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Verfahren zur Herstellung eines Kordgewebes aus Polyamidfasergarn
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kordgewebes aus PGlyamidfasergarn
mit verminderter Dehnbarkeit und erhöhter Raumbeständigkeit durch zweimaliges Strecken
des Kordgewebes unter erhöhter Temperatur, das darin besteht, daß die eine Streckbehandlung
(Trockenstreckung) nach dem an sich bekannten Imprägnieren des Kordgewebes unter
einer Zugspannung von 0',6 bis 0,8 g/den bei einer zwischen 93 und 188° C liegenden
Temperatur erfolgt, wobei der Kord getrocknet wird, wohingegen die andere Streckbehandlung
(Heißstreckung) bei einer etwa dem Schmelzpunkt der Polyamidfasern entsprechenden
Temperatur während einer zum Schmelzen des Kords nicht ausreichenden Zeit mit einer
zur Streckung des Kords um 5 bis 12°/o ausreichenden Spannung durchgeführt wird
und der Kord nach jeder Streckbehandlung gekühlt wird.
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Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin,
daß die Trockenstreckung vor der Heißstreckung durchgeführt wird',.
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Eine andere Ausführungsform besteht darin;, d'aß die Heißstreckung
vor der Trockenstreckung durchgeführt wird.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform beträgt die Temperatur während
der Heißstreckung ungefähr 318° C.
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Die erfindungsgemäß hergestellten Kordgewehre werden vor allem bei
der Herstellung von Kautschukreifen und anderen Kautschukerzeugnissen. verwendet.
Zur Herstellung von Luftreifen und mechanisch beanspruchten Kautschukerzeugnissen
ist ein starkes, dauerhaftes Gewebe erforderlich. Ein solches Gewebe muß aus Textilfäden
oder -garnen bestehen, die eine gute Widerstandsfähigkeit gegen Wärme und andere
schädigende Einflüsse besitzen, die beim normalen Ge: brauch dieser Erzeugnisse
gewöhnlich auftreten. Gewisse thermoplastische Werkstoffe, wie z. B. Polyamid-Textilfäden
oder -ga.rne, besitzen diese vorteilhafte Beschaffenheit.
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Indessen weist die Polvamidfaser bekanntlich nachteilige Eigenschaften
auf, die sich sehr schwer unter Kontrolle halten lassen. Wenn man diesem Werkstoff
Reifen, Treibriemen u. dgl. einverleibt, so zeigt er deutlich die Neigung, sich
beim Gebrauch unter wechselnden Bedingungen bezüglich der Belastung und anderer
damit verbundener Faktoren zu dehnen. Es ist bekannt, daß die Dehnbarkeit der Polyamidfaser
erheblich herabgesetzt werden kann; jedoch führen die bekannten Verfahren trotz
einer Herabsetzung der Dehnung innerhalb bestimmter Grenzern zu einem Kord oder
Gewebe von verhältnismäßig geringer Raumbeständigkeit. Unter »geringer Raumbeständigkeit«
wird die Neigung des Gewebes verstanden, nach seiner Einverleibung in Reifen oder
andere Kautschukerzeugnisse, die während der Benutzung verschiedenen Belastungen
und Temperaturen ausgesetzt werden, eine konstante Dehnung anzunehmen und beizubehalten.
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Allerdings. müssen Gewebe für Luftreifen einen gewissen Grad von Dehnbarkeit
innerhalb genau definierter Grenzen besitzen, damit der Reifen die> erforderliche
Pufferwirkung ausüben kann. Deshalb ist es keineswegs beabsichtigt, den Textilgarnen
oder dem aus ihnen bestehenden Gewebe jegliche Fähigkeit, sich unter Belastung zu
dehnen, zu nehmen; es ist jedoch beabsichtigt, die Raumbeständigkeit des Kords zu
verbessern.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, die Dehnungseigenschaften von
Kord aus Polyamidfäden oder -fasern zu verbessern. Bei den meisten dieser Verfahren
wurde eine einmalige Verstreckung entweder in kaltem oder in heißem Zustand vorgeschlagen.
Auch wurden bereits Stufenverfahren zum Verstrecken von Perlonfäden vorgeschlagen,
bei denen die, Fäden. in einem Bad getränkt und gleichzeitig oder unmittelbar danach
vorverstreckt und dann während eines Trockenvorganges nachverstreckt werden. Die
nach diesen Verfahren erzielte Raum- und Dehnungsbeständigkeit reicht jedoch nicht
an diejenige heran, die durch das erfindungsgemäße Behandlungsverfahren, erreicht
wird.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren., wonach Gewebe aus Garnen
von Polyamidfasern oder ähnlichen Werkstoffen so behandelt werden, daß sie gegen
eine übermäßige Belastung widerstandsfähig
und so raumbeständig
werden, daß sie ihren Widerstand gegen die Dehnung beibehalten und in verschiedene
Kautschukerzeugnisse, wie Reifen u. dgl., einverleibt werden können, so daß diese
Erzeugnisse bestimmte, geregelte Dehnungseigenschaften und eine gute Raumbeständigkeit
besitzen und bei ihrer bestimmungsgemäßen Verwendung keine Vergrößerung ihrer Abmessungen
erleiden.
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In der Zeichnung ist Fig. 1 ein Schaubild, das die Stufen einer Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt; Fig. 2 ist ein Schaubild, das die Stufen
einer ab -geänderten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens veranschaulicht.
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.Nach Fig. 1 läuft ein in üblicher Weise hergestelltes Kordgewebe
durch eine Imprägniervorrichtung üb-
licher Ausführungsform, in der das Gewebe
in bekannter Weise mit Binde- oder Klebmitteln behandelt wird, um die Haftfestigkeit
der Garne am Kautschuk zu erhöhen bzw. eine Bindung von Kord an Kautschul,# zu bewirken.
Zu diesem Zweck wird das Gewebe In das Imprägnierbad unter niedriger Spannung
eingeführt, um ein tiefes Eindringen zu gewährleisten., und zwar entweder durch
einen Tauchvorgang oder mit Hilfe von Imprägnier-,valzen. Die auf den Kord während
der Aufbringung der Bindemittel ausgeübte Spannung ist niedrig, und zwar vorzugsweise
so niedrig, daß der Kord schrumpfen kann, wodurch die Dehnungsfähigkeit erheblich
vergrößert wird. Die Bindemittel werden auf das Gewebe gewöhnlich in wäßriger Lösung
aufgebracht und erhärten normalerweise unter der Einwirkung von Wärme.
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`ach der Imprägnierung läuft das Gewebe durch einen Trockenofen bei
Temperaturen oberhalb 93° C, die jedoch nicht so hoch sein dürfen, daß der Kord
Schaden leidet, vorzugsweise bei 115 bis 188° C, um den Kord zu trocknen und das
Bindemittel zu härten. Während des Trockenvorganges wird das Gewebe erfindungsgemäß
verstreckt, um die Dehnungsfähigkeit des Kords unter den Wert herabzusetzen, den
diese Größe vor oder unmittelbar nach dem Imprägnieren mit den Bindemitteln besitzt.
Die während des Trocknens auf den Kord ausgeiihte Streckspannung beträgt 0,6 bis
0,8 g/den und genügt, um eine deutliche Verlängerung von etwa 611/o herbeizuführen.
Nach dem Trocknen unter dieser Streckspannung läßt man den Kord auf Raumtemperatur
erkalten und unterwirft ihn anschließend einer Heißstreckung in einer bekannten.
Streckvorrichtung. Dies geschieht bei einer dem Schmelzpunkt entsprechenden Temperatur
der Polyamidfaser für eine Zeitdauer, die zur Plastifizierung des Kords ausreicht.
Eine Temperatur von etwa 218' C und eine Behandlungsdauer von 36 bis 24 Sekunden
hat sich hierfür als vorteilhaft erwiesen. wab-ei die Zeitdauer im umgekehrten Verhältnis
zu der angewandten Temperatur steht. Die Streckspannung ist so hoch, daß das imprägnierte
und getrocknete Kordgewebe noch um weitere 5 bis 12% verlängert wird, so daß die
gesamte Verlängerung während des ganzen Verfahrens ungefähr 11 bis 18% beträgt und,
die Dehnung mindestens unter 10% herabgesetzt wird.
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Nach der in Fig. 2 dargestellten abgeänderten Ausführungsfo,nn der
Erfindung wird das Kordgewebe zuerst vor der Imprägnierung in einer bekannten Verrichtung
heißverstreckt, und zwar um 10 bis 16% bei einer Temperatur in der Nähe des Schmelzpunktes
der Polyamidfaser, d. h. ungefähr bei 218° C, für eine Zeit von 36 bis 24 Sekunden,
wobei wiederum die Zeitdauer im umgekehrten Verhältnis zur angewandten Temperatur
gewählt wird. Nach dem Heißstrecken läßt man den Kord auf Raumtemperatur erkalten
und imprägniert ihn dann unter niedriger Spannung mit der wäßrigen Lösung eines
Bindemittels. Nach der Imprägnierung führt man den Kord durch eine Trockenkammer
bei 115 bis 188° C. um ihn zu trocknen und das Bindemittel zu härten. Während des
Durchganges durch dieTrockenkammer wird der Kord verstreckt, um die Schrumpfung,
die er während der Imprägnierung erlitten hat, wieder auszugleichen und seine Dehnungsfähigkeit
herabzusetzen. Die auf den Kord hierbei ausgeübte Streckspannung beträgt ebenfalls
wieder 0,6 bis 0,8 -/den. Dadurch wird die schließliche Dehnung auf etwa 7% herabgesetzt.
An den Trockenvorgang schließt sich eine Abkühlung 11.n, um den Kord auf etwa Raumtemperatur
zu bringen, worauf er nach dem üblichen Kalandrieren in Kautschuk eingebettet und
in Luftreifen oder ähnliche Erzeugnisse eingebaut werden kann.
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Um die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens dem bekannten Stand
der Technik gegenüber zu zeigen, wurden, drei Versuche mit 0,51 mm starken, dublierten,
aus Polyamidfasern bestehenden Garnen von 1850 den folgendermaßen durchgeführt:
Der Rohkord hatte eine Bruchfestigkeit von 12,3 kg
,
eine Dehnung von 13% bei
Belastung mit 4,5-1 kg und eine Bruchdehnung von 260/0. Versuch 11r. 1 wurde nach
dem in Fig. 1, Versuch Nr. 2 nach dem in Fig. 2 dargestellten Verfahren und Versuch
Nr.3 nach einem bekannten Verfahren, wonach die gesamte Verstreckung des Kords nach
dem Imprägnieren mit dem Bindemittel und dem Trocknen bewirkt wird, ausgeführt.
Nach der Verarbeitung wurden die erhaltenen Gewebe auf ihre Dehnung und Raumbeständigkeit
geprüft. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt
| Versuch Nr. 1 Versuch Nr. 2 Versuch Nr. 3 |
| Heißstreckung Heißstreckung Streckung nach |
| vor Imprägnierung nach Imprägnierung dem Imprägnieren |
| und Trocknen |
| Spannung während des Trocknens, g/den . . . . . . . . . . .
. . . . 0,6 0,6 0,03 |
| Verlängerung während des Trocknens, 11/o ......... .. ... 5,7
- -7,4 |
| Verlängerung während des Heißstreckens, 0/0 . . . . . . . .
. . . 6,8 12,4 16,8 |
| Gesamtverlängerung, 11/o . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . 12,6 11,3 8,3 |
| Bruchfestigkeit, kg .................................. 12,80
12,93 12,75 |
| Dehnung bei Belastung mit 4,54 kg, 0/0 . . . . . . . . . .
. . . . . .. 7,0 7,3 8,1 |
| Dehnung bei Belastung mit 9,07 kg, 11/o . . . . . . . . . .
. . . . . . . 10,8 11,1 12,0 |
| Bruchdehnung, 11/o . ...... .. . . . . . . . . . .. .. ......
.. . .. 18,6 20,8 19,2 |
| Schrumpfung nach 1 Stunde bei 135°C,11/o . . . . . . . . .
. . . . 6,5 6,0 7,2 |
| Schrumpfung nach dem Erkalten auf Raumtemperatur, 0/11 4,9
-1,5 6,0 |
Aus diesen Ergebnissen. geht hervor, daß der erfindungsgemäß behandelte
Kord bei Belastung mit 4,54 kg eine erheblich geringere Dehnung aufweist als die
Vergleichsprobe. Weiterhin zeigen die Schrumpfungswerte, daß die Raumbeständigkeit
des erfindungsgemäß behandelten Kords beträchtlich erhöht ist. Die Schrumpfungswerte
sind die Ergebnisse von Prüfungen, die im Laboratorium ausgeführt werden können,
und geben ein Maß für die Raumbeständigkeit des Kords, d. h. für seine Fähigkeit,
bei der Benutzung nur eine geringe Dehnung zu erleiden.. Der so behandelte Kord
behält nach seiner Einarbeitung in Reifen seine Eigenschaften im wesentlichen bei,
so daß die Reifen ihrerseits keine Vergrößerung erleiden.
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Um die verbesserte Raumbeständigkeit des erfindungsgemäß behandelten
Kordgewebes weiter zu veranschaulichen, wurden unter Verwendung der drei oben beschriebenen
Proben Reifen hergestellt. Die Reifen wurden dann unter gleichen Bedingungen über
gleiche Strecken gefahren, worauf Messungen gewisser Größenmaße vorgenommen wurden.
Zu Vergleichszwecken wurden die Größenmaße des nach dem Versuch 3 hergestellten
Reifens mit 100 bezeichnet, und die Größenmaße der aus dem erfindungsgemäß behandelten
Kord hergestellten Reifen wurden als Prozentwerte, bezogen auf den Vergleichsreifen,
ausgedrückt. Die Ergebnisse waren die folgenden:
| Reifen |
| Querschnitts-I Gesamt- Laufflädien- |
| durdimesser durdimesser breite |
| Kontrollreifen |
| aus Versuch |
| Nr.3 ......... 100 100 100 |
| Reifen aus |
| Ansatz Nr. 1 . . 88 78 75 |
| Ansatz Nr. 2 . . 94 76 94 |
Diese Ergebnisse zeigen,, d''aß die Raumbeständigkeit des erfindungsgemäß behandelten
Kords gegenüber derjenigen des nach dem Stande der Technik behandelten Kords beträchtlich
erhöht ist und infolgedessen die Vergrößerung, welche die Reifen während des Betriebes
erleiden, bei den mit dem erfindungsgemäß behandelten Kord hergestellten Reifen
bis zu 25% herabgesetzt wird.
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Die Erfindung, die vorstehend für Polyamid-Kordgewebe beschrieben
wurde, ist auch auf andere thermoplastische Werkstoffe, wie Polyäthylenterephthalatfasern,
anwendbar.