DE1303367B

DE1303367B -

Info

Publication number: DE1303367B
Application number: DE19591303367D
Authority: DE
Priority date: 1958-07-28
Filing date: 1959-07-27
Publication date: 1973-06-28
Also published as: AT262702B; DE1303367C2; NL241696A; CH393010A; US2977839A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines mit einem Geflecht aus Polyamidfasern überzogenen Polyamidschlauches, bei dem Resorcin als Lösungsmittel verwendet wird und der Schlauch v.-r dem Aufbringen des Geflechts in eine Resorcinlösung eingetaucht wird.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung von ^Polyamidschläuchen mit einem geflochtenen Überzug, die eine wesentlich verbesserte Berstfestigkeit und größere Biegsamkeit aufweisen und weiterhin selbst bei starken Biegebeanspruchungen geringere Ermüdungserscheinungen zeigen.

Das Überzugsmaterial dieser Schläuche soll außerordentlich abriebfest sein. Die Schläuche sollen durch Erhitzen ohne weiteres gedehnt und mit einem Kupplungs- oder Rohrverbindungsstück versehen werden können Weiterhin soll die Steifigkeit und eine übermäßige Zerstörung auf Grund der Abnutzung oder des Abriebs der einzelnen Fasern verhindert werden. Der erfindungsgemäße, mit einem geflochtenen Überzug versehene Schlauch soll während des üblichen Herstellungsverfahrens in jeder beliebigen Farbe gefärbt werden können, wodurch ein zusätzliches Färbeverfahren vermieden wird. Der geflochtene Überzug des Schlauches soll nicht abfasern, wenn der Schlauch in die gewünschte Länge zerschnitten wird oder wenn er im Gebrauch einem mechanischen Abrieb ausgesetzt wird. Der geflochtene Überzug soll in mehreren Schichten aufgebracht werden können, ohne daß die gewünschten Eigenschaften der einzelnen Schichten beeinträchtigt werden.

Es ist gefunden worden, daß nur solche mit einem Geflecht aus Polyamidfasern überzogene Polyamidschläuche der obengenannten Aufgabe gerecht werden, bei denen nur diejenigen Fasern oder Fäden des Geflechts, die direkt an dem Schlauch anliegen, mit diesem verbunden werden und bei denen sich zwischen dem Geflecht und der Schlauchoberfläche eine Verschmelzungsbindung und nicht lediglich eine rein mechanische Bindung ausbildet. Nur eine derartige Verschmelzungsbindung, die bereits eine bestimmte Art einer chemischen Bindung darstellt, ist stark genug, um die gewünschte starke Verbindung zwischen dem Polyamidfasergeflecht und dem PoIyamidschlauch zu gewährleisten.

Aus der deutschen Patentschrift 919 741 ist zwar bereits bekannt, beim Verbinden einer Wendel mit dem Schlauch, auf den sie aufgebracht werden soll, den Schlauch vorher mit Lösungsmitteln zu behandeln; in dieser Patentschrift ist jedoch nicht beschrieben, die Faser mit dem Schlauch ohne Zuhilfenahme eines dazwischenliegenden Klebemittels zu

ίο verbinden. Ebenfalls ein Klebemittel wird bei dem Verfahren zur Verbindung eines gewebeähnlichen Materials mit einem Schlauch verwendet, wie es in der Zeitschrift »L'Industrie Textile« (Februar 1950, Nr. 795) auf den Seiten 78 bis 80 beschrieben ist.

Selbst bei der in der britischen Patentschrift 730 042 vermittelten Lehre, nach der eine Haftverbindung zwischen Polyamid und Geweben erreicht werden kann, wenn eines der Gewebe in eine Lösung von Phenol getaucht wird, wird nicht die angestrebte

ao Verschmelzungsbindung und damit eine Lösung der obengenannten technischen Aufgaben erreicht. Der Grund hierfür liegt in der Hauptsache darin, daß man bei dem Gegenstand dieser Patentschrift mit einer Resorcinlösung in einem organischen Lösungsmittel arbeitet. Dk Konzentration von Resorcin in den angegebenen organischen Lösungsmitteln ist selbst bei Sättigung nicht hoch genug, um eine Verschmelzungsbindung zwischen Polyamidgeflecht und Polyamidschlauchoberfläche auszubilden. Darüber hinaus wird nach der britischen Patentschrift die mit der Resorcinlösung behandelte Lage nach Kombination mit einer zweiten Lage zum gewünschten Schichtmaterial einem Zusammenpressen bei relativ hohen Temperaturen unterworfen. Auch dic;se Maßnahme ist dafür verantwortlich, daß sich keine Verschmelzungsbindung zwischen den einzelnen Lagen des hergestellten Schichtmaterials ausbilden kann.

Gemäß der Erfindung wird die vorstehend genannte Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Gattung dadurch gelöst, daß man den Schlauch in eine Lösung von Resorcin in Wasser eintaucht, wobei die Temperatur der Resorcinlösung zwischen Raumtemperatur und etwa 80° C gehalten wird, daß beim Aufbringen des Polyamidgeflechts auf den Schlauch, während dessen Oberfläche noch weich ist, nur die Fasern des Geflechts, die unmittelbar in Berührung mit der Schauchoberfläche stehen, verbunden werden und daß man den Überschuß an Resorcinlösung mit auf etwa 65 bis 100° C erhitztem Wasser auswäscht.

Da nach diesem Verfahren nur die unmittelbar mit der Schlauchoberfläche in Berührung stehenden Fasern des Geflechts verklebt werden, bleiben die übrigen außenliegenden Fasern und Fäden frei be-

weglich, wodurch gleichzeitig die Elastizität des fertigen Schlauchs verbessert und der Faserabrieb bei der Benutzung vermindert wird.

Die vorliegende Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert, und zwar zeigt

Fig 1 die Ansicht eines fertigen, mit einem Geflecht überzogenen Schlauchs, wobei ein Teil der Oberfläche zur Erläuterung der einzelnen Konstruktionsteile weggebrochen ist,
Fi g. 2 einen Querschnitt durch einen Schlauch mit einem geflochtenen Überzug und

F i g. 3 einen Querschnitt durch einen Schlauch mit einer doppelten geflochtenen Schicht.
Bei der erfindungsgemäßen Herstellung von Poly-

amidschläuchen mit Überzügen aus Polyamidfasern wurde gefunden, daß durch Verwendung von linearen Polyamiden mit hohem Molekulargewicht für den Schlauch und das Geflecht ausgezeichnete Ergebnisse erzielt werden. Besonders geeignete und daher bevorzugte Polyamide sind z. B. Polyhexamethylenadipamid und polymerisiertes t-Caprolactam. Auf Grund seiner größeren Zähigkeit und höheren Widerstandsfähigkeit gegenüber Ermüdung durch Biegebeanspruchung scheint Polycr :/iolactam etwas besser zu sein, wenn auch alle Polyamide zufriedenstellend verwendet werden können.

Bei einer speziellen Ausführungsform wird wie folgt vorgegangen: Die erste Stufe in dem allgemeinen Herstellungsverfahren besteht in der Erweichung der Oberfläche des Schlauches; zu diesem Zweck wird daher eine wäßrige Resorcinlösung hergestellt. Die Resnn.ii'lösung wird dann in einen Behälter gegeben, der mi. -iner Heizvorrichtung versehen ist, so daß die R^-.nrdnlüsung auf der gewüns'hten Temperatur gehalten werden kann. Der Behälter ist vorzugsweise mit einem Deckel versehen, durch den zur Messung des spezifischen Gewichts der Resorcinlösung ein^ !Siebvorrichtung eingetaucht werden kann. Es wurde cefunden, daß die besten Ergebnisse erzielt werden Kennen, wenn die Resorcinlösung bei einer Tempe- :.i:ur von 65' ein spezifisches Gewicht von 1,045 bis 1.' i51 aufweist. Das spezifische Gewicht ändert sich mit der Temperatur, und je höher die Temperatur ist, umso niedriger ist das spezifische Gewicht. Es muß weiterhin bemerkt werden, daß das spezifische Gewicht der Resorcinlösung durch die Verdampfung des Wassers ansteigt. Um ein zu schnelles Verdampfen des Wassers zu vermeiden, soll die Oberfläche der Resorcinlösung etwa 6 mm dick mit Polyäthylenkügelchen bedeckt werden. Diese Kügelchen schwimn.:n auf der Resorcinlösung und verhindern das schnelle Abdampfen des Wassers. Gegebenenfalls kann zu diesem Zweck auch ein Metalldeckel verwendet werden.

Der Polyamidschlauch wird auf der einen Seite des Behälters eingeführt und unter Führungswalzen geleitet, die den Schlauch unter der Oberfläche der Resorcinlösung halten.

Das Verhältnis der Länge des Behälters zu seiner liefe kann variiert werden und hängt von der Erwägung ab, daß die weichmachende Wirkung des Resorcins auf der Oberfläche des Schlauchs von der Zeit und der Temperatur abhängt. Ist die Resorcinlösung verhältnismäßig kühl, d.h. etwa Zimmertemperatur, so muß der Schlauch selbstverständlich langer in der Resorcinlösung verbleiben als bei erhöhten Temperaturen.

Nachdem die Oberfläche des Schlauches ausreichend erweicht worden ist, verläßt dieser den Resorcinlösungsbehälter und läuft unmittelbar in eine Flechtvorrichtung. Es kann jede beliebige Flechtmaschine verwendet werden.

Der Flechtwinkel, in welchem die Fasern auf den Schlauch aufgebracht werden, ist für die erfindungsgemäß erzielbaren, grundlegenden Eigenschaften nicht von Bedeutung; er wird jedoch in gewisser Weise durch den Verwendungszweck bestimmt, für den der fertige Schlauch vorgesehen ist. Aus praktischen Erw'igungen kann der Flechtwinkel zwischen etwa 28 und bis zu 50° oder sogar etwas mehr betragen. Vorzugsweise wird das Geflecht in einem Winkel von 42° aufgebracht. Der Flechtwinkel ist als Steigungswinkel bekannt, und bei einem Winkel zwischen 38 und 42° tritt bei innerer Belastung (Druck) des Schlauchs nur ein geringfügiges Dehnen oder Schrumpfen auf. Wird der Steigungswinkel auf mehr

als 42° erhöht, so zieht sich der Schlauch bei innerem Druck zusammen, während ein Steigungswinkel von weniger als 38° dazu führt, daß sich der Schlauch unter Druck dehnt. Durch Versuche wurde außerdem festgestellt, daß die Berstfestigkeit des Schlauches

ao etwas nachläßt, wenn der Steigungswinkel unter 34 oder erheblich über 50° liegt. Innerhalb dieser Grenzen bleibt jedoch die Berstfestigkeit praktisch konstant.
Verglichen mit der Wirkung von bekannten Me-

tallgeflechten kommt der Erfindung besondere Bedeutung zu. Bei einem Metallgeflecht wird der Draht durch Vergrößerung oder Abnehmen der Schlauchlänge beschädigt, da die einzelnen Drähte übereinander reiben und dadurch abgenutzt werden. Diese Schwierigkeit wird durc.i die erfindungsgemäß hergestellten, mit einem Geflecht überzogenen Schläuche vollständig vermieden, da das Geflecht stark abriebfest ist, so daß das Produkt wesentlich bessere Ermüdungseigenschaften aufweist als die bekannten, mit Metallfasern beflochtenen Schläuche.

Nach der Flechtstufe wird der überzogene Schlauch über ein Rad geführt und durch eine »Härtungs«- Zone geleitet, die vorzugsweise aus einem flachen langen Behälter besteht, der mit heißem Wasser gefüllt ist; der mit dem Geflecht überzogene Schlauch wird unter Führungswalzen hindurch durch den Behälter geführt und durch diese unter der Oberfläche des Wassers gehalten.

Das Wasserbad wirkt auf zweifache Weise: 1. Da^ Resorcin wird von dem heißen Wasser gelöst und dadurch entfernt, und 2. die Wärme des Wassers erhöht die plastifizierende Wirkung des Resorcins. Zwischen der Oberfläche des Polyamidschlauches und den unmittelbar an der Oberfläche des Schlauches anliegenden Fasern wird eine starke Bindung hervorgerufen. Es wurde gefunden, daß die besten Ergebnisse bei einer Temperatur des Wasserbades von etwa 70' erzielt werden.

Die Verweilzeit des mit einem Geflecht überzogenen Schlauchs in dem Wasserbad hängt von der Temperatur des Wassers und der Menge an zu entfernendem Resorcin ab. Daher muß die Größe des Warmwasserbehälters auf die Durchlaufgeschwindigkeit des überzogenen Schlauchs abgestellt werden, damit dieser so lange in dem erhitzten Bad verbleibt, bis die gewünschten Ergebnisse erzielt worden sind. Nach dem Erhitzen und nach Beendigung des »Härtens« kann der mit einem Geflecht überzogene Schlauch aus dem Bad herausgenommen, zur Entferntii.g der Feuchtigkeit getrocknet und dann auf jede beliebige Weise gelagert werden.

Die Durchführung des »Härtens« mittels eines Wasserbades liefert den. weiteren Vorteil, daß, falls das fertige Produkt gefärbt werden soll, der Farbstoff

diesem Wasserbad zugesetzt werden kann, so daß das Färben gleichzeitig mit dem »Härten« durchgeführt werden kann und somit keine besondere Verfahrensstufe erforderlich wird.

Nach Aufbringen des Polyamidgeflechtes auf den Polyamidschlauch ist es häufig erwünscht, noch eine weitere Schicht des geflochtenen Überzugs aufzubringen; dies wird erreicht, indem das oben beschriebene Verfahren wiederholt wird, d. h. indem der mit

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dem ersten Geflecht überzogene Schlauch erneut in Faserschicht der ersten Schicht bei 12 bb plastifiziert, einem Resorcinbad behandelt und wiederum mit Die inneren Fasern der äußeren Schicht, die an der einem Geflecht versehen und »gehärtet« wird. plastifizierten äußeren Schicht 12 bb des inneren Soll ein Polyamidgeflecht auf einen Polyhexa- Überzuges anliegen, sind mit 12cc, und die äußeren methylenadipamidschlauch aufgebracht werden, so S Fasern der äußeren Geflechtschicht, die frei übereinkann das Wasser ohne Erhitzen, d.h. bei Zimmer- ander beweglich sind, sind mit 12 da bezeichnet,
temperatur, angewendet werden. Da jedoch die Wirk- Die Fig. 1 bis 3 und insbesondere die Fig. 2 samkeit des Bades auf einem bestimmten Verhältnis und 3 zeigen eine schematisch stark vergrößerte Anvon Zeit und Temperatur beruht, kann die Durchfüh- sieht des erhaltenen Schlauchs, wobei die Verhältrung des Verfahrens bei Zimmertemperatur für be- 10 nisse der einzelnen Schichten zueinander übertrieben stimmte Herstellungszwecke zu langsam sein. So kann wurden, um ein deutlicheres Bild der erfindungsgez. B. die Länge des Resorcinlösungsbehälters zu groß maß erzielbaren Ergebnisse zu liefern. Beim Aufbrin- oder die Durchlaufgeschwindigkeit des Schlauches zu gen der zweiten geflochtenen Schicht auf die erste gegering sein. In einem solchen Fall wird das Resorcin flochtene Schicht werden nur die an der Außenseite vorzugsweise erhitzt, und bei Polyhexamethylenadip- 15 der ersten geflochtenen Schicht anliegenden Fasern amidschläuchen werden mittels eines Resorcinbades durch das Resorcinbad plastifiziert, so daß die Biegmit einer Temperatur von 60 bis 70° ausgezeichnete samkeit des fertigen Produkte, wenn überhaupt, nur Ergebnisse erhalten, während die Temperatur des geringfügig beeinträchtigt wird. Die Fasern der ersten Bades für Polycaprolactam-Schläuche etwas höher, geflochtenen Schicht, die zwischen den beiden plastiwie z. B. etwa 82° sein kann. ao !zierten Teilen liegen, werden daher keineswegs mit-

Da durch das Resorcin die Oberfläche des einander verbunden und bleiben frei beweglich. Schlauches erweicht werden soll, muß der Schlauch Es muß bemerkt werden, daß es beim Aufbringen bei der entsprechenden Temperatur so lange in der einer zweiten geflochtenen Schicht auf die erste ge-Resorcir.lösung verbleiben, bis eine solche plastifizie- flochtene Schicht zweckmäßig ist, selbst bei einem rende Wirkung erzielt worden ist, daß die weiche «5 Polyhexamethylenadipamid das Verfahren nicht bei Oberfläche nur mit den Fasern des Geflechts, die einer zu geringen Temperatur durchzuführen, da mitdicht neben ihr liegen oder sie berühren, eine Bin- tels einer erhitzten Resorcinlösung bessere Ergebnisse dung eingehen kann. Das crfindüügsgcüiäSc Vsrfah- erzielt werden. Eine erhitzte Resorcinlösung ist von ren ist zur Erzielung dieser Ergebnisse besonders ge- größter Bedeutung beim Aufbringen einer zweiten eignet, da gefunden wurde, daß die Plastifiziening 30 Schicht aus Polycaprolactam, da eine nicht erhitzte nicht ausreicht, um mehr als die ersten Schichten des Resorcinlösung das Polycaprolactam nicht ausGeflechts mit der Schlauchoberfläche zu verbinden. reichend erweicht. Wird, wie oben beschrieben, eine

F i g. 1 bis 3 zeigen die Struktur eines erfindungs- erhitzte Resorcinlösung angewendet, so kann die gemäß hergestellten, mit einem Geflecht überzogenen zweite geflochtene Schicht auf genau die gleiche Polyamidschlauches. Fig. 1 und 2 zeigen einen 35 Weise aufgebracht werden wie die erste Schicht.
Schlauch 12, der nur mit einer Geflechtschicht über- Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzogen ist, während F i g. 3 einen Schlauch mit einer zeugten Schläuche sind fest und biegsam. Die doppelten Geflechtschicht darstellt Die plastifizierte Schläuche können für eine Vielzahl von Zwecken und Schicht ist durch das Bezugszeichen 126 gekennzeich- an Stelle anderer mit einem geflochtenen Überzug net, und die unmittelbar der plastifizierten Schicht an- *o versehener bekannter Schläuche verwendet werden, liegenden Fasern sind durch die dunkelschattierte Sie können auch für bestimmte Verwendungszwecke Linie 12 c und die übrigen Fasern der Geflechtschicht mit wesentlich kleineren Dimensionen hergestellt durch das Bezugszeichen 12d dargestellt. werden, ohne daß seine Belastungsfähigkeit beein-

In F i g. 3 wurde eine zweite Geflechtschicht über trächtigt wird, und wiegen dann weniger als andere die erste Schicht aufgebracht. Hierbei ist die äußere 45 mit einem geflochtenen Überzug versehene Schläuche.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zum Herstellen eines mit einem Geflecht aus Polyamidfasern überzogenen Polyamidschlauches, bei dem Resorcin als Lösungsmittel verwendet wird und der Schlauch vor dem Aufbringen des Geflechts in eine Resorcinlösung eingetaucht wird, dadurch gekennzeichnet, daß man den Schlauch in eine Lösung von Resorcin in Wasser eintaucht, wobei die Temperatur der Resorcinlösung zwischen Raumtemperatur und etwa 80° C gehalten wird, daß beim Aufbringen des Polyamidgeflechts auf dta Schlauch, während dessen Oberfläche noch weich ist, nur die Fasern des Geflechts, die unmittelbar in Berührung mit der Schlauchoberfläche stehen, verbunden werden und daß man den Überschuß an Rcsorcinlösung mit auf etwa 65 bis 100⁰C erhitztem Wasser auswäscht.