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Die Erfindung betrifft einen Elastomerartikel, der bevorzugt ein Antriebsriemen, insbesondere ein Zahnriemen, ist, sowie ein Verfahren zur Herstellung des Elastomerartikels.
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Antriebsriemen, insbesondere Zahnriemen, umfassen eine Elastomermischung, ein Zugträger und ein Gewebe auf der ausgeformten Seite, z.B. in Form von Zähnen, der Elastomermischung. Für eine ausreichende Leistungsfähigkeit wird eine gute Anhaftung der Elastomermischung an das Gewebe benötigt. Hierfür kann ein mit RFL behandeltes Gewebe eingesetzt werden, dem eine Haftschicht, z.B. aus Polychloropren-Kautschuk, zugefügt wird.
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Die
WO 2010/069630 beschreibt einen Zahnriemen für einen Nockenwellenantrieb mit einer faserhaltigen EPDM-Kernmischung.
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Verwendet man in Zahnriemen EPDM-Mischungen für den Elastomerkörper, so ist die Gewebehaftung zu Gewebe, das mit Polychloropren-Kautschuk gestrichen ist, niedrig und die Lebensdauer der daraus hergestellten Riemen gering. Zahnriemen mit einem Elastomerkörper auf Basis faserhaltige EPDM-Mischungen zeigen ein verbessertes Haftniveau, sind aber teuer und erfordern ein aufwendiges Mischverfahren für eine optimale Faserverteilung.
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Die Aufgabe der Erfindung bestand somit in der Bereitstellung von Elastomerartikeln, insbesondere Antriebsriemen, die eine verbesserte Textilanhaftung an den Elastomerkörper und eine verlängerte Lebensdauer zeigen, ohne dass eine Einmischung von Fasern in den Elastomerkörper erforderlich ist. Es soll insbesondere mögliche sein, eine faserarme oder faserfreie Kautschukmischung, insbesondere EPDM-Mischung, für den Elastomerkörper zu verwenden und gleichzeitig ein verbessertes Haftniveau zu erreichen, um Elastomerartikel mit erhöhter Lebensdauer zu erhalten.
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Die Erfinder haben festgestellt, dass dies durch Einsatz einer faserhaltigen EPDM-Haftschicht zwischen einem EPDM-Elastomerkörper und dem textilen Flächenkörper erreicht werden kann.
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Die Aufgabe wurde somit durch einen Elastomerartikel, bevorzugt einen Antriebsriemen, insbesondere einen Zahnriemen, gelöst, der einen Grundkörper 1 aus einer vulkanisierten Kautschukmischung enthaltend Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), einen textilen Flächenkörper 8 und eine Haftschicht 10 zwischen dem Grundkörper und dem textilen Flächenkörper umfasst, wobei die Haftschicht aus einer vulkanisierten Mischung, enthaltend EPDM und Fasern, gebildet ist.
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Der erfindungsgemäße Elastomerartikel zeigt eine ausgezeichnete Haftung des textilen Flächenkörpers an dem Grundkörper, die durch die erfindungsgemäß eingesetzte Haftschicht bewirkt wird. Für die Haftschicht werden EPDM-Mischungen eingesetzt, die eine längere Haltbarkeit als Polychloropren-Mischungen aufweisen, die üblicherweise für die Haftschicht eingesetzt werden. Außerdem ist dies aus Umweltschutzgründen vorteilhaft, da auf chlorhaltige Materialien verzichtet werden kann.
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Die Funktion der Haftungsoptimierung wird von einer sehr dünnen, faserhaltigen EPDM-Mischung übernommen, wofür eine deutlich geringere Mischungsmenge als bei Einsatz faserhaltiger EPDM-Grundkörper erforderlich ist. Dadurch entstehen geringere Mischungskosten, was wirtschaftlich von Vorteil ist.
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In den beigefügten Zeichnungen zeigt
- 1 einen schematischen Querschnitt durch ein Beispiel für einen erfindungsgemäßen Elastomerartikel,
- 2 eine schematische dreidimensionale Teildarstellung eines Beispiels für einen erfindungsgemäßen Elastomerartikel in Form eines Zahnriemens mit Draufsicht auf die Kraftübertragungszone,
- 3 einen schematischen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Elastomerartikel in Form eines Zahnriemens analog dem Beispiel von 2.
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Im Folgenden werden Mengenangabe unter anderem in phr angegeben. Die Angabe phr ist eine in der Kautschukindustrie übliche Mengenangabe und bedeutet Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile der Gesamtmenge an in der betreffenden Komponente vorhandenem Kautschuk.
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Der erfindungsgemäße Elastomerartikel umfasst einen Grundkörper aus einer vulkanisierten Kautschukmischung, die Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk enthält. Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk ist ein Copolymer aus Ethylen, Propylen und mindestens einem Dienmonomer, für das EPDM als Kurzzeichen verwendet wird.
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Der Grundkörper ist insbesondere ein elastomerer Grundkörper bzw. ein elastischer Grundkörper. Der Grundkörper wird durch Vulkanisation der EPDM enthaltenden Kautschukmischung gebildet, wobei ein EPDM-Elastomer erhalten wird.
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Die Kautschukmischung für den Grundkörper umfasst EPDM, welches unverschnitten oder im Verschnitt mit mindestens einem weiteren Kautschuk enthalten sein kann. Es ist besonders bevorzugt, dass der EPDM unverschnitten in der Kautschukmischung enthalten ist, d.h. außer EPDM ist kein weiterer Kautschuk enthalten. In diesem Fall sind in dem Grundkörper 100 phr EPDM enthalten.
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In einer alternativen Ausführungsform umfasst die Kautschukmischung für den Grundkörper EPDM im Verschnitt mit mindestens einem weiteren Kautschuk, wobei in diesem Fall der Grundkörper bevorzugt mehr als 50 phr, bevorzugter mehr als 75 phr EPDM enthält.
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Der mindestens eine weitere Kautschuk kann z.B. ausgewählt sein aus Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPM), (teil)hydriertem Nitrilkautschuk (HNBR), Polychloropren-Kautschuk (CR), Fluor-Kautschuk (FKM), Silikonkautschuk, Ethylen-Vinyl-Acetat-Copolymer (EVA) oder einer Kombination davon, wobei EPDM im Verschnitt mit EPM bevorzugt ist.
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Die Kautschukmischung für den Grundkörper enthält neben EPDM und gegebenenfalls weiteren Kautschuken in der Regel noch ein oder mehrere Additive. Die Kautschukmischung umfasst in der Regel mindesten einen Vernetzer oder ein Vernetzersystem aus Vernetzungsmittel und Beschleuniger. Der Vernetzer bzw. das Vernetzersystem können z.B. mindestens ein Peroxid und/oder mindestens ein Metalloxid beinhalten. Weitere Beispiele für Additive sind Füllstoffe, Verarbeitungshilfsmittel, Weichmacher, Alterungsschutzmittel und Kombinationen davon. Weitere nach Bedarf einsetzbare Additive sind z.B. Farbpigmente oder Harze. Es wird auf den allgemeinen Stand der Kautschukmischungstechnologie verwiesen.
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Die Kautschukmischung des Grundkörpers wird im Verbund mit dem textilen Flächenkörper und dazwischenliegender Haftschicht vulkanisiert, um den Elastomerartikel zu bilden. Bei der Vulkanisation handelt es bevorzugt um eine radikalische Vernetzung oder besonders bevorzugt um eine peroxidische Vernetzung.
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Der erfindungsgemäße Elastomerartikel umfasst ferner einen textilen Flächenkörper. Der textilen Flächenkörper ist an einer Seite des Grundkörpers angebunden. Der textile Flächenkörper kann z.B. ein Gewebe, ein Gewirke oder ein Gestrick sein, wobei ein Gewebe bevorzugt ist.
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Der textile Flächenkörper, insbesondere das Gewebe, bzw. die Garne oder Fasern, aus denen der textile Flächenkörper gebildet wird, können z.B. aus Polyamid (PA), Polyester, Baumwolle, Aramid, Polyetheretherketon (PEEK), Polyimid (PI) oder einer Kombination davon gebildet sein. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der textile Flächenkörper, insbesondere das Gewebe, aus Polyamid gebildet.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist der textile Flächenkörper, insbesondere das Gewebe, mit einer polymeren Ausrüstung versehen. Die polymere Ausrüstung kann durch Imprägnierung und/oder Oberflächenbeschichtung des textilen Flächenkörpers mit einem Polymer oder einer Polymermischung gebildet werden, wobei eine Imprägnierung bevorzugt ist. Wenn eine polymere Ausrüstung eine Oberflächenbeschichtung beinhaltet, wird im Allgemeinen die Seite des textilen Flächenkörpers beschichtet, die dem Grundkörper abgewandt ist.
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Die polymere Ausrüstung kann aus fluorhaltigem Polymer, Silicon, Polyurethan (PU), Resorcin-Formaldehyd-Latex (RFL) oder einer Kombination davon gebildet sein. Beispiele für das fluorhaltige Polymer sind Polyvinylfluorid (PVF), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polytetrafluorethylen (PTFE) oder Mischungen davon, bevorzugt PTFE. Bevorzugt wird der textile Flächenkörper, insbesondere das Gewebe, mit RFL ausgerüstet. Die RFL-Ausrüstung erfolgt bevorzugt durch Tauchen des textilen Flächenkörpers in eine Imprägnierflüssigkeit auf Basis von Resorcin, Formaldehyd und Kautschuklatex, einem so genannten RFL-Dip.
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Der erfindungsgemäße Elastomerartikel umfasst ferner eine Haftschicht, die zwischen dem Grundkörper und dem textilen Flächenkörper angeordnet ist. Die Haftschicht dient zur verbesserten Anbindung des textilen Flächenkörpers an den Grundkörper. Die Haftschicht wird aus einer vulkanisierten Mischung gebildet, wobei die Mischung EPDM und Fasern enthält.
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Die Mischung für die Haftschicht umfasst EPDM, welches unverschnitten oder im Verschnitt mit mindestens einem weiteren Kautschuk enthalten sein kann. Es ist besonders bevorzugt, dass der EPDM unverschnitten in der Mischung enthalten ist, d.h. außer EPDM ist kein weiterer Kautschuk enthalten. In diesem Fall sind in der Haftschicht 100 phr EPDM enthalten. In einer alternativen Ausführungsform umfasst die Mischung für die Haftschicht EPDM im Verschnitt mit mindestens einem weiteren Kautschuk, wobei in diesem Fall die Haftschicht bevorzugt mehr als 50 phr, bevorzugter mehr als 75 phr EPDM enthält. Desweiteren enthält die Mischung für die Haftschicht in der Regel noch ein oder mehrere Additive, z.B. insbesondere mindestens einen Vernetzer oder ein Vernetzersystem aus Vernetzungsmittel und Beschleuniger.
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Als optionale weitere Kautschuke und mögliche Additive für die Mischung der Haftschicht können solche eingesetzt werden, die vorstehend für die Kautschukmischung des Grundkörpers genannt wurden, worauf verwiesen wird.
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Die Mischung für die Haftschicht wird bei der Vulkanisation des Verbunds aus Grundkörper und textilem Flächenkörper ebenfalls unter Bildung der Haftschicht vulkanisiert. Auch hier handelt es bei der Vulkanisation bevorzugt um eine radikalische Vernetzung oder besonders bevorzugt um eine peroxidische Vernetzung.
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In der Mischung für die Haftschicht bzw. in der Haftschicht sind ferner Fasern enthalten. Die Fasern sind in der Mischung bzw. in der Haftschicht vorzugsweise homogen verteilt. Die Fasern können rein oder in Mischform als Hybrid vorliegen.
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Die Fasern sind bevorzugt Kurzfasern mit einer durchschnittlichen Faserlänge von nicht mehr als 10 mm. In einer Ausführungsform kann es sich um fibrillierte Fasern, d.h. eine Pulpe, bevorzugt fibrillierte Kurzfasern mit einer durchschnittlichen Faserlänge von nicht mehr als 10 mm, handeln. Fibrillierte Fasern haben durch die enthaltenen Fibrillen eine sehr hohe Faseroberfläche und bieten somit eine gute Anbindung an die EPDM-Matrix. Die Fasern können zur besseren Anbindung gegebenenfalls noch mit einer Beschichtung aus RFL oder einem anderen geeigneten Haftvermittler versehen sein.
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Die Fasern der Haftschicht können z.B. aus Polyamid (PA), Polyimid (PI), Aramid, Polyvinylalkohol (PVA), Polyetheretherketon (PEEK), Polyester, Polysulfon (PSU), Polyoxadiazol (POD), Poly(p-phenylen-2,6-benzobisoxazol) (PBO), Polyphenylen oder Polyphenylenderivat, insbesondere Polyphenylensulfid (PPS), Baumwolle, Cellulose, Kohle oder Glas, oder einer Kombination davon, bevorzugt PVA oder Aramid, insbesondere para-Aramid oder meta-Aramid, gebildet sind. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Fasern z.B. eine Aramidpulpe.
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Die Fasern, z.B. fibrillierte Fasern (Pulpe), in der Mischung für die Haftschicht bzw. in der Haftschicht weisen z.B. eine durchschnittliche Faserlänge im Bereich von 0,1 bis 10 mm, bevorzugt 0,5 bis 5 mm, bevorzugter 0,7 bis 3 mm, auf. Es versteht sich, dass die Längenangaben für alle der vorstehend genannten Fasermaterialien gelten.
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Der Mengenanteil an Fasern in der Haftschicht liegt z.B. im Bereich von 1 bis 20 phr, bevorzugt 1,5 bis 15 phr, bevorzugter 2 bis 8 phr.
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Die Haftschicht kann insbesondere in Form einer dünnen Beschichtung auf dem textilen Flächenkörper in den Elastomerartikel eingebaut werden. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Haftschicht eine Dicke im Bereich von 0,05 bis 1,0 mm, bevorzugt von 0,3 bis 0,5 mm, auf.
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Wie bereits angeführt besteht ein besonderer Vorteil der Erfindung in einer verbesserten Haftung und einer erhöhten Lebensdauer, ohne dass der Einsatz von Fasern in dem Grundkörper erforderlich ist. Der Grundkörper kann nichtsdestotrotz aus anderen Gründen gegebenenfalls Fasern enthalten, z.B. in geringen Mengen, wobei für die Fasern dasselbe gilt, wie bezüglich der Haftschicht ausgeführt.
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Jedenfalls ist der Faseranteil in der Haftschicht insbesondere größer als der Faseranteil in dem Grundkörper, bevorzugt mindestens doppelt so groß. Der Faseranteil in der Haftschicht bzw. dem Grundkörper bezieht sich dabei jeweils auf den Gewichtsanteil an Fasern in Prozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Haftschicht bzw. dem Grundkörper. In der üblichen und bevorzugten Ausführungsform ist der Grundkörper frei von Fasern.
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In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der erfindungsgemäße Elastomerartikel ferner einen Festigkeitsträger, der in dem Grundkörper eingebettet ist.
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Der Festigkeitsträger kann aus einem oder mehreren Zugsträngen gebildet werden. Mehrere Zugstränge, die nebeneinander angeordnet sind, können dabei eine Festigkeitsträgerlage bilden. Der Festigkeitsträger im Grundkörper kann durch eine Festigkeitsträgerlage oder mehrere Festigkeitsträgerlagen gebildet sein. Der Zugstrang, insbesondere in Form von Corden, kann z.B. aus Polyamid (PA), Aramid, Polyester, Glas (z.B. E- oder K-Glas), Kohle, Polyetheretherketon (PEEK) oder Polyethylen-2,6-naphthalat (PEN) gebildet sein.
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Wenn der Elastomerartikel ein Riemen, insbesondere ein Antriebsriemen oder Zahnriemen ist, verlaufen die eingebetteten Zugstränge bzw. die eingebettete Zugstranglage gewöhnlich in Riemenlängsrichtung, wobei die Zugstränge bevorzugt in Cordkonstruktion sind.
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Der erfindungsgemäße Elastomerartikel kann jeder Elastomerartikel auf Basis von EPDM im Textilverbund sein, z.B. ein Riemen. In der bevorzugten Ausführungsform ist der Elastomerartikel ein Antriebsriemen, bevorzugt ein Zahnriemen.
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Wenn der Elastomerartikel in der bevorzugten Ausführungsform als Antriebsriemen, insbesondere als Zahnriemen ausgebildet ist, ist es bevorzugt, dass der Grundkörper eine Decklage als Riemenrücken und einen Unterbau mit einer Kraftübertragungszone, bevorzugt einer zahnförmigen Kraftübertragungszone, aufweist, wobei ein Festigkeitsträger in dem Riemenrücken eingebettet ist, der textile Flächenkörper auf der Seite des Unterbaus mit der Kraftübertragungszone angeordnet ist und die Haftschicht zwischen Grundkörper und textilem Flächenkörper angeordnet ist. Der textile Flächenkörper ist somit über die Haftschicht auf der Außenseite des Unterbaus des Grundkörpers mit der Kraftübertragungszone angebunden, die gewöhnlich eine Profilierung, insbesondere eine zahnförmige Profilierung, aufweist.
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Der Elastomerartikel in Form eines Antriebsriemens, insbesondere Zahnriemens, kann auf der Decklage mit einer Textilauflage versehen sein, die z.B. eine Schutzfunktion ausübt. Als Textilauflage eignen sich prinzipiell die textilen Flächenkörper mit den optionalen Ausrüstungen, wie sie vorstehend beschrieben wurden, so dass darauf verwiesen wird.
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Die Erfindung betriff auch ein Verfahren zur Herstellung eines Elastomerartikels, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
- a) Beschichten eines textilen Flächenkörpers mit einer Mischung, die EPDM und Fasern enthält,
- b) Aufbauen eines Verbunds durch Aufeinanderlegen von einem unvulkanisierten Grundkörper aus einer EPDM enthaltenden Kautschukmischung und dem beschichteten textilen Flächenkörper, wobei die Beschichtung des textilen Flächenkörpers dem Grundkörper zugewandt ist, um eine Haftschicht zu bilden, und
- c) Vulkanisieren des Verbunds.
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Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Elastomerartikels, bevorzugt eines Antriebsriemens, insbesondere Zahnriemens, wie vorstehend beschrieben. Es wird dementsprechend auf die vorstehenden Angaben zu den einzelnen Komponenten verwiesen.
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Der textile Flächenkörper, insbesondere ein Gewebe, zum Beispiel aus Polyamid, ist bevorzugt mit einer polymeren Ausrüstung versehen, vorzugsweise ist er mit einem RFL ausgerüstet. Die Beschichtung des textilen Flächenkörpers mit einer Mischung, die EPDM und Fasern enthält, erfolgt gewöhnlich auf einer Seite des textilen Flächenkörpers.
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Der textile Flächenkörper wird mit der Mischung, die EPDM und Fasern (z.B. eine Pulpe, wie Aramidpulpe, oder andere Kurzfasern) enthält, beschichtet, vorzugsweise dünn beschichtet, um eine dünne Haftschicht zu erhalten. Geeignete Schichtdicken sind vorstehend angegeben.
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Diese faserhaltige EPDM-Mischung kann an einer Gewebestreichanlage als Lösung aufgebracht werden oder als kalandrierte Platte auf den textilen Flächenkörper bzw. das Gewebe aufgebracht werden, insbesondere in einem Skimprozess. Der Skimprozess beinhaltet das Aufbringen einer dünnen Gummiplatte auf ein Gewebe. Das kann zum Beispiel mit einem Walzenkalander durchgeführt werden. Die Eindringtiefe der Gummiplatte in das Gewebe kann über die Prozessparameter eingestellt werden. Eine weitere Möglichkeit ist das Aufbringen einer dünnen Kalanderplatte mit Hilfe eines Andruckbandes, wie es in Rotocure Anlagen verwendet wird.
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Der so beschichtete textile Flächenkörper, insbesondere Gewebe, wird dann beim Aufbauprozess des Elastomerartikels, z.B. beim Riemenaufbauprozess, mit der vorzugsweise faserfreien EPDM-Kautschukmischung für den Grundkörper konfektioniert, wobei die Beschichtung des textilen Flächenkörpers zwischen dem textilen Flächenkörper und dem Grundkörper platziert wird.
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Die Vulkanisation des Verbunds erfolgt nach den üblichen Methoden der Kautschuktechnologie, mit denen der Fachmann vertraut ist, in der Regel bei erhöhter Temperatur und gegebenenfalls erhöhtem Druck. Die Mischung für die Haftschicht und die EPDM-Kautschukmischung für den Grundköper werden dabei bevorzugt peroxidisch vernetzt.
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Im fertigen Produkt liegt dann nur eine sehr dünne, faserhaltige EPDM-Haftschicht an der Grenze zum textilen Flächenkörper bzw. Gewebe vor, während der Grundkörper faserfrei sein kann.
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Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf schematische Zeichnungen weiter erläutert. Die Zeichnungen und konkreten Ausführungsbeispielen sollen die Erfindung in keiner Weise beschränken.
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1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Beispiel für einen erfindungsgemäßen Elastomerartikel. Der Elastomerartikel umfasst eine Grundkörper 1 aus einem EPDM-Elastomer, insbesondere einem faserfreien EPDM-Elastomer. Ferner ist auf einer Seite des Grundkörpers 1 ein textiler Flächenkörper 8, z.B. ein Gewebe, wie ein Polyamidgewebe, angebracht. Zwischen dem Grundkörper 1 und dem textilen Flächenkörper 8 befindet sich die Haftschicht 10, die aus einer faserhaltigen EPDM-Matrix gebildet ist. Die Haftschicht verbessert die Anhaftung des textilen Flächenkörpers 8 an dem Grundkörper 1.
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2 zeigt eine schematische dreidimensionale Teildarstellung eines Beispiels für einen erfindungsgemäßen Elastomerartikel in Form eines Zahnriemens mit Draufsicht auf die Kraftübertragungszone. Der Zahnriemen weist eine Decklage 2 als Riemenrücken, einen eingebetteten Festigkeitsträger 3 sowie einen Unterbau 4 auf. Der Festigkeitsträger besteht aus mehreren Zugsträngen, die nebeneinander angeordnet eine Festigkeitsträgerlage bilden, und zwar hier im Rahmen einer einlagigen Ausführung. Der Zugstrang, insbesondere in Form von Corden, kann z.B. aus Polyamid (PA), Aramid, Polyester, Glas (z.B. E- oder K-Glas), Kohle, Polyetheretherketon (PEEK) oder Polyethylen-2,6-naphthalat (PEN) bestehen.
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Die Decklage 2 und der Unterbau 4 bilden als Gesamteinheit den elastischen bzw. elastomeren Grundkörper 1, der aus einem EPDM-Vulkanisat, z.B. auf Basis von unverschnittenem EPDM oder einem EPM/EPD-Verschnitt, besteht.
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Der Unterbau 4 ist mit einer zahnförmigen Profilierung, umfassend Zähne 5 und Zahnstege 6, versehen und bildet die Kraftübertragungszone 7, die besonders verschleißanfällig ist durch Abrieb und den Einfluss von Ölen. Aus diesem Grunde ist die Kraftübertragungszone mit einem textilem Flächenkörper 8 ausgestattet, der ein Gewebe, Gewirke oder Gestrick sein kann, wobei Gewebe bevorzugt ist, insbesondere bei einem Zahnriemen.
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Der textile Flächenkörper, insbesondere das Gewebe, kann z.B. aus Polyamid (PA), Polyester, Baumwolle, Aramid, Polyetheretherketon (PEEK) oder Kombinationen davon gebildet sein. Der textile Flächenkörper ist vorzugsweise mit einer polymeren Ausrüstung versehen, z.B. damit getränkt und/oder oberflächenbeschichtet (Außenschicht 9). Bevorzugt handelt es sich um eine Ausrüstung mit RFL, z.B. ein mit RFL ausgerüstetes Polyamidgewebe.
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Zwischen dem textilen Flächenkörper 8 und dem Unterbau 4 des Grundkörpers befindet sich die Haftschicht 10 aus einem faserhaltigen EPDM-Vulkanisat, die hier aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt ist (vgl. 3).
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Die Decklage 2 ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 frei von einer schützenden Textilauflage. Ansonsten entspricht das Ausführungsbeispiel dem Ausführungsbeispiel gemäß 3.
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3 zeigt einen schematischen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Elastomerartikel in Form eines Zahnriemens analog dem Beispiel von 2. Der Zahnriemen nach 3 umfasst eine Decklage 2 als Riemenrücken, einen eingebetteten Festigkeitsträger 3 in Form von Zugsträngen und einen Unterbau 4 mit einer zahnförmigen Kraftübertragungszone 7. Auf dem Unterbau 4 ist der textile Flächenkörper 8 aufgebracht. Zwischen dem textilen Flächenkörper 8 und dem Unterbau 4 ist die Haftschicht 10 aus faserhaltigen EPDM-Vulkanisat angeordnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Decklage 2 noch mit einer Textilauflage 11 ausgestattet. Hinsichtlich Werkstoffdetails der jeweiligen Komponenten wird auf die Beschreibung gemäß 2 verwiesen.
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Beispiele
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Bei den in den folgenden Beispielen eingesetzten Fasern handelt sich um Aramidpulpe. Der Anteil in der faserhaltiger EPDM-Beschichtung (Haftschicht) beträgt hier jeweils 3 phr. Die durchschnittliche Faserlänge beträgt 1-1,5 mm. Die Schichtdicke der Haftschicht beträgt 0,4 mm.
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Alle eingesetzten EPDM-Mischungen sind reine EPDM-Mischungen ohne andere Arten von Kautschuk (unverschnitten) und wurden peroxidisch vernetzt.
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Der Aufbau der in Beispielen 2 und 3 hergestellten Zahnriemen entspricht dem Aufbau gemäß den 2 und 3.
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Beispiel 1:
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Es werden unterschiedlich beschichtete Polyamidgewebe auf eine unvulkanisierte Gummiplatte aus einer faserfreien Mischung auf Basis einer peroxidvernetzenden EPDM-Kautschukmischung gelegt, wobei die Beschichtung des Gewebes jeweils zwischen Gewebe und Gummiplatte platziert wird und als Haftschicht dient. Das Gebilde wird 20 Minuten bei 180°C unter Druck vulkanisiert.
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Die EPDM-Haftschicht ist einmal faserfrei und einmal faserhaltig. Alle anderen Bestandteile für die faserfreie EPDM-Beschichtung und die faserhaltige EPDM-Beschichtung sind identisch.
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Die Trennkraft wurde gemäß der Messmethode nach DIN 53530 bestimmt. Je nach eingesetzter Beschichtung für das Polyamidgewebe ergeben sich folgende Trennkräfte:
| Beschichtung | Trennkraft |
| RFL-gedipptes Polyamidgewebe ohne Beschichtung als Vergleich: | 5,4 N/mm |
| RFL-gedipptes Polyamidgewebe mit Polychloropren-Beschichtung: | 6,6 N/mm |
| RFL-gedipptes Polyamidgewebe mit faserfreier EPDM-Beschichtung: | 8,8 N/mm |
| erfindungsgemäßes Polyamidgewebe mit faserhaltiger EPDM-Beschichtung: | 13,2 N/mm |
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Fazit: Die Beschichtung mit faserhaltiger EPDM Mischung zeigt eine signifikante Verbesserung der Haftungswerte.
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Beispiel 2:
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Zahnriemen aus EPDM, die mit Polychloropren, nichtfaserhaltigem und faserhaltigem EPDM-beschichtetem Gewebe (Polyamidgewebe wie in Beispiel 1) hergestellt wurden, werden auf einem Fünfscheibenprüfstand bei Raumtemperatur und 7 kW Kraft geprüft. Die Vulkanisationsbedingen für das Produkt sind 30 min bei 180°C.
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Es ergeben sich folgen Laufzeiten bis zur Zerstörung des Riemens für die jeweilige Beschichtung:
- Polychloropren-Beschichtung: 210 h
- EPDM faserfreie Beschichtung: 260 h
- EPDM faserhaltige Beschichtung: 330 h
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Beispiel 3:
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Zahnriemen aus EPDM, die mit Polychloropren, nichtfaserhaltigem und faserhaltigem EPDM beschichtetem Gewebe (Polyamidgewebe wie in Beispiel 1) hergestellt wurden, werden auf einem Fünfscheibenprüfstand bei 120°C und 5 kW Kraft geprüft. Die Vulkanisationsbedingen für das Produkt sind 30 min bei 180°C.
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Es ergeben sich folgen Laufzeiten bis zur Zerstörung des Riemens für die jeweilige Beschichtung:
- Polychloropren Beschichtung: 150 h
- EPDM faserfreie Beschichtung: 198 h
- EPDM faserhaltige Beschichtung: 315 h
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Grundkörper
- 2
- Decklage des Grundkörpers als Riemenrücken
- 3
- Festigkeitsträger in Form von Zugsträngen
- 4
- Unterbau des Grundkörpers
- 5
- Zahn des Grundkörpers
- 6
- Zahnsteg des Grundkörpers
- 7
- Kraftübertragungszone
- 8
- textiler Flächenkörper
- 9
- Außenschicht aus Polymer
- 10
- Haftschicht
- 11
- Textilauflage
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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