DE102015217871A1 - Articles, in particular an air spring bellows, a metal-rubber element or a vibration damper - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Artikel mit einem Grundkörper mit elastischen Eigenschaften, insbesondere einen Luftfederbalg, ein Metall-Gummi-Element oder einen Schwingungsdämpfer. Der Artikel ist durch folgenden Schichtenaufbau gekennzeichnet: – einen mehrschichtigen elastischen Grundkörper, welcher wenigstens eine Festigkeitsträgerschicht B, eine Schicht A auf der Basis wenigstens einer Elastomermischung und eine Schicht C auf der Basis wenigstens einer Elastomermischung enthält, und – eine Schicht D aus einem Gewebe oder Gewirke oder Gestrick, und – eine nach außen weisende Schicht F, welche auf Basis wenigstens eines Kautschuks mit gesättigter Hauptkette oder mindestens 90 % gesättigter Hauptkette ist.The invention relates to an article having a base body with elastic properties, in particular an air spring bellows, a metal-rubber element or a vibration damper. The article is characterized by the following layer structure: a multi-layered elastic base body which contains at least one strength support layer B, a layer A based on at least one elastomer mixture and a layer C based on at least one elastomer mixture, and Knitted fabric, and - an outermost layer F which is based on at least one saturated backbone or at least 90% saturated backbone rubber.
Description
Die Erfindung betrifft einen Artikel mit einem Grundkörper mit elastischen Eigenschaften, insbesondere einen Luftfederbalg, ein Metall-Gummi-Element oder einen Schwingungsdämpfer. The invention relates to an article having a base body with elastic properties, in particular an air spring bellows, a metal-rubber element or a vibration damper.
Artikel mit elastischen Eigenschaften, die zur Federung bspw. von Personenkraftfahrzeugen und Nutzfahrzeugen eingesetzt werden und / oder der Schwingungsdämpfung dienen, werden unter Verwendung elastomerer Mischungen, auch als Kautschukmischungen bzw. Gummimischungen bezeichnet, hergestellt. Diese genannten Artikel zählen zu der Gruppe der Gummi-Verbundartikel, da sie in der Regel aus Kautschukmischungen und Festigkeitsträgerlagen aufgebaut sind. Diese Verbundartikel werden beim praktischen Einsatz dynamisch besonders stark belastet. Aufgrund ihrer Funktionsweise wird dabei der Gummi-Textil-Verbund dynamisch extrem beansprucht. Aus diesem Grund werden an die Haftung der Festigkeitsträgerlagen zu der Kautschukmischung besonders hohe Ansprüche gestellt. Auch bei Verwendung von speziell präparierten Festigkeitsträgern können diese hohen Ansprüche derzeit nur erfüllt werden, wenn die verwendeten Kautschukmischungen für diese Artikel überwiegend auf den klassischen ungesättigten Kautschuken wie bspw. Naturkautschuk (NR), Polyisoprenkautschuk (IR), Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), Polybutadienkautschuk (BR) oder Chloroprenkautschuk (CR) basieren, ggf. mit zusätzlich enthaltenen Direkthaftsystemen. Bei geforderten durchschnittlichen Einsatztemperaturen von –50°C bis +60°C enthalten die Artikel vorzugsweise vulkanisierte Kautschukmischungen, die überwiegend auf NR, IR, SBR, BR oder Verschnitten hiervon basieren. Bei geforderten durchschnittlichen Einsatztemperaturen zwischen –40°C bis +80°C enthalten die Artikel vorzugsweise vulkanisierte Kautschukmischungen, die überwiegend auf CR basieren. Somit sind derzeit Artikelausführungen mit unterschiedlich optimierten Materialeigenschaften erhältlich. Es sind sowohl Artikel mit Vorteilen in den Tieftemperatureigenschaften als auch Artikel mit Vorteilen in der Witterungs-, Mineralöl- und Wärmebeständigkeit verfügbar. Allerdings zeigen die oben genannten Artikel, unabhängig von den oben genannten, signifikanten Schwächen in ihrer Lebensdauer, wenn sie extremer Strahlungswärme ausgesetzt sind. Extreme Strahlungswarme ist dann vorhanden, wenn diesen Artikeln im Gesamtsystem nur ein sehr enger Bauraum zur Verfügung steht und / oder diese Artikel in der Nähe von Abgasleitungen oder Katalysatoren platziert werden. Aufgrund dieser in der Praxis vorkommenden mittlerweile häufigen Gegebenheit müssen zur Einhaltung der geforderten Artikellebensdauer am Gesamtsystem kostenintensive Ersatzmaßnahmen, wie bspw. die Installation von Wärmeschutzblechen, umgesetzt werden. Auch zukünftig werden kundenseitig permanente und kostenneutrale Verbesserungen des Gesamtsystems verlangt. Unter anderem werden verschiedene Maßnahmen u.a. mit dem Ziel einer Gewichtsreduzierung nachhaltig gefordert. Dies kann u.a. durch den Wegfall der Ersatzmaßnahmen, d.h. vor allem durch Verzicht auf die notwendigen Wärmeschutzbleche erfolgen. Die Artikel wären dann allerdings weiterhin ungeschützt extremer Strahlungswärme ausgesetzt und hätten somit nur eine geringe Lebensdauer. Articles having elastic properties used for suspension of, for example, passenger cars and utility vehicles and / or for vibration damping are manufactured using elastomeric blends, also referred to as rubber blends. These mentioned articles belong to the group of rubber composite articles, since they are usually constructed of rubber compounds and reinforcements layers. These composite articles are subjected to particularly heavy dynamic loads in practical use. Due to their functionality, the rubber-textile composite is dynamically stressed. For this reason, particularly high demands are placed on the adhesion of the reinforcement layers to the rubber mixture. Even when specially prepared reinforcements are used, these high requirements can currently only be met if the rubber mixtures used for these articles are predominantly based on the classic unsaturated rubbers, such as natural rubber (NR), polyisoprene rubber (IR), styrene-butadiene rubber (SBR). , Polybutadiene rubber (BR) or chloroprene rubber (CR) are based, possibly with additionally contained direct adhesion systems. At required average use temperatures of -50 ° C to + 60 ° C, the articles preferably contain vulcanized rubber compounds predominantly based on NR, IR, SBR, BR or blends thereof. At required average service temperatures between -40 ° C to + 80 ° C, the articles preferably contain vulcanized rubber compounds that are predominantly CR based. Thus, article versions with differently optimized material properties are currently available. Both articles with advantages in low temperature properties and articles with advantages in weather, mineral oil and heat resistance are available. However, regardless of the above, the above articles show significant life-cycle weaknesses when exposed to extreme radiant heat. Extreme radiation heat is present when these articles are available in the overall system only a very small space and / or these items are placed in the vicinity of exhaust pipes or catalysts. Due to this occurring in practice meanwhile common circumstances costly replacement measures, such as the installation of heat shields must be implemented to comply with the required article life on the overall system. In the future too, the customer will be required to make permanent and cost-neutral improvements to the overall system. Among other things, various measures u.a. Sustainably demanded with the goal of weight reduction. This can i.a. by eliminating the replacement measures, i. especially by waiving the necessary heat shields done. However, the articles would then continue to be exposed to extreme radiant heat unprotected and thus have only a short lifespan.
Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, einen Artikel bereitzustellen, der sich durch eine optimierte Lebensdauer unter extremer Strahlungswärme auszeichnet. Gleichzeitig soll der dynamisch besonders stark belastete Kautschuk-Textil-Verbund nicht grundlegend verändert werden müssen. Des Weiteren sollen die notwendigen physikalischen Eigenschaften des Artikels, insbesondere die Witterungsbeständigkeit, auf einem vergleichbaren Niveau verbleiben oder verbessert werden und die Komplexität im Herstellprozess nicht nennenswert erhöht werden. The object of the invention is now to provide an article which is characterized by an optimized life under extreme radiant heat. At the same time, it is not necessary to fundamentally change the dynamic, particularly heavily loaded rubber-textile composite. Furthermore, the necessary physical properties of the article, in particular the weather resistance, should remain or be improved to a comparable level and the complexity in the production process should not be appreciably increased.
Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, dass der Artikel wenigstens folgenden Schichtenaufbau hat:
- – einen mehrschichtigen elastischen Grundkörper, welcher wenigstens eine Festigkeitsträgerschicht B, eine Schicht A auf der Basis wenigstens einer Elastomermischung und eine Schicht C auf der Basis wenigstens einer Elastomermischung enthält, und
- – eine Schicht D aus einem Gewebe oder Gewirke oder Gestrick, und
- – eine nach außen weisende Schicht F, welche auf Basis wenigstens eines Kautschuks mit gesättigter Hauptkette oder mindestens 90 % gesättigter Hauptkette ist.
- A multi-layered elastic base body which contains at least one strength support layer B, a layer A based on at least one elastomer mixture and a layer C based on at least one elastomer mixture, and
- A layer D of a woven or knitted or knitted fabric, and
- An outwardly facing layer F which is based on at least one saturated main chain rubber or at least 90% saturated main chain.
Folgende Aufbauten des Artikels sind hierbei erfindungsgemäß möglich: The following constructions of the article are possible according to the invention:
Variante 1: Version 1:
In einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist der Grundkörper mehrschichtig ausgebildet. Die erste Schicht A ist die so genannte „Innenkappe“, die aus einer Elastomermischung aufgebaut ist. Es folgt eine zweite Schicht B, die aus wenigstens einem Festigkeitsträger gebildet wird. Anschließend folgt die äußere Schicht C, welche als „Außenkappe“ bezeichnet wird und die aus einer Elastomermischung gebildet wird. Darauf folgt die Schicht D aus einem Gewebe oder Gewirke oder Gestrick, auf der sich wiederum die nach außen weisende Schicht F, welche auf Basis wenigstens eines Kautschuks mit gesättigter oder fast vollständig gesättigter Hauptkette ist, befindet. Es ergibt sich folgender Schichtenaufbau: A, B, C, D, F. Die einzelnen Schichten werden im Folgenden noch näher erläutert. In a first preferred embodiment, the base body is formed in a multi-layered manner. The first layer A is the so-called "inner cap", which is composed of an elastomer mixture. This is followed by a second layer B, which is formed from at least one strength carrier. Subsequently follows the outer layer C, which is referred to as "outer cap" and which is formed from an elastomer mixture. This is followed by the layer D of a woven or knitted fabric, on which in turn the outwardly facing layer F, which is based on at least one rubber with a saturated or almost completely saturated main chain, is located. The result is the following layer structure: A, B, C, D, F. The individual layers are explained in more detail below.
Variante 2: Variant 2:
In einer zweiten besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Grundkörper mehrschichtig ausgebildet. Die erste Schicht A ist die so genannte „Innenkappe“, die aus einer Elastomermischung aufgebaut ist. Es folgt eine zweite Schicht B, die aus wenigstens einem Festigkeitsträger gebildet wird. Anschließend folgt die äußere Schicht C, welche als „Außenkappe“ bezeichnet wird und die aus einer Elastomermischung gebildet wird. Darauf folgt die Schicht D aus einem Gewebe oder Gewirke oder Gestrick, auf der sich wiederum die nach außen weisende Schicht F, welche auf Basis wenigstens eines Elastomers mit gesättigter oder fast vollständig gesättigter Hauptkette ist, befindet. Zwischen der Schicht D und der Schicht F befindet sich in dieser Variante zusätzlich noch eine Schicht E auf der Basis wenigstens eines Thermoplasten, bevorzugt in Form einer Folie. Es ergibt sich folgender Schichtenaufbau: A, B, C, D, E, F. Die einzelnen Schichten werden im Folgenden noch näher erläutert. In a second particularly preferred embodiment, the base body is formed in a multi-layered manner. The first layer A is the so-called "inner cap", which is composed of an elastomer mixture. This is followed by a second layer B, which is formed from at least one strength carrier. Subsequently follows the outer layer C, which is referred to as "outer cap" and which is formed from an elastomer mixture. This is followed by the layer D of a woven or knitted fabric, on which in turn the outwardly facing layer F, which is based on at least one elastomer having a saturated or almost completely saturated main chain, is located. Between layer D and layer F, in this variant there is additionally a layer E based on at least one thermoplastic, preferably in the form of a film. The result is the following layer structure: A, B, C, D, E, F. The individual layers are explained in more detail below.
Die Schichten A, B und C bilden somit in beiden Varianten den Grundkörper des Artikels. The layers A, B and C thus form the basic body of the article in both variants.
Schicht A Layer A
Die erste Schicht A ist die so genannte „Innenkappe“, die aus einer Elastomermischung aufgebaut ist und besonders gute elastische Eigenschaften besitzt. Die Elastomermischung ist eine vulkanisierbare, bevorzugt thermoplastfreie, Kautschukmischung, enthaltend wenigstens eine Kautschukkomponente sowie weitere Mischungsingredienzien. Die bevorzugten Kautschukkomponenten für die Schicht A sind bevorzugt Kautschuke mit ungesättigter Hauptkette, d.h. Kautschuke mit olefinischen Doppelbindungen. Diese Kautschuke werden auch als Dienkautschuke bezeichnet. Gemäß
Schicht B Layer B
Die zweite Schicht B wird aus wenigstens einem Festigkeitsträger gebildet. Bevorzugt handelt es sich hierbei um ein Cordgewebe aus einer oder mehreren Lagen, die eine gute Haftung zur Schicht A aufweisen. Die Schicht B bildet das so genannte Stützgerüst Als Materialien für die Schicht B können alle bekannten synthetischen und natürlichen Materialien alleine oder in Kombination, d.h. als Hybridgewebe, verwendet werden. Als synthetische Materialien kommen insbesondere synthetische Polymere, wie bspw. Polyacrylnitril, Polypropylen, Polyester, Polyamid, Polyurethan, Polyphenylensulfid, Polyoxadiazol, Aramide, wie p-Aramid, m-Aramid oder co-poly para Aramid, Polyimid, Polyetherimid, Polyetheretherketon, Polyethylen-2,6-naphthalat, Polyphenylen, Polyphenylenoxid, Polyphenylensulfid, Polyphenylenether, Polybenzoxazole, Polyvinylalkohol in Frage. Bei den natürlichen Materialien kann es sich um Steinwolle oder Asbest oder um Baumwolle, Flachs oder Hanf, oder um Wolle oder Seide, handeln. Anorganische Materialien wie Glas, Keramik, Kohlenstoff (Carbon), Metall oder Gestein, wie bspw. Basalt, sind ebenso denkbar. Vorzugsweise handelt es sich um Polyamid, insbesondere PA6.6, oder Polyester alleine oder in Kombination. Zur Erzielung einer ausreichenden Konfektionsklebrigkeit während des Herstellprozesses des Artikels kann das Cordgewebe einseitig oder beidseitig gummiert bzw. friktioniert sein. Zur Gummierung kann bevorzugt kann bevorzugt entweder eine Zusammensetzung verwendet werden, die quantitativ und / oder qualitativ gleich der Zusammensetzung für die Schicht C oder quantitativ und / oder qualitativ gleich der Zusammensetzung für die Schicht A ist. Dies führt zu einer weiteren Erniedrigung der Komplexität im Herstellprozess und schafft einen dynamisch tauglichen Haftungsverbund. The second layer B is formed from at least one strength carrier. This is preferably a cord fabric of one or more layers which have good adhesion to the layer A. Layer B forms the so-called scaffold As materials for layer B, all known synthetic and natural materials may be used alone or in combination, i. as a hybrid fabric. Synthetic materials are in particular synthetic polymers, such as polyacrylonitrile, polypropylene, polyester, polyamide, polyurethane, polyphenylene sulfide, polyoxadiazole, aramids, such as p-aramid, m-aramid or co-poly para aramid, polyimide, polyetherimide, polyetheretherketone, polyethylene 2,6-naphthalate, polyphenylene, polyphenylene oxide, polyphenylene sulfide, polyphenylene ethers, polybenzoxazoles, polyvinyl alcohol in question. The natural materials may be rock wool or asbestos, or cotton, flax or hemp, or wool or silk. Inorganic materials such as glass, ceramics, carbon (carbon), metal or rock, such as basalt, are also conceivable. Preferably it is polyamide, in particular PA6.6, or polyester alone or in combination. To obtain a sufficient Konfektionsklebrigkeit during the manufacturing process of the article, the cord fabric may be rubberized or frictional on one side or on both sides. For gumming, it may be preferable to use preferably either a composition which is quantitatively and / or qualitatively equal to the composition for the layer C or quantitatively and / or qualitatively equal to the composition for the layer A. This leads to a further reduction of the complexity in the manufacturing process and creates a dynamically suitable bond of adhesion.
Schicht C Layer C
Die Schicht C bildet die so genannte „Außenkappe“ des Artikels. The layer C forms the so-called "outer cap" of the article.
Die Elastomermischung der Schicht C ist eine vulkanisierbare, bevorzugt thermoplastfreie, Kautschukmischung, enthaltend wenigstens eine Kautschukkomponente sowie weitere Mischungsingredienzien. Die bevorzugten Kautschukkomponenten für die Schicht A sind bevorzugt Kautschuke mit ungesättigter Hauptkette, d.h. Kautschuke mit olefinischen Doppelbindungen. Diese Kautschuke werden auch als Dienkautschuke bezeichnet. Gemäß
Die üblichen Mischungsingredienzien umfassen wenigstens einen Vernetzer, bevorzugt Schwefel oder Schwefelspender oder Peroxide, oder ein Vernetzersystem (schwefelhaltiges Vernetzungsmittel und Beschleuniger). Zusätzliche 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, Verstärkungsfasern). Diesbezüglich wird auf den allgemeinen Stand der Kautschukmischungstechnologie verwiesen. The usual compounding ingredients include at least one crosslinker, preferably sulfur or sulfur donors or peroxides, or a crosslinker system (sulfur-containing crosslinking agent and accelerator). Additional compounding ingredients are usually still a filler and / or a processing aid and / or a plasticizer and / or an aging inhibitor and optionally further additives (for example color pigments, reinforcing fibers). In this regard, reference is made to the general state of rubber mixing technology.
Schicht D Layer D
Die Schicht D besteht aus einem Gewebe oder Gewirke oder Gestrick. The layer D consists of a woven or knitted or knitted fabric.
Bevorzugt handelt es sich hierbei um ein Gewebe oder ein Gewirke, bei denen die beiden Seiten jeweils je nach Ausführungsbeispiel und Anwendung mit wenigstens einem Haftvermittler ausgerüstet sein können. Bei dem Haftvermittler kann es sich um Resorcinformaldehydlatex, einer Lösung auf Basis von Dinitrosobenzol, Silan oder einem Haftvermittler auf Basis wenigstens eines Kautschuks handeln. Beide Seiten können mit dem gleichen Haftvermittler oder mit unterschiedlichen ausgestattet sein. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem Gewebe um ein Bi-Stretch-Gewebe, welches in horizontaler und vertikaler Richtung, d.h. in Kett- und in Schußrichtung einen hohen elastischen Anteil besitzt. Das Bi-Stretch-Gewebe hat in Kettrichtung und in Schußrichtung jeweils eine Dehnfähigkeit von größer 50%, bevorzugt von größer als 250%. Um die Dehnfähigkeit in den verschiedenen Richtungen zu erzielen, ist bevorzugt in Kettrichtung und in Schußrichtung jeweils eine ausreichende Menge, bevorzugt 5 bis 50 Gew.-% an Elastan vorhanden. Die Dehnung in beiden Richtungen kann aber auch durch entsprechende Textil-Fertigungstechnologien, wie z. Bsp. so wenig wie möglich Zugspannung beim Aufwickeln der frisch gewebten Textilbahn aufzubringen, erlangt werden. This is preferably a woven or knitted fabric in which the two sides can each be equipped with at least one adhesion promoter depending on the embodiment and application. The adhesion promoter may be resorcinol formaldehyde latex, a solution based on dinitrosobenzene, silane or a coupling agent based on at least one rubber. Both sides can be equipped with the same bonding agent or with different ones. In a particularly preferred embodiment, the fabric is a bi-stretch fabric which can be stretched horizontally and vertically, i. has a high elastic content in the warp and weft directions. The bi-stretch fabric has an extensibility of greater than 50%, preferably greater than 250%, in the warp direction and in the weft direction. In order to achieve the extensibility in the different directions, preferably in the warp direction and in the weft direction in each case a sufficient amount, preferably 5 to 50 wt .-% of elastane present. The stretching in both directions but can also by appropriate textile manufacturing technologies such. Ex. To apply as little tension as possible when winding the freshly woven textile web obtained.
Durch die Verwendung eines Bi-Stretch-Gewebes mit der vorteilhaften Eigenschaft der Nachgiebigkeit bzw. Dehnbarkeit in alle Richtungen wird vermieden, dass beim Vulkanisationsprozess Elastomermischung während der Prägephase, d.h. Ausformphase, sozusagen weggedrückt wird. Als Materialien für das Gewebe, bevorzugt das Bi-Stretch-Gewebe, oder Gewirke oder Gestrick können alle der fachkundigen Person bekannten natürlichen und synthetischen Materialien verwendet werden. Als synthetische Materialien kommen insbesondere synthetische Polymere, wie bspw. Polyacrylnitril, Polypropylen, Polyester, Polyamid, Polyurethan, Polyphenylensulfid, Polyoxadiazol, Aramide, wie p-Aramid, m-Aramid oder co-poly para Aramid, Polyimid, Polyetherimid, Polyetheretherketon, Polyethylen-2,6-naphthalat, Polyphenylen, Polyphenylenoxid, Polyphenylensulfid, Polyphenylenether, Polybenzoxazole, Polyvenylalkohol in Frage. Bei den natürlichen Materialien kann es sich um Steinwolle oder Asbest oder um Baumwolle, Flachs oder Hanf, oder um Wolle oder Seide, handeln. Anorganische Materialien wie Glas, Keramik, Kohlenstoff (Carbon), Metall oder Gestein, wie bspw. Basalt, sind ebenso denkbar. Vorteilhaft ist es, wenn für das Gewebe, insbesondere das Bi-Stretch-Gewebe, und / oder das Gewirke ein Hybridmaterial aus Baumwolle, Polyamid oder Polyester und Elastan, mit einer Baumwoll-dominierenden Seite und einer Polyamid- oder Polyester-dominierenden Seite verwendet wird. Bei einer derartigen Kombination lässt sich aus diesem Gewebe, Gewirke oder Gestrick vor der Herstellung des Artikels eine Hülle gemäß dem erforderlichen Artikeldurchmesser herstellen, wobei die Nahtstellen dieser Hülle verschweißt werden können. By using a bi-stretch fabric with the advantageous property of all-direction compliance, it is avoided that in the vulcanization process, elastomer blend during the embossing phase, i. Forming phase, so to speak pushed away. As materials for the fabric, preferably the bi-stretch fabric, or knitted or knitted fabric, all natural and synthetic materials known to those skilled in the art may be used. Synthetic materials are in particular synthetic polymers, such as polyacrylonitrile, polypropylene, polyester, polyamide, polyurethane, polyphenylene sulfide, polyoxadiazole, aramids, such as p-aramid, m-aramid or co-poly para aramid, polyimide, polyetherimide, polyetheretherketone, polyethylene 2,6-naphthalate, polyphenylene, polyphenylene oxide, polyphenylene sulfide, polyphenylene ethers, polybenzoxazoles, polyvinyl alcohol in question. The natural materials may be rock wool or asbestos, or cotton, flax or hemp, or wool or silk. Inorganic materials such as glass, ceramics, carbon (carbon), metal or rock, such as basalt, are also conceivable. It is advantageous if a hybrid material of cotton, polyamide or polyester and elastane, with a cotton-dominating side and a polyamide or polyester-dominating side is used for the fabric, in particular the bi-stretch fabric, and / or the knitted fabric , In such a combination can be made of this fabric, knitted or knitted fabric prior to the manufacture of the article, a shell according to the required article diameter, the seams of this shell can be welded.
Schicht E Layer E
Die weitere Schicht E ist auf der Basis wenigstens eines Thermoplasts und befindet sich zwischen den Schichten D und F. Als Thermoplaste können zum Beispiel Polyolefin, insbesondere Polyethylen (PE), wie LD-PE, LLD-PE, UHMW-PE, oder Polypropylen (PP), Polystyrol (PS), Polyamid (PA), beispielsweise PA6 oder PA6.6, Polyester, beispielsweise PET, PEN oder PBT verwendet werden. Die Schicht E ist in einer bevorzugten Ausführungsform als Folie ausgebildet. Besonders gut geeignet hat sich die Verwendung einer PE-Folie, da diese einen besonders guten Haftungsverbund bildet und somit ggf. auf weitere Haftvermittler verzichtet werden kann. Je nach Art des Artikels und nach Art der weiteren Schichten ist die Schicht E besonders gut haftungssteigernd. Sie kann auf den Artikelrohling mit Hilfe eines Wärmestrahlers und Druck aufgebracht werden. The further layer E is based on at least one thermoplastic and is located between the layers D and F. As thermoplastics, for example, polyolefin, in particular polyethylene (PE), such as LD-PE, LLD-PE, UHMW-PE, or polypropylene ( PP), polystyrene (PS), polyamide (PA), for example PA6 or PA6.6, polyesters, for example PET, PEN or PBT. The layer E is formed in a preferred embodiment as a film. The use of a PE film has proven to be particularly suitable since it forms a particularly good adhesion bond and thus, if necessary, further adhesion promoters can be dispensed with. Depending on the nature of the article and the nature of the other layers, the layer E is particularly good adhesion. It can be applied to the article blank with the help of a heat radiator and pressure.
Schicht F Layer F
Die Schicht F weist nach außen und bildet somit die äußerste Schicht des Artikels. Die Schicht F ist auf Basis wenigstens eines Kautschuks mit gesättigter Hauptkette oder mindestens 90 % gesättigter Hauptkette. Als Kautschukkomponenten sind insbesondere zu nennen: Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPM), Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), Nitrilkautschuk (NBR), (teil)hydrierter Nitrilkautschuk (HNBR), Chlorsulfoniertes Polyethylen (CSM), Polychloropren (CR), insbesondere mercaptanmodifizierter CR (CR-MD), Xanthogenat modifizierter CR (CR-XT) oder schwefelmodifizierter CR (CR-S), Alkyliertes Chlorsulfoniertes Polyethylen (ACSM), Polyepichlorhydrin (ECO), Terpolymere des ECO mit Ethylenoxid und ungesättigten Monomeren (ETER), Ethylen-Vinylacetat-Kautschuk (EVA) oder Silikonkautschuk (MQ, VMQ, PVMQ, FVMQ). Die vorgenannten Kautschuktypen können unverschnitten sein. Auch der Einsatz eines Verschnittes ist möglich. Der Kautschuk ist Teil einer vulkanisierbaren Kautschukmischung, enthaltend wenigstens eine Kautschukkomponente sowie weitere Mischungsingredienzien. In der Kautschukmischung für die Schicht F kann des Weiteren noch wenigstens ein Thermoplast, z. Bsp. Polyethylen (PE), enthalten sein. Die üblichen Mischungsingredienzien umfassen wenigstens einen Vernetzer oder ein Vernetzersystem (Vernetzungsmittel und Beschleuniger). Die oben genannten Kautschuke der Schicht F werden zumeist peroxidisch vernetzt können aber je nach Kautschuktypen auch schwefelvernetz werden. Zusätzliche 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, Verstärkungsfasern. Insbesondere durch den Zusatz von Fasern kann die schlechte Wärmeleitung der Kautschukmischung der Schicht F noch weiter reduziert werden. Des Weiteren ist es bevorzugt, wenn die Kautschukmischung der Schicht F noch zusätzlich wenigstens ein Blähmittel enthält, die der Kautschukmischung nach der Vulkanisation eine Porenstruktur verleiht. Dies führt zu einer weiteren Erniedrigung der Wärmeleitfähigkeit. Blähmittel. Als Blähmittel werden üblicherweise porenbildende Treibgase wie z. B. Azo- und Diazo-Verbindungen, bezeichnet, die unter dem Einfluss von Wärme oder Katalysatoren Gase (z. B. N2 oder CO2) abspalten und daher zur Herstellung von Kautschukmischungen mit Porenstruktur dienen. Die Blähmittel zersetzen sich hierbei bei einer bestimmten Temperatur während der Verarbeitung unter Gas-Bildung oder bei Zusatz von flüchtigen Lösemitteln während der Vulkanisation. The layer F faces outward and thus forms the outermost layer of the article. The layer F is based on at least one saturated main chain rubber or at least 90% saturated main chain. Particular examples of rubber components are: ethylene-propylene rubber (EPM), ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), nitrile rubber (NBR), (partially) hydrogenated nitrile rubber (HNBR), chlorosulfonated polyethylene (CSM), polychloroprene (CR ), in particular mercaptan-modified CR (CR-MD), xanthate-modified CR (CR-XT) or sulfur-modified CR (CR-S), alkylated chlorosulfonated polyethylene (ACSM), polyepichlorohydrin (ECO), terpolymers of ECO with ethylene oxide and unsaturated monomers (ETER ), Ethylene-vinyl acetate rubber (EVA) or silicone rubber (MQ, VMQ, PVMQ, FVMQ). The aforementioned types of rubber may be unblended. The use of a waste is possible. The rubber is part of a vulcanizable rubber composition containing at least one rubber component as well as other compounding ingredients. In addition, in the rubber mixture for the layer F, at least one thermoplastic, for. Ex. Polyethylene (PE), be included. The usual compounding ingredients include at least one crosslinker or crosslinker system (crosslinker and accelerator). The abovementioned rubbers of layer F are usually crosslinked peroxidically, but depending on the type of rubber, they can also be crosslinked by sulfur. Additional mixture ingredients are usually still a filler and / or a processing aid and / or a plasticizer and / or an aging inhibitor and optionally further additives, for example color pigments, reinforcing fibers. In particular, by the addition of fibers, the poor heat conduction of the rubber mixture of the layer F can be further reduced. Furthermore, it is preferred if the rubber mixture of the layer F additionally contains at least one blowing agent which gives the rubber mixture a pore structure after vulcanization. This leads to a further reduction of the thermal conductivity. Blowing agents. As blowing agents are usually pore-forming propellant gases such. As azo and diazo compounds, referred to, which split off gases (eg N 2 or CO 2 ) under the influence of heat or catalysts and therefore serve for the production of rubber mixtures with pore structure. The blowing agents decompose at a certain temperature during processing to form gas or with the addition of volatile solvents during vulcanization.
Zur weiteren Verbesserung der Lebensdauer unter extremer Strahlungswärme kann die Schicht F in der Kautschukmischung selbst und / oder an der Oberfläche Metallpartikel, zum Beispiel aus Aluminium in Form von Alu-Flocken, enthalten. Ebenso ist eine Beschichtung auf der Basis wenigstens eines fluorhaltigen Elastomers, z. Bsp. FKM und / oder PTFE, zur Optimierung des Abriebverhaltens denkbar. To further improve the life under extreme radiant heat, the layer F in the rubber mixture itself and / or on the surface metal particles, for example, aluminum in the form of aluminum flakes contain. Likewise, a coating based on at least one fluorine-containing elastomer, for. For example, FKM and / or PTFE, conceivable for optimizing the abrasion behavior.
Die Schicht F kann den Artikel teilweise oder vollständig bedecken. „Teilweise bedecken“ bedeutet, dass nur definierte Bereiche der Oberfläche des Artikels mit der Schicht F versehen sind. The layer F may partially or completely cover the article. "Partially cover" means that only defined areas of the surface of the article are provided with the layer F.
Die aufgezeigten Schichten werden gemäß einer der oben genannten Varianten 1 oder 2 vor oder während der Rohlingsfertigung, also vor dem eigentlichen Vulkanisationsprozeß zusammengeführt. In der ersten Phase der Vulkanisation, der so genannten Fließ- oder Ausformphase, können somit die verschiedenen Schichten gut miteinander verfließen, was sich positiv auf die Haftungsgüte der Schichten untereinander auswirkt. Ein zusätzlicher und kostenintensiver zweiter Vulkanisationsprozess ist nicht erforderlich. The indicated layers are combined according to one of the abovementioned variants 1 or 2 before or during the blank production, ie before the actual vulcanization process. In the first phase of vulcanization, the so-called flow or Ausformphase, thus, the various layers can flow well together, which has a positive effect on the adhesion of the layers with each other. An additional and costly second vulcanization process is not required.
Bei dem Artikel handelt es sich bevorzugt um einen Luftfederbalg, um ein Metall-Gummi-Element, einen Schwingungsdämpfer oder um ein Dämpfungselement eines Lagers, einer Buchse oder einer Schichtfeder oder Konusfeder. Der Artikel kann aber auch ein schlauchförmiger Körper sein. Schlauchförmige Körper sind bspw. Förderschläuche aller Art, Luftfederbälge (Kreuzlagenbälge, Axialbälge) und Kompensatoren in verschieden Ausführungen (z.B. Torsionskompensator, Lateralkompensator). Ebenso kann der Artikel ein Antriebsriemen sein. The article is preferably an air spring bellows, a metal-rubber element, a vibration damper or a damping element of a bearing, a bush or a laminated spring or cone spring. The article can also be a tubular body. Tubular bodies are, for example, conveying hoses of all types, air bellows (cross-layer bellows, axial bellows) and compensators in various designs (for example torsion compensator, lateral compensator). Likewise, the article may be a drive belt.
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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
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- Römpp, Chemielexikon Online Version 4.0 [0012] Römpp, Chemistry Dictionary Online Version 4.0 [0012]
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