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Verfahren zum unmittelbaren Verbinden von Textilien mit Kautschuk
Entgegen den bisherigen Verfahren, nach welchen Textilien ohne vorhergehende Behandlung
mit einem Haftmittel zunächst auf etwa 1 bis 20/, getrocknet und dann mit den Kautschukmischungen
zur unmittelbaren Haftung gebracht werden, sieht das beanspruchte Verfahren vor,
Kautschukmischungen unmittelbar mit Textilien zu verbinden, welche mindestens ihren
natürlichen Wassergehalt (bei 20"C und 60°/o Luftfeuchtigkeit) aufweisen. Unter
»unmittelbarem Verbinden« ist eine Methode zu verstehen, die ohne Verwendung von
Vorbehandlungsmitteln eine gute Haftung zwischen Kautschuk und den Textilien gewährleistet.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum unmittelbaren Verbinden
von Kunstseide- oder Polyamidfäden, -corden, -zwirnen oder -geweben mit natürlichem
oder synthetischem Kautschuk durch Einbetten der Textilien in vulkanisierten Kautschukmischungen,
die Resorcin und Formaldehyd abgebende Verbindungen enthalten, und Vulkanisation
des Kautschuks unter Druck und Wärme, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die verwendeten
Fäden, Corde, Zwirne oder Gewebe einen Wassergehalt von 8 bis 11 0/o besitzen.
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Wenn man Kunstseide mit Kautschukmischungen verbinden will, so wird
man vorteilhaft eine Kunstseide verwenden, deren Wassergehalt 10 bis 12°/o beträgt.
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In diesem Bereich liegt das Optimum der dynamischen Haftwerte. Will
man hingegen Polyamidfasern mit Kautschukmischungen verbinden, so geht man von einem
Wassergehalt von etwa TO 0/, aus.
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Dabei hat es sich gezeigt, daß die dynamischen Haftwerte von Polyamidfasern
bei Feuchtigkeitsmengen über ihrem natürlichen Gehalt erheblich ansteigen.
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Für das beanspruchte Verfahren können sowohl natürlicher als auch
synthetischer Kautschuk verwendet werden. Die Kautschukmischungen enthalten vorzugsweise
zusätzlich Halogenverbindungen.
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Im Gegensatz zu dem erfindungsgemäßen Verfahren zeigen Textilien,
die vor dem Zusammenbringen mit den Kautschukmischungen mit einem Haftmittel präpariert
wurden, wie z. B. Kunstseide mit einem Wassergehalt von 3 bis 40!o, bereits eine
Verminderung ihrer Haftwerte. So wurde z. B. bei der Herstellung von Fahrzeugreifen
bisher sorgfältig auf eine einwandfreie Trocknung geachtet. Bei Nichtbeachtung dieser
Vorsichtsmaßnahmen gab es bisher erhebliche Verarbeitu ngsschwierigkeiten.
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Die erfindungsgemäß hergestellten Verbundkörper wurden einer Prüfung
auf Lagerungsbeständigkeit unterzogen. Dabei wurde beobachtet, daß bei einer Lagerungszeit
von über 2 Monaten die Haftung von unpräparierten Textilien mit natürlichem Wassergehalt
aus Kunstseide oder Polyamiden mit Kautschukmischungen vom ersten bis zum letzten
Tag gleichmäßig gut war.
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Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sind darin zu sehen,
daß nicht nur eine wesentliche Verbesserung der bisher ermittelten Haftwerte, sondern
auch eine schonende Behandlung des Textilgutes erzielt wurde. Infolge der nicht
mehr erforderlichen Trocknung der Textilien ergibt sich eine wesentliche Energieersparnis.
Außerdem können zusätzliche apparative Einrichtungen wie Trockentrommeln oder Wärmekammern
sowie gegebenenfalls Klimaanlagen eingespart werden. Da die Textilien außerdem in
unpräpariertem, ungetrocknetem Zustand zur Verwendung kommen, ergibt sich gleichzeitig
eine Verringerung des Abfalls.
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Die nach dem beanspruchten Verfahren hergestellten Verbundkörper
finden Verwendung z. B. in Form von Förderbändern, Riemen, Fahrzeugluftreifen, Vollreifen
oder Drucktüchern.
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Die Zeichnungen geben graphische Darstellungen der zwischen den vulkanisierten
Kautschukmischungen und den Textilien erzielten dynamischen Haftwerte in Abhängigkeit
vom Wassergehalt der Textilien wieder.
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F i g. 1 zeigt die zwischen Kunstseide und vulkanisierten Kautschukmischungen
ermittelten Werte, F i g. 2 stellt die mit Polyamiden dynamisch ermittelten Haftwerte
dar.
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Die dynamische Haftprüfung wurde gemäß dem in dem deutschen Patent
849 915 beschriebenen Verfahren, und zwar mit Kautschukmischungen folgender Zusammensetzung
durchgeführt: Gewichtsteile Naturkautschuk .. . 100 Ruß. .'. . 25 Weichmacher ..
3 Resorcin. . 10 Zinkoxyd . 10 Schwefel. 2,5 Beschleuniger . 1,0 Hexamethylentetramin
... 6,5 o-Dichlorbenzol .. 1,5 Mit dieser Kautschukmischung wurde der zu prüfende
Cordfaden jeweils auf 25 mm Länge umhüllt und mit einer Standardkautschukmischung
zu einem zylindrischen Körper mit einem Durchmesser von 15 mm verstärkt. Die beiderseitig
aus dem Prüflcörper herausragenden freien Fadenenden wurden, nachdem der Prüfkörper
selbst eingespannt war, mit einer Belastung von 3,5 kp eingespannt. Nach Erreichen
der Prüftemperatur wurde der Gummikörper einer oszillierenden Bewegung in Richtung
der Fadenenden mit einem Hub von 3,5 mm bei einer Frequenz von 480 Richtungswechseln
je Minute unterworfen. Die Zeitdauer in Minuten bis zum Lösen des Cordes im Prüfkörper
diente dabei als Maß für die dynamische Haftfestigkeit.
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Die Haftprüfungen wurden jeweils bei Temperaturen von 70 und 130"C
durchgeführt. In den graphischen Darstellungen ist auf der Abszisse der Wassergehalt
in Prozent und auf der Ordinate die Zeitdauer in Minuten angegeben. Die aufgetragenen
Haftwerte sind Mittelwerte aus jeweils vier Messungen.
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Fig. 1 zeigt die Werte an Kunstseide, welche ohne vorherige Imprägnierung
mit einem Haftmittel verwendet wurde. Die Kunstseide hatte eine Feinheit von 1650
Denier und war 2fach gezwirnt. Die Zeichnung läßt erkennen, daß die günstigsten
Haftwerte bei 70 und bei 1300C im Bereich von etwa 10 bis 120/, Wassergehalt liegen.
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In F i g. 2 sind die an unimprägniertem Polyamidzwirn (Titer: 840
Denier/2fach verzwirnt) ermittelten Haftwerte aufgezeichnet. Es zeigt sich hierbei,
daß bei 70"C ein Maximum bei etwa 90/o Wassergehalt auftritt, während bei einer
Versuchstemperatur von 1300 C im Bereich zwischen etwa 10 und 20 0/o Wassergehalt
die günstigsten Haftwerte liegen.
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Im Vergleich zu den graphischen Darstellungen liegen die natürlichen
Wassergehalte der verwendeten Textilarten etwa wie folgt: Kunstseide . . . etwa
12°/o Polyamid . . etwa 4,3 0/, Der Vergleich mit den graphischen Darstellungen
zeigt, daß Kunstseide im Bereich ihres natürlichen Wassergehaltes die günstigsten
Haftwerte aufweist, während das Optimum der Haftung bei Polyamiden wesentlich höher
liegt. Je nach den verwendeten Kautschukmischungen und der Fadenstruktur kann gegebenenfalls
eine geringe Verschiebung der Kurvenmaxima auftreten. Auch können sich die Höhen
der Maxima etwas ändern. Im wesentlichen werden jedoch die Kurven gleichbleiben.
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Bei sämtlichen graphischen Darstellungen ist eine Steigerung der
dynamischen Haftwerte um etwa 1000/o gegenüber der Haftung mit trockenen Textilien
zu beobachten.
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Ausführungsbeispiele Ein Polyamidzwirn mit einem Feuchtigkeitsgehalt
von 100/o wurde am Kalander mit einer Resorcin, Hexamethylentetramin und o-Dichlorbenzol
enthaltenden vulkanisierbaren Kautschukmischung auf Basis eines Verschnittes aus
Naturkautschuk und Butadien-Styrol-Kautschuk im Verhältnis 1:1 bei Temperaturen
zwischen 30 und 40"C (Walzentemperatur) beschichtet. Der Wassergehalt der Cordbahn
entsprach dabei etwa dem im Anlieferungszustand. Bei einer Prüfung der Haftfestigkeit
entsprechend der im Patent 849 915 angegebenen Methode ergab sich eine dynamische
Laufzeit von 56 bis 58 Minuten.
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Im Vergleich dazu ergab eine auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 40/,
getrocknete Cordbahn eine dynamische Laufzeit von etwa 30 bis 32 Minuten.