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Die
Erfindung betrifft eine vulkanisierte Kautschukmischung mit abriebsbeständigen
und medienbeständigen Eigenschaften, enthaltend:
- – wenigstens eine Kautschukkomponente;
- – einen Fluorkunststoff sowie
- – Mischungsingredienzien.
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Es
gibt eine Vielzahl von Artikeln mit einem elastischen Grundkörper
aus einer vulkanisierten Kautschukmischung, die einen Oberflächenbereich
aufweisen, der Abriebskräften und/oder Hitze und/oder Flüssigkeiten
(z. B. Öle, Benzine) und oder Gasen (z. B. Ozon), die den
Artikel beschädigen können, ausgesetzt ist.
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Es
ist bekannt, dass vulkanisierte Kautschukmischungen auf der Basis
polarer Kautschuke, insbesondere auf der Basis von Fluor-Kautschuk
(FKM), eine hohe Chemikalien- und Hitzebeständigkeit aufweisen.
Auf dieser Werkstoffgrundlage werden Formartikel, Extrusionsartikel
und Behälterauskleidungen hergestellt.
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Da
jedoch polare Kautschuke, insbesondere FKM, im Hinblick auf ihre
dynamisch-mechanischen Eigenschaften einen begrenzten Anwendungsbereich
erfassen, werden in Kautschukmischungen auf einer anderen Kautschukbasis,
beispielsweise auf Basis von BR, EPDM oder NR, ein Fluorkunststoff
eingemischt. Alternativ hierzu wird der zu schützende Oberflächenbereich
des elastomeren Grundkörpers mit einer Schicht aus Fluorkunststoff
ausgestattet. Die bevorzugten Fluorkunststoffe sind dabei Polytetrafluorethylen
(PTFE), Polyvinylfluorid (PVF) und Polyvinylidenfluorid (PVDF).
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In
den Offenlegungsschriften
DE
42 32 947 A1 und
WO
94/11187 A1 werden mehrschichtige Stoffbahnen zur Bildung
von flexiblen Behältern, Planen, Schutzanzügen,
Zelten und dergleichen mit einer Barriereschicht aus PVF oder PVDF,
die insbesondere als Folien ausgebildet sind, vorgestellt. Diese
Barriereschichten zeichnen sich insbesondere unter dem Aspekt der
Gift- und Kampfstoffabwehr aus.
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Aus
der Patentschrift
EP
0 826 915 B1 ist ein Kraftstoffschlauch bekannt, der zwecks
Verbesserung der Medienbeständigkeit mit einer Innenschicht
aus einem Fluorkunststoff, beispielsweise auf der Basis einer Folien-Innenschicht,
ausgestattet ist. Dieses Werkstoffkonzept findet zwischenzeitlich
auch bei Chemikalienschläuchen, Pharmaschläuchen,
Lebensmittelschläuchen und Trinkwasserschläuchen
eine breite Anwendung. Von besonderer Bedeutung ist dabei PTFE,
insbesondere wiederum in Form einer PTFE-Folie.
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Antriebsriemen
umfassen eine Kraftübertragungszone und einen Riemenrücken
auf, wobei diese beiden Oberflächenbereiche Abriebskräften
ausgesetzt sind. Aus diesem Grunde werden die Kraftübertragungszone
und/oder der Riemenrücken mit einer Textilauflage in Form
eines Gewebes, Gewirkes oder Gestrickes versehen. Um derartige Antriebsriemen
zusätzlich noch ölbeständig auszurüsten,
werden die Textilauflagen mit einem Fluorkunststoff, insbesondere
auf Basis PTFE, getränkt und versiegelt. Diesbezüglich
wird insbesondere auf die Offenlegungsschrift
WO 2005/080821 A1 verwiesen.
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Wie
das Beispiel anhand der Antriebsriemen verdeutlich, werden bislang
bei der Herstellung von Artikeln, an die Abriebsbeständigkeit
und zugleich Medienbeständigkeit gefordert werden, differenzierte
Werkstoffkonzepte (Hybridkonzepte) herangezogen, und zwar einerseits
auf der Basis von Textilauflagen als Abriebschutz und andererseits
auf der Basis eine Fluorkunststoffes zur Erhöhung der Medienbeständigkeit.
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Hinsichtlich
des Einsatzes von PTFE in der Elastomertechnik wird ergänzend
auf die Literatur KGK Kautschuk Gummi Kunststoffe 58. Jahrgang
Nr. 5, 2005, Seiten 226 bis 229, verwiesen.
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Im
Rahmen einer Weiterentwicklung besteht die Aufgabe der Erfindung
darin, eine vulkanisierte Kautschukmischung der eingangs genannten
Art bereitzustellen, mit der auf der Grundlage eines einheitlichen Werkststoffkonzeptes
eine Verbesserung der Abriebsbeständigkeit und Medienbeständigkeit
erzielbar ist, und zwar unabhängig davon, ob bei einem
aus dieser Kautschukmischung hergestellter Artikel nur die Abriebsbeständigkeit
oder nur die Medienbeständigkeit im Vordergrund steht oder
beide Kriterien erfüllt werden müssen.
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Gelöst
wird diese Aufgabe dadurch, dass der Fluorkunststoff in abgebauter
Form vorliegt, wobei der abgebaute Fluorkunststoff pulverförmig
bei geringer Partikelgröße in die Kautschukmischung
eingemischt ist.
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Von
besonderer Bedeutung ist in diesem Sinne ein abgebautes PTFE. Der
Abbau erfolgt durch chemische und/oder physikalische Methoden. Der
Abbau erfolgt insbesondere thermisch oder durch Bestrahlung, insbesondere
wiederum durch Elektronenbestrahlung. Der abgebaute Fluorkunststoff
bzw. das bevorzugte abgebaute PTFE verfügen über
freie Radikale, die an die Kautschukkomponente/n anbinden können.
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Die
Partikelgröße des Fluorkunststoffs bzw. des bevorzugten
PTFE beträgt ≤ 1 mm, insbesondere ≤ 0,1
mm, insbesondere wiederum ≤ 0,01 mm. Eine Versuchsreihe
hat dabei ergeben, dass bei einer Partikelgröße
von 0,0001 mm bis 0,01 mm die besten Ergebnisse im Hinblick auf
die Aufgabenstellung erzielt werden.
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Der
Anteil des Fluorkunststoffes bzw. des bevorzugten PTFE in der Kautschukmischung
beträgt 2 bis 100 phr, wobei insbesondere folgende Mengenbereiche
zur Anwendung gelangen:
- – Bei Artikeln,
an die vorrangig die Erfüllung der Abriebsbeständigkeit
gefordert wird, beträgt der Anteil 2 bis 30 phr, insbesondere
2 bis 20 phr.
- – Bei Artikeln, an die vorrangig die Erfüllung
der Medienbeständigkeit gefordert wird, beträgt
der Anteil 10 bis 100 phr, insbesondere 20 bis 70 phr. Dieser Mengenbereich
ist auch dann vorteilhaft, wenn Abriebsbeständigkeit und
Medienbeständigkeit erfüllt werden müssen.
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Die
Kautschukmischung umfasst eine unverschnittene Kautschukkomponente
oder einen Kautschukkomponentenverschnitt, wobei insbesondere folgende
Kautschukkomponenten zu nennen sind:
Ethylen-Propylen-Mischpolymerisat
(EPM)
Ethylen-Propylen-Dien-Mischpolymerisat (EPDM)
Nitrilkautschuk
(NBR)
(teil)hydrierter Nitrilkautschuk (HNBR)
Fluor-Kautschuk
(FKM)
Chloropren-Kautschuk (CR)
Naturkautschuk (NR)
Styrol-Butadien-Kautschuk
(SBR)
Isopren-Kautschuk (IR)
Butylkautschuk (IIR)
Brombutylkautschuk
(BIIR)
Chlorbutylkautschuk (CIIR)
Butadien-Kautschuk (BR)
Chloriertes
Polyethylen (CM)
Chlorsulfoniertes Polyethylen (CSM)
Polyepichlorhydrin
(ECO)
Ethylen-Vinylacetat-Kautschuk (EVA)
Acrylat-Kautschuk
(ACM)
Siliconkautschuk (VMQ)
Fluorierter Methylsiliconkautschuk
(MFQ)
Perfluorinierter Propylen-Kautschuk (FFPM)
Perfluorcarbon-Kautschuk
(FFKM)
Polyurethan (PU)
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Auch
der Einsatz eines Verschnittes, insbesondere in Verbindung mit einem
der vorgenannten Kautschuktypen, beispielsweise ein NR/BR-Verschnitt,
ist möglich.
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Von
besonderer Bedeutung sind: EPM, EPDM, HNBR, CR, NR oder FKM, die
insbesondere jeweils unverschnitten zur Anwendung gelangen.
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Die üblichen
Mischungsingredienzien umfassen wenigstens einen Vernetzer oder
ein Vernetzersystem (Vernetzungsmittel und Beschleuniger). Weitere
Mischungsingredienzien sind zumeist noch ein Füllstoff und/oder
ein Verarbeitungshilfsmittel und/oder ein Weichmacher und/oder ein
Alterungsschutzmittel sowie gegebenenfalls weitere Zusatzstoffe
(z. B. Farbpigmente, Fasern). Diesbezüglich wird auf den
allgemeinen Stand der Kautschukmischungstechnologie verwiesen.
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Auch
ein thermoplastisches Vulkanisat, wobei der Kautschukmischung zusätzlich
ein thermoplastischer Kunststoff, beispielsweise Polystyrol, Polyamid,
Polyester oder Polypropylen, beigemischt ist, kann eingesetzt werden.
Hinsichtlich der diesbezüglichen Werkstofftechnologie wird
beispielsweise auf die Offenlegungsschriften
DE 100 04 632 A1 und
DE 103 36 424 A1 verwiesen.
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Die
erfindungsgemäße vulkanisierte Kautschukmischung
kann das gesamte Elastomerbauteil des Artikels erfassen oder ausschließlich
dessen Elastomerbauteiloberfläche. Nach beiden Varianten
ist dabei der Fluorkunststoff bzw. das bevorzugte PTFE im Wesentlichen
gleichmäßig in die Kautschukmischung eingearbeitet.
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Im
folgenden werden die bevorzugten Artikelanwendungen, bei der die
erfindungsgemäße Kautschukmischung zum Einsatz
gelangt, vorgestellt.
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Reifen
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Reifen
kommen als Luftreifen und Vollgummireifen zum Einsatz. Dabei ist
die Abriebsbeständigkeit von Reifen-Laufflächen
ein wesentliches Produktmerkmal. Typischerweise bestehen diese Laufflächen
aus vernetzten und gefüllten Kautschukmischungen. Typische
Füllstoffe sind Ruß oder Silika in Kombination
mit Silanen. Das gewünschte Eigenschaftsbild wird durch
eine geeignete Kombination von Füllstoffen und Kautschuktypen
erreicht, wobei Zielkonflikte auftreten. Dies bedeutet, dass die
Verbesserung einer Eigenschaft einhergeht mit einer Verschlechterung
einer anderen Eigenschaft.
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Die
Verbesserung der Abriebsbeständigkeit einer Reifen-Lauffläche
wird bislang durch Anpassung des Polymersystems erreicht, insbesondere
durch Erhöhung des Gehaltes an Butadien-Kautschuk und/oder durch
Einsatz eines höher aktiven Füllstoffes, beispielsweise
durch einen Ruß mit höherer Oberfläche.
Es resultieren daraus jedoch starke Beeinträchtigungen
der anderen Eigenschaften, beispielsweise Rissbeständigkeit,
Nassgriff, Wärmeaufbau und Prozessierbarkeit.
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Es
wurde nun überraschenderweise gefunden, dass mit der erfindungsgemäßen
Kautschukmischung eine weitgehend eigenschaftsneutrale Verbesserung
der Abriebsbeständigkeit erreicht werden kann. Dabei kann
der gesamte Elastomerkörper („Body-Mischung”)
oder insbesondere ausschließlich die Lauffläche
mit der erfindungsgemäßen Kautschukmischung ausgestattet
werden.
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Im
Rahmen des experimentellen Teiles wird auf die neue Laufflächenmischung
noch näher eingegangen.
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Fördergurte
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Fördergurte
bestehen aus einer tragseitigen und laufseitigen Deckplatte sowie
einem eingebetteten Festigkeitsträger (Gewebe, Stahlseile).
Dabei ist die tragseitige Deckplatte einem Verschleiß durch
Abrieb ausgesetzt, und zwar bedingt durch das Fördermaterial
(z. B. Erze), insbesondere innerhalb des Aufwurfbereiches sowie
an der Abwurftrommel. Was die laufseitige Deckplatte betrifft, so
wird der Verschleiß durch die Tragrollen, Umlenkrollen,
Antriebstrommel und Umkehrtrommel bewirkt. Auch der Kontakt mit Ölen
kann bei beiden Seiten auftreten. Bei der tragseitigen Deckplatte
kann insbesondere noch hinzukommen, dass werkstoffschädigende
Chemikalien im Fördermaterial enthalten sein können.
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Die
Bereitstellung abriebfester und medienbeständiger tragseiter
und laufseitiger Deckplatten von Fördergurten ist noch
heute eine Herausforderung. Entwickelt wurden bislang Reibschichten
auf Kautschukbasis, beispielsweise auf NBR-Basis (
DE 40 39 584 A1 ), die sich
jedoch nicht oder nur eingeschränkt bewährt hatten. Als
Entwicklungsschwerpunkt hat sich in der jüngeren Vergangenheit
daher die Überwachung der Oberflächen der tragseitigen
und/oder laufseitigen Deckplatten herausgebildet, beispielsweise
mittels opto-elektronischer Systeme (Kameraüberwachung),
wobei beispielsweise auf die Patentschrift
EP 1 660 393 B1 verwiesen
wird.
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Mit
der erfindungsgemäßen Kautschukmischung wird nun
auch bei Fördergurten ein neuer Lösungsweg beschritten.
Bei Fördergurten ist es dabei zweckmäßig,
die gesamte tragseitige und laufseitige Deckplatte mit der erfindungsgemäßen
Kautschukmischung auszustatten. Aber auch eine ausschließlich
auf die Deckplattenoberfläche ausgerichtete Variante ist
möglich. Dem wirtschaftlichen Aspekt von Großförderanlagen,
die sich über mehrere Kilometer erstrecken können,
kommt daher eine große Bedeutung zu.
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Antriebsriemen
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Antriebsriemen,
die zumeist mit einem eingebetteten Festigkeitsträger mit
in Längsrichtung verlaufenden parallel angeordneten Zugträgern
versehen sind, kommen in verschiedenen Ausführungsformen
vor, und zwar als Flachriemen, Keilriemen, Keilrippenriemen und
Zahnriemen, die jeweils einen Unterbau mit einer Kraftübertragungszone
und eine Decklage als Riemenrücken aufweisen. Der wesentliche
Unterschied liegt dabei in der Konstruktion der Kraftübertragungszone,
bedingt durch unterschiedliche Oberflächengeometrien, beispielsweise
durch eine zahnförmige Profilierung. Die Entwicklung abriebfester
wie auch zusätzlich medienbeständiger, insbesondere ölbeständiger,
Antriebsriemen nimmt heute einen besonders breiten Raum ein, wobei
beispielsweise auf die eingangs zitierte Offenlegungsschrift
WO 2005/080821 A1 verwiesen
wird.
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Bei
Antriebsriemen hat man nun die Möglichkeit, den gesamten
elastomeren Grundkörper mit der erfindungsgemäßen
Kautschukmischung auszustatten. Es genügt jedoch auch hier,
ausschließlich den Oberflächenbereich der Kraftübertragungszone
und/oder des Riemenrückens mit der erfindungsgemäßen
Kautschukmischung zu versehen. Von besonderer Bedeutung ist das
neue Werkstoffkonzept bei der Realisierung einer abriebfesten und
medienbeständigen Kraftübertragungszone ohne Verwendung
einer Textilauflage.
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Schlauchförmige Körper
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Schlauchförmige
Körper umfassen die Produktgruppe Förderschläuche
aller Art, Luftfederbälge (Kreuzlagenbälge, Axialbälge)
und Kompensatoren in verschieden Ausführungen. Das Aufbauprinzip
ist dabei überall gleich, nämlich umfassend eine
Außenschicht (Mantel), eine Innenschicht (Seele) sowie
insbesondere einen eingebetteten ein- oder mehrlagigen Festigkeitsträger,
insbesondere in Form textiler Festigkeitsträger. Zusätzlich
können noch Zwischenschichten, beispielsweise zwischen
zwei Festigkeitsträgerlagen, vorhanden sein.
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Bei
der Innenschicht kommt es lediglich auf die Medienbeständigkeit
an, während bei der Außenschicht neben der Medienbeständigkeit
auch die Abriebsbeständigkeit von Bedeutung sein kann.
Bei Großschläuchen, insbesondere bei Schwimmschläuchen
für Off-Shore-Anlagen, ist es daher erforderlich, dass
die Außenschicht des Schlauches und/oder des Auftriebskörpers
mit einer schützenden Außenhaut versehen wird.
Bisher wurde diesbezüglich ein elastomerer Werkstoff mit
einem eingebetteten Festigkeitsträger (
EP 1 024 942 B1 ) oder eine
abriebsbeständige Spezialfolie, insbesondere eine UHMwPE-Folie
(
DE 100 61 182 A1 ), verwendet.
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Mit
der erfindungsgemäßen Kautschukmischung kann/können
nun die Innenschicht und/oder die Außenschicht eines Schlauches
ausgestattet sein. Hiermit sind fertigungstechnische Vorteile verbunden,
die hiermit aufgezeigt werden.
- – Nach
dem Stand der Technik ( EP
0 826 915 B1 ) ist die Innenschicht beispielsweise eines
Kraftstoffschlauches oder Chemikalienschlauches aus einer vulkanisierten
Kautschukmischung gebildet, die zusätzlich mit einer dünnen
medienbeständigen Schlauchinnenhaut („Inliner”)
aus einem Fluorkunststoff, insbesondere in Form einer PTFE-Folie,
gegenüber dem zu transportierenden Medium geschützt
ist. Besteht die Schlauchinnenhaut jedoch nicht aus einem Fluorkunststoff,
sondern beispielsweise aus einer Folie aus Polyamid oder Polyethylen,
so kann mit der erfindungsgemäßen Kautschukmischung
eine derartige Schlauchinnenhaut zwecks Optimierung der Medienbeständigkeit
modifiziert werden.
- – Nach dem Stand der Technik ( DE 100 61 182 A1 ) ist die
Außenschicht eines Großschlauches ebenfalls aus
einer vulkanisierten Kautschukmischung gebildet, die zusätzlich
mit einer dünnen abriebsbeständigen Schlauchaußenhaut,
insbesondere in Form einer UHMwPE-Folie, gegen Abrieb geschützt
ist. Mit der erfindungsgemäßen Kautschukmischung
kann nun die Schlauchaußenhaut modifiziert werden. Gegebenenfalls kann
hier sogar auf die zusätzliche Schlauchaußenhaut
verzichtet werden, indem die Außenschicht aus der erfindungsgemäßen
Kautschukmischung besteht. Werden dann an die Außenschicht
abriebsbeständige und zusätzlich medienbeständige
Eigenschaften gefordert, wird man mit einem höheren Mengenanteil
(z. B. 70 phr) an Fluorkunststoff bzw. an dem bevorzugten PTFE arbeiten.
Wird jedoch für die Außenschicht ausschließlich
Abriebsbeständigkeit gefordert, so kommt ein geringerer
Mengenanteil (z. B. 10 phr) zur Anwendung.
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Eine
besondere Form von schlauchförmigen Körpern bilden
Luftfederbälge. Ein Luftfederbalg ist dabei einerseits
mit einem Luftfederdeckel (Tagplatte oder Druckbehälter)
und andererseits mit einem Luftfederkolben (Abrollkolben) verbunden.
Ein Luftfederbalg umfasst dabei einen statischen sowie einen dynamischen
Bereich, wobei insbesondere der dynamische Bereich durch Ausbildung
einer Rollfalte im Rahmen der Einfederung besonders verschleißanfällig
ist. Der Einsatz von Gewebeverstärkungen innerhalb der
Oberfläche eines Luftfederbalges hat sich bislang nicht
durchsetzen können, da auf diese Weise die Elastizität
eines Luftfederbalges zu sehr eingeschränkt wird. Stattdessen
kommen hier Außenführungen und Schutzmanschetten
als schützende Bauteile eines Luftfedersystems zur Anwendung
(
EP 1 064 474 B1 ,
EP 1 131 217 B1 ).
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Mit
dem Einsatz der erfindungsgemäßen Kautschukmischung
wird auch hier ein neuer Weg beschritten, indem zumindest die Außenschicht
eines Luftfederbalges mit diesem neuen Werkstoffkonzept ausgestattet
wird. Neben der Abriebsbeständigkeit kann auch die Medienbeständigkeit,
insbesondere gegenüber Ölen, gefordert sein.
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Ebenso
anwendbar ist die erfindungsgemäße Kautschukmischung
zur Herstellung von Kompensatoren. Hinsichtlich der Arten der Kompensatoren
(z. B. Torsionskompensator) wird auf den diesbezüglichen
umfangreichen Stand der Technik verwiesen, beispielsweise auf die
Patentschrift
EP 0
647 303 B1 .
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Dichtungen
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Dichtungen,
insbesondere in Form von Dichtprofilen (Extrudate, Formartikel)
umfassen eine Verankerungsfläche und eine Dichtfläche.
Die Verankerungsfläche wiederum umfasst einen Dichtungsunterbau,
der in einer Aufnahmenut einsitzt, oder wenigstens einen Verankerungsfuß,
der im Rahmen der Verschalung fest im Beton integriert wird. Die
Dichtungen weisen dabei zumeist keinen eingebetteten Festigkeitsträger
auf.
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Dichtungen,
insbesondere im Tiefbau wie auch im Tunnelbau, sind Gleitkräften
wie auch Kompressionskräften ausgesetzt und somit verschleißanfällig,
unter anderem unter dem Aspekt des Abriebes. Auch der Kontakt mit
verschmutztem Wasser, Ölen, Chemikalien und Gasen ist häufig
unvermeidbar. Hier hat sich bei strangförmigen Dichtungen
eine Entwicklungsrichtung in Form von Co-Extrudaten manifestiert,
die elastische und schützende Werkstoffe miteinander kombinieren
(
EP 1 571 386 A2 ).
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Insbesondere
in Verbindung mit den Co-Extrudaten erlangt die erfindungsgemäße
Kautschukmischung eine Bedeutung, indem der Dichtteil, der abriebsbeständig
und medienbeständig sein muss, mit dieser neuen Kautschukmischung
versehen wird.
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Mehrschichtige Stoffbahnen
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Bei
mehrschichtigen Stoffbahnen kommt es vorrangig auf die Medienbeständigkeit
an, insbesondere unter dem Aspekt einer Diffusionssperrschicht.
Auch hier kann die erfindungsgemäße Kautschukmischung eingesetzt
werden, indem insbesondere eine elastomere Außenschicht
mit einer derartigen Kautschukmischung versehen wird, wobei eine
zusätzliche Folienbarriereschicht (z. B. aus PVF, PVDF,
PA, EVOH etc.) in das Mehrschichtkonzept einbezogen werden kann.
Hinsichtlich der Vielfältigkeit des Schichtenaufbaues von mehrschichtigen
Stoffbahnen wird neben den beiden eingangs zitierten Offenlegungsschriften
zu diesem Thema zusätzlich auf die beiden Patentschriften
DE 10 2007 002 521
B4 und
DE
10 2007 002 560 B4 verwiesen, die neuere Entwicklungen
auf dem Gebiet der mehrschichtigen Stoffbahn festhalten, in die
das neue Werkstoffkonzept in zweckmäßiger Weise
integriert werden kann.
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Bei
mehrschichtigen Stoffbahnen zur Bildung von Faltenbälgen
als Gelenkteile für Busse, Schienenfahrzeuge und Fluggastbrücken
sowie zur Herstellung von aufblasbaren Booten und Rettungsinseln
kommt auch der Abriebsbeständigkeit eine Bedeutung zu.
Hier kann nun die elastomere Außenschicht mit der erfindungsgemäßen
Kautschukmischung versehen werden.
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Experimenteller Teil
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In
der folgenden Tabelle wird nun die Gegenüberstellung einer
Kautschukmischung I nach dem Stand der Technik mit der erfindungsgemäßen
Kautschukmischung II festgehalten, und zwar unter Angabe der Mischungszusammensetzung
und des Eigenschaftsniveaus.
| Kriterien | I | II |
| Naturkautschuk
[phr] | 100 | 100 |
| Ruß N220
[phr] | 45 | 45 |
| PTFE
[phr] | - | 10 |
| Zugfestigkeit
[MPa] | 24,7 | 23,2 |
| Härte
[Shore A] | 61,3 | 63,7 |
| Spannungswert
[300%] | 11,8 | 12,5 |
| Rückprallelastizität
[%] | 49,2 | 47,2 |
| Abrieb
[mm3] | 109 | 79 |
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Das
hier eingesetzte PTFE ist unter der Markenbezeichnung Zonyl MP 1100
der Firma DuPont erhältlich. Es kann über freie
Radikale an den Kautschuk anbinden. Das PTFE-Pulver hatte eine mittlere
Partikelgröße < 0,01
mm nach ASTM Test D4464.
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Was
die Mischungsingredienzien betrifft, so wird in der Tabelle nur
der Ruß als häufig verwendeter Füllstoff
erwähnt, da dieser das Eigenschaftsbild mitprägt.
Die sonstigen Mischungsingredienzien, nämlich Verhetzer
und weitere Zusatzstoffe (z. B. Alterungsschutzmittel), die bei
beiden Mischungen I und II jeweils in gleicher Menge beigemischt
waren, können bei der Beurteilung der Abriebsbeständigkeit
vernachlässigt werden.
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Den
Ergebnissen der Tabelle lagen folgende Prüfvorschriften
zugrunde:
- Zugfestigkeit bei Raumtemperatur: DIN
53 504
- Härte bei Raumtemperatur: DIN 53505
- Spannungswert bei Raumtemperatur: DIN 53 504
- Rückprallelastizität bei Raumtemperatur: DIN
53 512
- Abrieb bei Raumtemperatur: DIN 53 516
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Wie
das Versuchsergebnis zeigt, ist es nun möglich geworden,
die Abriebsresistenz von anderen Zielkonflikten (z. B. Rissbeständigkeit,
Handling etc.) zu entkoppeln. Der wahrscheinliche Wirkmechanismus
ist ein innerer Lubrikationseffekt, der das effektive freie Volumen
erhöht und dadurch die Abriebsbeständigkeit verbessert.
Dies wird wahrscheinlich durch verbesserte Spannungsrelaxation bei
hochfrequenten Anregungen erreicht.
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Fazit
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Bislang
konnte Fluorkunststoff und somit auch das bevorzugte PTFE nur den
Beweis der Forderung nach Medienbeständigkeit sowie der
Hitzebeständigkeit antreten. Mit der erfindungsgemäßen
Kautschukmischung, der ein abgebauter Fluorkunststoff, insbesondere
ein abgebautes PTFE, beigemischt ist, wird nun ein entscheidender
Durchbruch in Richtung zusätzlicher Abriebsbeständigkeit
erzielt, was speziell die Untersuchungen der verschleißanfälligen
Lauffläche eines Reifens verdeutlichen. Von Bedeutung ist,
dass der abgebaute Fluorkunststoff bzw. das bevorzugte abgebaute
PTFE pulverförmig in geringer Partikelgröße
in die Kautschukmischung eingemischt ist.
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Selbstverständlich
ist diese neuartige Kautschukmischung auch zur Herstellung von Artikeln
geeignet, bei denen zusätzlich Hitzebeständigkeit
gefordert wird.
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Die
erfindungsgemäße Kautschukmischung ist einem breiten
Anwendungsspektrum zugänglich, insbesondere für:
- – die Lauffläche eines Reifens;
- – die tragseitige und/oder laufseitige Deckplatte eines
Fördergurtes;
- – die Kraftübertragungszone eines Antriebsriemens;
- – die Innen und/oder Außenschicht eines Schlauches.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 4232947
A1 [0005]
- - WO 94/11187 A1 [0005]
- - EP 0826915 B1 [0006, 0033]
- - WO 2005/080821 A1 [0007, 0029]
- - DE 10004632 A1 [0019]
- - DE 10336424 A1 [0019]
- - DE 4039584 A1 [0027]
- - EP 1660393 B1 [0027]
- - EP 1024942 B1 [0032]
- - DE 10061182 A1 [0032, 0033]
- - EP 1064474 B1 [0034]
- - EP 1131217 B1 [0034]
- - EP 0647303 B1 [0036]
- - EP 1571386 A2 [0038]
- - DE 102007002521 B4 [0040]
- - DE 102007002560 B4 [0040]
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- - KGK Kautschuk
Gummi Kunststoffe 58. Jahrgang Nr. 5, 2005, Seiten 226 bis 229 [0009]
- - ASTM Test D4464 [0043]
- - DIN 53 504 [0045]
- - DIN 53505 [0045]
- - DIN 53 504 [0045]
- - DIN 53 512 [0045]
- - DIN 53 516 [0045]