130 ⁰C vier Stunden lang getrocknet.

Man erhielt eine elastische Bahn mit einer Dicke von 4 mm.

V/enngleich zuvor das Vernadeln des Dreischichtensystems mittels aus der textlien Nadelfilztechnologie bekannter Nadelmaschinen beschrieben wurde (vgl· Krcma, Textilverbundstoffe, VEB Fachbuchverlag Leipzig, 1963, Seite 139 bis 141), so sollen unter Vernadeln auch ähnliche Verfahren verstanden werden. Insbesondere lassen sich zum Vernadeln des Dreischichtensystems auch Nähwirkverfahren verwenden, die auf Malimo-, Maliwatt- oder Arachne-Maschinen (siehe Krcma, a_oa,0., Seiten 141 bis 151) durchgeführt werden.

Claims

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Erfindungsansprüche

1β Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von faserverstärkten Bahnen, gekennzeichnet dadurch, daß ein elastisches, unausgeschäumtes Material als Kernschicht zwischen eine Unterlagsschicht und eine Deckschicht gebracht wird, wobei mindestens eine äußere Schicht aus aktiv nadelfähigen Fasern besteht, worauf die drei Schichten miteinander vernadelt werden,

2, Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Schichten durch der Deckschicht und der Unterlagsschicht entnommene Haltefasern vernadelt werden,

3, Verfahren nach Punkt 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß als elastisches, unauageschäumtes Material für die Kernschicht von den Vernadelungsnadeln nicht durchstechbares Granulat verwendet wird,

4, Verfahren nach Punkt 3_f gekennzeichnet dadurch, daß die Haltefasern zwischen den Granulatpartikeln eingebracht werden»

5, Verfahren nach Punkt 3 oder 4, gekennzeichnet dadurch, daß das Granulat aus vulkanisiertem Gummi gewonnen wird»

6, Verfahren nach einem der Punkte 3 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß der iCernschicht vor dem Vernadeln Füllstoffe wie Sandpartikel oder dergleichen beigemischt Λ/ierden,

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7· Verfahren nach einem der Punkte 3 bis 6, gekennzeichnet dadurch, daß die Kernschicht aus Gummigranulat und/oder Mullstoffen und aufschäumbapan, Aipht durchatechbaren Elastomeren besteht, welch letztere nach dem Vernadeln aufgeschäumt werden,

8. Verfahren nach Punkt 7, gekennzeichnet dadurch, daß die aufschäumbaren Elastomere in Granulat- oder Kugelform vorliegen.
9. Verfahren nach Punkt 7 oder 8, gekennzeichnet dadurch, daß ala aufschäumbare Elastomere ein mit Treibmitteln versehener Kautschuk oder Kunststoff verwendet wird·

1Oo Verfahren nach einem der Punkte 4 bis 6, gekennzeichnet dadurch, daß die Gummipartikel und gegebenenfalls die Pullstoffpartikel vor dem Einbringen zwischen die beiden äußeren Schichten mit einem Überzug versehen werden.
11. Verfahren nach Punkt 10, gekennzeichnet dadurch, daß die Partikel mit einem unter Hitze und/oder Druck aktivierbaren Bindemittel überzogen werden.
12. Verfahren nach Punkt 11, gekennzeichnet dadurch, daß das Bindemittel nach dem Vernadeln der Bahn aktiviert wird«
13. Verfahren nach Punkt 10, gekennzeichnet dadurch, daß der Überzug die eine Komponente eines Zwei-Komponenten-Bindemittels ist und die zweite Komponente frühestens nach dem.Vernadeln eingebracht wird.

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14· Verfahren nach Punkt 10, gekennzeichnet dadurch, daß die Partikel mit einem Gleitmittel überzogen werden.

15o Verfahren nach Punkt 10, gekennzeichnet dadurch, daß die Partikel mit einem Quellmittel beaufschlagt werden.
16. Verfahren nach Punkt 15, gekennzeichnet dadurch, daß das Quellmittel nach dem Vernadeln, vorzugsweise unter Heißkalandern, wieder entfernt wird,

17· Verfahren nach Punkt 3 oder 4, gekennzeichnet dadurch, daß das Granulat durch Granulieren von Nadelfilzbodenbelägen gewonnen ist.

18, Verfahren nach Punkt 17, gekennzeichnet dadurch, daß dieses Granulat aus Paaerklümpchen besteht, die vorzugsweise mindestens zum Teil mit einem Bindemittel aus Gummilatex verbunden sind«,

19· Verfahren nach Punkt 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß als elastisches, unausgeschäumtea, die Kernschicht bildendes Material ein mastiziertes, mit Vulkanisationshilfsmitteln, insbesondere Weichmachern, versehenes Kautschukfell verwendet wird₀

2Oo Verfahren nach einem der vorhergehenden Punkte, gekennzeichnet dadurch, daß eine nicht voll deckende Deckschicht mit groben, aktiv nadelfähigen Pasern verwendet ' wird und diese groben Pasern aktiv vernadelt werden_e

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21, Verfahren nach Punkt 20, gekennzeichnet dadurch, daß die groben Fasern mit einem so geringen Flächengewicht auf die Kernschicht abgelegt und vernadelt werden, daß die Kernschicht zwischen diesen Fasern sichtbar sind.

22, Verfahren nach einem der vorhergehenden Punkte, gekennzeichnet dadurch, daß die vernadelte Bahn mit einem Bindemittel getränkt oder beaufschlagt wird,

23· Verfahren nach Punkt 22, gekennzeichnet dadurch, daß als Bindemittel Latex, Flüssiggummi, ein Thermoplast, wie Polyäthylen, elastomerer Bitumen oder dergleichen verwendet werden»

24· Verfahren nach einem der Punkte 1 bis 21, gekennzeichnet dadurch, daß die vernadelte Bahn mit einem Lösungsmittel getränkt oder beaufschlagt wird·

25· Verfahren nach einem der vorhergehenden Punkte, gekennzeichnet dadurch, daß die vernadelte Bahn gepreßt oder kalandert, insbesondere formgepreßt bzw. -kalandert wird.

26, Verfahren nach einem der vorhergehenden Punkte, gekennzeichnet dadurch, daß die vernadelte Bahn, insbesondere unter Hitze und/oder Druck, vulkanisiert, abgebunden oder ausgehärtet wird,

27, Verfahren nach einem der vorhergehenden Punkte j gekennzeichnet dadurch, daß die vernadelte Bahn geformt, insbesondere gewickelt wird, und gegebenenfalls in dieser Form vulkanisiert wird bzw. abbindet.

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Verfahren nach einem der vorhergehenden Punkte, gekennzeichnet dadurch, daß als aktiv nadelbare Pasern unter Hitzeeinwirkung schrumpfbare Pasern verwendet werden und daß nach dem Vernadeln der Bahn ein Schrumpfprozeß durchgeführt wird·

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen