DE1494886B2 - Glasfaserbündel mit verbesserten Verbundeigenschaften für elastomere Produkte - Google Patents
Glasfaserbündel mit verbesserten Verbundeigenschaften für elastomere ProdukteInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Glasfaserbündel mit verbesserten Verbundeigenschaften und verbesserter Leistungsfähigkeit
der Glasfasern bei Verstärkung von elastomeren Produkten, bestehend aus einem aus
einer Vielzahl zusammengefaßter Glasfasern bestehendem Glasfaserbündel.
Die Erfindung beschäftigt sich hauptsächlich mit der Behandlung von Glasfasern, die dazu verwendet
werden, in elastomeren Produkten, wie beispielsweise Kautschukerzeugnissen und dergl. zur Verstärkung
eingebettet zu werden. Dabei müssen bestimmte Maßnahmen getroffen werden, um den Verbund zwischen
diesen Glasfasern und den elastomeren Werkstoffen zu verbessern, damit die gewünschten Eigenschaften
der Glasfasern in Kombination mit den elastomeren Werkstoffen vollständiger zur Geltung kommen.
Im folgenden wird der Ausdruck Glasfasern so benutzt, daß darunter erstens kontinuierliche Fasern verstanden
werden sollen, die durch schnelles Ausziehen Hunderter von Strömen geschmolzenen Glases gebildet
werden, sowie weiterhin Stränge, die sich dann bilden, wenn solche kontinuierlichen Glasfasern bei der
Herstellung zusammengefaßt werden; weiterhin sind Garne und Fäden gemeint, die durch Zusammendrillen
und/oder -zwirnen mehrerer Stränge entstehen und schließlich gewebte und nichtgewebte Stoffe aus
Glasfasersträngen, Garnen oder Fäden. Außerdem sollen darunter Fasern endlicher Länge verstanden
werden, die dadurch gebildet werden, daß Dampf oder Luft hohen Druckes unter einem Winkel nach
unten gegen eine Vielzahl von Strömen geschmolzenen Glases gerichtet wird, die aus der Unterseite
einer Glasschmelzwanne hervortreten, außerdem Garne, die dann gebildet werden, wenn solche Fasern
endlicher Länge unter dem Einfluß der Schwerkraft auf eine durchlöcherte Oberfläche herabfallen, an der
die Fasern zu streifenartigen Elementen zusammengefaßt werden, aus denen ein Garn gebildet wird, und
schließlich auch noch gewebte und nichtgewebte Stoffe aus solchen Garnen oder Fasern endlicher Länge.
Weiterhin sind noch Kombinationen von solchen kontinuierlichen Fasern und Fasern endlicher Länge
in Strängen, Garnen, Fäden und Stoffen möglich.
Unter elastomeren Werkstoffen, in die die Glasfasern zur Verstärkung eingebettet werden können, werden
verstanden natürlicher Kautschuk in ausgehärtetem und nichtausgehärtetem, vulkanisiertem oder
nichtvulkanisiertem Zustand, synthetische organische Elastomere wie Butadien—Styrol—Mischpolymere, Butadien—Acrylnitril—Mischpolymere,
Chloropren, Isopren, Neopren, Isobutylkautschuk und ähnliche EIastomere
und Mischpolymere in ausgehärtetem und nichtausgehärtetem, vulkanisiertem und nichtvulkanisiertem
Zustand. Bisher wurden Glasfasereinlagen, insbesondere in elastomeren Produkten eher als Füllstoffe
angesehen und nicht so sehr hinsichtlich ihrer hervorragenden Festigkeitseigenschaften verwendet.
Die Erfindung soll es nun ermöglichen, die möglichen Eigenschaften von Glasfasern vollständiger und eindrucksvoller
in Erscheinung treten zu lassen, wie beispielsweise ihre hohe Zugkräftigkeit, ihre Biegsamkeit,
ihre Temperaturbeständigkeit, die chemische Beständigkeit, ihr reaktionsträges Verhalten, ihr elektrischer
Widerstand sowie ihre Wärmeleitfähigkeitseigenschaften, wenn sie als Verstärker oder als stabilisierendes
Element bei der Herstellung von Riemen od. dgl., als Verstärkungsfäden und -gewebe dazu verwendet
werden, die Zugfestigkeit, die Lebensdauer, Abriebsfestigkeit und Fahreigenschaften von Gummireifen
und dergl. zu vergrößern, oder wenn -sie als
Verstärkungen bei anderen mit Elastomeren beschichteten Geweben oder elastomeren Formkörpern verwendet
werden. Zwar hat es sich schon seit langem als wünschenswert erwiesen, die hervorragenden Festigkeitseigenschaften
von Glasfaserverstärkungen auch als stabilisierende und verstärkende Mittel bei elastomeren Produkten zu verwenden, beispielsweise
also bei den schon erwähnten Autoreifen (Fiberglasgürtelreifen) und die Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist insbesondere darin zu sehen, die vorteilhaften Eigenschaften von Glasfasern auch bei ihrer Einlagerung
in elastomeren Produkten, die zum Teil einer außerordentlich hohen Beanspruchung unterworfen
werden, in ausreichendem Maße zu sichern.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, Glasfaserbündel zur Verfugung zu stellen, die eine wesentlich
bessere Verwendbarkeit als Verstärkungseinlagen in elastomeren Produkten aufweist. Dabei ist es
insbesondere notwendig, daß die einzelnen, in dem elastomeren Produkt, beispielsweise in einem Autoreifen,
eingebetteten Glasfasern vollständig durch die in dem verwendeten Imprägniermittel enthaltenen Mate-"Λ
rialien getrennt sind, so daß diese Feststoffe als Über- -'. zug auf den geschmälzten Glasfasern einmal wie ein
Polster wirken und die Fasern gegen eine Beschädigung durch gegenseitiges Reiben schützen und zum
anderen auch aufgrund des verwendeten Imprägniermittels eine feste und dauerhafte, nicht mehr lösbare
Verbindung mit dem elastomeren Produkt selbst eingehen.
Zwar sind aus den deutschen Auslegeschriften 1,036,518, 1,052,354 und 1,010,941 sowie aus der
USA.-Patentschrift 3,025,588 schon Verfahren zur Behandlung von Glasfasern und insbesondere Verankerungsmittel
für die Einlagerung solcher Glasfasern in Kunststoffe bekannt geworden, es handelt sich hier- ·
bei jedoch stets um Einlagerung von solchen Glasfasern in sogenannte Harzstoffe bzw. Epoxyharze, die
mit den hier anstehenden Problemen der Einlagerungvon Glasfasern in elastomere Produkte nicht zu vergleichen
sind. Tatsächlich unterscheidet sich die Zusammensetzung von elastomeren Produkten, wie beispielsweise
Gummi und Kautschuk und seine Polymerisation und Aushärtung absolut von denen syntheti-":
scher Harze. Außerdem liegen auch andere Voraussetzungen vor, da bei der Einlagerung von Glasfasern
bzw. Glasfaserbündeln in synthetische Harze eine endgültig starre Form gewonnen wird, in welcher Verschiebungen
der Glasfaserbündel nicht mehr möglich sind. Diesjtrifft auf die__Verwßndung von Glasfaserbündeln
in elastomeren Produkten nur sehr bedingt zu, da gerade solche Produkte, auf die es die Erfindung
speziell abstellt, wie beispielsweise Treibriemen oder Autoreifen, einer ständigen dynamischen Beanspruchung
unterworfen sind, welche sich selbstverständlich auch in vollkommen anderer Weise auf die
Einlagerung der verwendeten Glasfaserbündel auswirkt. Als bekannte Verankerungsmittel können beispielsweise
den beiden deutschen Auslegeschriften 1,052,354 und 1,036,518 Silane entnommen werden,
beispielsweise gamma—Aminopropyltriäthoxysilan oder auch auf die Glasfasern aufzubringende, härtbare
Epoxygruppen enthaltene Verbindungen. Wie schon erwähnt, beziehen sich die bekannten Maßnahmen
jedoch stets auf die Einlagerung von Glasfasern in Kunstharz und ähnliche Eigenschaften.
Zur Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe geht diese aus von einem Glasfaserbündel
der eingangs beschriebenen Art und besteht darin, daß die Oberflächen der einzelnen Glasfasern einen
dünnen Überzug eines üblichen, gegebenenfalls ein Verankerungsmittel enthaltenden Schmälzmittels oder
eines die Bestandteile 2—Chlorbutadienkautschuk, Magnesiumoxyd,
Zinkoxyd, Ruß und ein Verankerungsmittel, dessen Anteil 0,1 bis 5 Gewichtsprozent des
Chlorbutadienkautschuks beträgt, enthaltenden Schmälzmittels aufweisen und das Glasfaserbündel
ίο mit einer aus den Bestandteilen 2—Chlorbuiadienkautschuk,
Magnesiumoxyd, Zinkoxyd und Ruß bestehenden Imprägnierung versehen ist, oder daß die einzelnen
zu einem Glasfaserbündel zusammengefaßten Glasfasern allein mit einem Überzug aus einer aus
π den Bestandteilen 2—Chlorbutadienkautschuk, Magnesiumoxyd,
Zinkoxyd, Ruß und ein Verankerungsmittel, dessen Anteil 0,1 bis 5 Gewichtsprozent des
Chlorbutadienkautschuks beträgt, bestehenden Masse versehen sind.
2—Chlorbutadienkautschuk wird nachfolgend, wie
üblich, kurz als Neoprenkautschuk bezeichnet.
Der Erfindung gelingt es, Glasfaserbündel mit verbesserten Verbundeigenschaften und verbesserter Leistungsfähigkeit
der Glasfasern bei Verstärkung von elastomeren Produkten zu schaffen, so daß die gewünschten
und guten Eigenschaften der Glasfasern besser zur Geltung kommen, wenn sie zusammen mit
elastomeren Werkstoffen bei der Herstellung glasfaserverstärkter Formkörper und beschichteter Gewebe
Anwendung finden.
Insbesondere verbessert die Erfindung die Verarbeitungseigenschaften
sowie die Leistungsfähigkeit der Glasfasern als Verstärkungen für elastomere Werkstoffe.
Die entsprechend der Erfindung angewandten Imprägniermischungen und Schmälzmittel sind zur
Behandlung von Bündeln, Strängen, Garnen, Fäden und Stoffen aus Glasfasern bei der Herstellung von
Glasfasern oder später geeignet und verbessern, wie schon erwähnt, die Verbundeigenschaften der Glasfasern
mit den elastomeren Materialien erheblich, wenn sie zu glasfaserverstärkten Formkörpern, mehrschichtigen
oder beschichteten Stoffen und dergl. verarbeitet werden. Insbesondere gelingt es, wie ebenfalls schon
erwähnt, auf diese Weise die Zugfestigkeit von in elastomere Werkstoffe eingelegte Glasfasern besser zur
Geltung zu bringen.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung darstellende Merkmale sind in den Unteransprüchen
enthalten oder werden nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung der Herstellung kontinuierlicher Glasfasern und ihrer Behandlung
zur Verbesserung der Verarbeitungseigenschaften der Glasfasern sowie zur Verbesserung der Leistungsfähigkeit
der Glasfasern, wenn sie zusammen mit elastomeren Werkstoffen bei der Herstellung glasfaserverstärkter
Produkte aus elastomeren Werkstoffen verwendet werden;
F i g. 2 eine schematische Darstellung des Behandlungsverfahrens für die Glasfasern nachdem sie zu
Bündeln, Strängen, Garnen, Fäden oder Stoffen zusammengefaßt worden sind, um sie gemäß der Erfindung
zu imprägnieren;
F i g. 3 einen Querschnitt durch Glasfasern, die 5 gemäß Fig. 1 behandelt worden sind, und
F i g. 4 einen Querschnitt durch ein Glasfaserbündel, das einer Behandlung gemäß Fig. 2 unterzogen
worden ist.
Bisher wirkten Glasfasern, die elastomeren Werkstoffen als kontinuierliche oder zerschnittene Glasfasern
beigefügt oder in anderer Weise beigemengt wurden, mehr oder weniger als Füllstoffe und weniger als
Verstärkungen, Stabilisatoren oder die Biegsamkeit erhöhende Elemente. Infolgedessen wurden die mechanischen
und physikalischen Eigenschaften durch die Verwendung von Glasfasern in Produkten aus elastomeren
Werkstoffen, wenn überhaupt, nur geringfügig verbessert. Die Ursache für den Mißerfolg, einige der
wünschenswerten Eigenschaften der Glasfaserelemente mehr zur Geltung kommen zu lassen, liegt in
dem Unvermögen, die Glasfasern innig in die elastomeren Werkstoffe einzubauen. Hier zeitigt die Erfahrung
einen erheblichen Fortschritt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Herstellung der Glasfaserbündel unter Verwendung der
Neoprenkautschuk enthaltenden Präparatemischung erläutert, die als eine Art Lack oder Schlichte bzw.
als Schmälzmittel verwendet werden kann, der auf die Glasfasern aufgebracht wird, und zwar so, daß
jede einzelne Glasfaser damit beschichtet wird, worauf diese zu Strängen, Garnen, Fäden oder Stoffen
zusammengefaßt werden und so für beides Sorge getragen wird: Für die gewünschten Verarbeitungseigenschäften
beim Zusammenfassen der überzogenen Glasfasern zu Strängen und beim Verdrillen und Verzwirnen
der Stränge zu Garnen oder Fäden, sowie beim Verarbeiten der Stränge, Garne oder Fäden zu
Stoffen, und für die gewünschten Eigenschaften zur Steigerung des Verbundes, wenn die überzogenen
Glasfasern bei der Herstellung verstärkter elastomerer Produkte mit elastomeren Werkstoffen kombiniert
werden.
Die Präparatemischung ist bevorzugt als Imprägniermittel
ausgelegt, um damit die Stränge, Garne, Fäden und Stoffe aus zuvor geschmälzten Glasfasern
zu behandeln; die Mischung dringt dann in die Stränge, Garne, Fäden oder Stoffe ein, wodurch beabsichtigt
wird, jede einzelne Faser zu beschichten, um die Zerstörung durch gegenseitiges Scheuern zu verhindern,
sowie die Fasern miteinander zu verbinden. Auch sollen die aus Glasfasern hergestellten Stränge,
Garne, Fäden oder Stoffe ausreichend mit der Mischung durchsetzt sein, um diese Glasfaserelemente
mit den elastomeren Werkstoffen, in die die Glasfasern bei der Herstellung glasfaserverstärkter elastomerer
Produkte eingebaut werden, genügend zu verbinden.
Die folgenden Beispiele sollen dazu dienen, die Grundzüge der Erfindung zu erläutern, die Glasfaserbündel
betrifft, welche hergestellt worden sind, indem ein Imprägnieren von Bündeln, Garnen, Strängen
und Stoffen aus Glasfasern vorgenommen wird, wobei die Glasfasern zuvor bei der Herstellung mit
einem üblichen Schmälzmittel überzogen sein können; vorzugsweise wird diese Schmälzmittelmischung
durch den Zusatz eines Verankerungsmittels für die Glasfasern etwas abgewandelt. Im folgenden werden
drei Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäß eingesetzten Schmälzmittelmischung erläutert:
Schmälzmischung A
8,0 Gewichtsprozent teilweise zu Dextrin abgebaute
Stärke
1,8 Gewichtsprozent gehärtetes Pflanzenöl
1,8 Gewichtsprozent gehärtetes Pflanzenöl
65 0,4 Gewichtsprozent kationaktives Benetzungsmittel (Laurylaminacetat)
0,2 Gewichtsprozent eines nichtionischen Emulgators 1,0 Gewichtsprozent gamma—Aminopropyltriäthoxy-
silan
88,6 Gewichtsprozent Wasser
88,6 Gewichtsprozent Wasser
Schmälzmischung B
3,2 Gewichtsprozent gesättigtes Polyesterharz
0,1 Gewichtsprozent Netzmittel in Form eines Fettsäureamins
0,1 Gewichtsprozent Polyvinylalkohol
3,0 Gewichtsprozent Pyrrolidin
0,3 Gewichtsprozent gamma—Aminopropyltriäthoxysilan
3,0 Gewichtsprozent Pyrrolidin
0,3 Gewichtsprozent gamma—Aminopropyltriäthoxysilan
0,1 Gewichtsprozent Eisessig
93,2 Gewichtsprozent Wasser
93,2 Gewichtsprozent Wasser
Schmälzmischung C
0,2 Gewichtsprozent Paraffin in wäßriger Emulsion
1,3 Gewichtsprozent kationisches Amid—Polyesterharz
2,3 Gewichtsprozent Polyäthylenglykol (Mol-Gew. 300 bis 400)
0,25 Gewichtsprozent Gelatine
0,5 Gewichtsprozent gamma—Aminopropyltriäthoxysilan
0,1 Gewichtsprozent Diammoniumhydrogenphosphat
0,2 Gewichtsprozent Eisessig
95,15 Gewichtsprozent Wasser
95,15 Gewichtsprozent Wasser
Nach der schematischen Darstellung in Fig. 1 wird Glas in einem Glas-Schmelzofen 10 geschmolzen,
der eine wannenförmige Vertiefung 12 an seiner Unterseite hat. Diese Wanne hat eine Vielzahl von
durch ihren Boden hindurchführenden Öffnungen, und das geschmolzene Glas fließt unter dem Einfluß
der Schwerkraft durch diese große Anzahl kleiner Öffnungen in der Wanne, so daß es Ströme 14 bildet,
die schnell in feine Glasfaden oder Glasfasern 16 aus- (
gezogen werden, indem sie auf eine schnell drehende Trommel 20 aufgewickelt werden. Die Glasfaden 16
werden mit einem der Schmälzmittel der Schmälzmischungen A bis C überzogen, wenn sie zu einem
Strang zusammengefaßt werden. Zu diesem Zweck ist eine Auftragsvorrichtung 22 vorgesehen, die als
Wischpolster dargestellt ist, das ständig mit dem Schmälzmittel getränkt ist. Jeder Glasfaden wird mit
dem Schmälzmittel befeuchtet, wenn die Fäden zu einem Strang zusammengefaßt werden, der auf die
Trommel 20 aufgewickelt wird.
Die mit dem Überzug versehenen Stränge werden luftgetrocknet; die dünne Überzugsschicht kann dadurch
schneller getrocknet werden, daß sie erhöhten Temperaturen, beispielsweise im Bereich zwischen
ungefähr 65 und 120° C, ausgesetzt wird. Der aufgebrachte Überzug bildet einen außerordentlich dünnen
Überzug 24 auf der Oberfläche der Glasfaden oder Glasfasern 16, wodurch ein ausgewogenes Maß von
Gleitfähigkeit und Haftfähigkeit erzielt wird, ohne daß die besonderen Eigenschaften der Glasfasern
zerstört werden.
Der Strang aus überzogenen Glasfasern wird vor-
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zugsweise mit anderen Strängen verzwirnt und zu Garnen, Zwirnen oder Fäden verdrillt, die nach der
Imprägnierung als Verstärkungen fur elastomere Werkstoffe verwendet werden können, entweder ohne
oder mit Zerschneiden auf kürzere Längen; sie können aber auch zu gewebten oder nicht gewebten Stoffen
weiterverarbeitet werden, die nachfolgend mit elastomeren Werkstoffen kombiniert werden.
Nachdem die Glasfasern zu Garnen, Strängen, Zwirnen, Fäden oder Stoffen (nachfolgend ganz allgemein
als Bündel bezeichnet) verarbeitet worden sind, werden diese Bündel aus Glasfasern mit einer Imprägniermischung
imprägniert, die anhand des nachfolgenden Beispiels erläutert wird:
Imprägniermischung I .
100 Gewichtsteile Neoprenkautschuk
4 Gewichtsteile Magnesiumoxyd
5 Gewichtsteile Zinkoxid
15 Gewichtsteile Ruß
15 Gewichtsteile Ruß
700 Gewichtsteile Toluol .. * -
Der Neaprenkautschuk wird mastiziert, damit er in einen Zustand überführt wird, in dem er in Toluol
oder anderen organischen Lösungsmitteln löslich ist. In der Praxis wird der Neoprenkautschuk bis zu
einer Mooney—Viscosität von 74 und einem »ten point scratch« von 22 Minuten mastiziert. Dies genügt,
um den Kautschuk soweit abzubauen, daß er in einem Lösungsmittel löslich ist. Die Festteilchen aus
Magnesiumoxid, Zinkoxid und Ruß können dem Kautschuk beim Mastizieren oder später zugesetzt
werden.
Das Imprägnieren der Bündel aus geschmälzten Glasfasern wird vorzugsweise mit einer Wischhülse
vorgenommen. Die Imprägniermischung kann aber auch in Form eines Bades 30 vorgesehen werden, in
das das Bündel aus Glasfasern dadurch eingetaucht wird, daß das Bündel 32 über eine Rolle 34 und
dann nach unten unter einer untergetauchten Rolle 36 hindurchgeführt und dann nach oben durch eine
Wischhülse 38 geleitet wird, weich letztere dazu vorgesehen ist, überflüssige Imprägniermischung von
dem imprägniertem Bündel aus Glasfasern zu entfernen. Vorzugsweise erfolgt das Imprägnieren in dem
Augenblick, in dem das Bündel gezwungen ist, eine scharfe Wendung um die Rolle 36 herum vorzunehmen,
wobei das Bündel gespreizt und dadurch ein vollständiger Zugang zu den Zwischenräumen zwischen
den Glasfasern im Innern des Bündels zur vollständigen Imprägnierung eröffnet wird.
Das Bündel aus Glasfasern, das mit der Imprägniermischung
I imprägniert ist, kann luftgetrocknet werden; es ist aber vorzuziehen, die Trocknung zu beschleunigen
und die Imprägniermischung in dem Bündel dadurch zu verfestigen, daß das imprägnierte Bündel
durch einen Umlaufluft-Ofen 40 hindurchgefühlt
wird, der auf Temperaturen zwischen ungefähr 95 und 190° C erhitzt ist; das Hindurchführen des Bündels
wird vorzugsweise innerhalb eines Zeitraumes von 1 bis 15 Minuten vorgenommen.
Die Werte für Temperatur, Druck und Zeit beim Mastizieren des Neoprenkautschuks sind nicht kritisch,
es ist nur wünschenswert, den Neoprenkautschuk auf Mooney-Viscositäten im Bereich zwischen
30 und 30 und auf einen »ten point scratch« herabzubringen, der 15 Minuten nicht unterschreitet, nach
oben jedoch unbegrenzt ist, im Hinblick auf die Praxis aber ungefähr 50 Minuten nicht überschreiten sollte.
Für den Neopren-Kautschuk können auch andere geeignete Lösungsmittel verwendet werden, so beispielsweise
aromatische Petroleumfraktionen, wie insbesondere Benzolnaphtha, oder andere Keton- oder
Esterlösemittel.
Die Menge des Magnesiumoxid- und des Zinoxidpulvers kann im Bereich zwischen 2 bis lOGewichtsteilen
Magnesiumoxid auf 100 Gewichtsteile Neopren-Kautschuk und 2 bis 10 Gewichtsteilen Zinkoxid auf
100 Gewichtsteile Neopren-Kautschuk variieren, und die Menge des Rußes kann zwischen 5 und 30 Gewichtsteilen
auf 100 Gewichtsteile Neopren-Kautschuk liegen.
• Es ist erwünscht, das Bündel so weitgehend wie
möglich zu imprägnieren, um eine wirksame Trennung der Fasern voneinander durch den Neopren-Kautschuk
zu erzielen, da der Neopren-Kautschuk eine Schicht 42 zwischen den überzogenen Glasfasern
bildet und so die Glasfasern polstert und einer Zerstörung der Glasfasern durch gegenseitiges Scheuern
entgegenwirkt. Je tiefer die Imprägniermischung in das Bündel eingedrungen ist, desto wirkungsvoller
wird das Bündel der Glasfasern mit dem elastomeren Werkstoff verbunden, mit dem das Bündel aus Glasfasern
bei der Herstellung glasfaserverstärkter elastomerer Produkte kombiniert wird. Im Endprodukt bildet
der elastomere Werkstoff die kontinuierliche Phase, welche dieselbe sein kann wie der Neoprenkautschuk
in der Imprägniermischung, mit der das Bündel aus Glasfasern imprägniert ist; die kontinuierliche
Phase kann aber hiervon auch abweichen und kann gehärtet oder ungehärtet oder vulkanisiert oder unvulkanisiert
sein. Der Verbund zwischen dem imprägnierten Bündel aus Glasfasern und der kontinuierlichen
Phase des elastomeren Werkstoffes, mit dem das imprägnierte Bündel aus Glasfasern bei der Herstellung
glasfaserverstärkter elastomerer Produkte kofnbiniert wird, tritt vornehmlich während dem Härten
oder Vulkanisieren des elastomeren Materials ein, welches die kontinuierliche Phase bildet.
Ein vollständigerer Schutz der einzelnen Glasfasern sowie ein vollendeterer Verbund mit der kontinuierlichen
Phase des elastomeren Werkstoffes kann dadurch erreicht werden, daß die Imprägniermischung I
derart modifiziert wird, daß sie einer Verwendung als bei der Faserherstellung anzuwendendes Schmälzmittel
entsprechend den Schmälzmischungen A bis C angepaßt wird. Zu diesem Zweck wird die Rezeptur für
die Imprägniermischung I und deren angedeutete Modifikationen so abgeändert, daß sie ein Verankerungsmittel in Form von gamma—Aminopropyltriäthoxysilan
oder ein anderes Aminosilan enthält. An dessen Stelle kann aber auch ein Epoxysilan oder eine Werner'sche
Komplex-Verbindung benutzt werden, bei der die um das dreiwertige Chrom koordinierte Carboxylato-Gruppe
eine Amino-Gruppe oder eine Epoxy-Gruppe enthält, wie etwa im Aminopropyl-Chromkomplex,
Glyzin-Chromkomplex oder im beta-AJanin-Chromkompiex.
Im folgenden wird ein Beispiel einer derartigen bei der Faserherstellung anzuwendenden »Schmälz-Imprägniermischung«
erläutert:
Imprägniermischuhg II
100 Gewichtsteile Neopren-Kautschuk
100 Gewichtsteile Neopren-Kautschuk
209 546/342
4 Gewichtsteile Magnesiumoxid
5 Gewichtsteile Zinkoxid
15 Gewichtsteile Ruß
15 Gewichtsteile Ruß
2 Gewichtsteile gamma-Aminopropyltriäthoxy-
silan
1400 Gewichtsteile Toluol
1400 Gewichtsteile Toluol
Diese Imprägniermischung wird anstelle der Präparate
nach den Schmälzmischungen A bis C und in derselben Weise angewendet. Wenn die Glasfasern
mit einer Imprägniermischung II überzogen werden, so können die überzogenen Glasfasern direkt zu
Strängen, Garnen, Fäden und Stoffen weiterverarbeitet werden, die mit elastomeren Werkstoffen kombiniert
werden können, ohne daß die Bündel aus Glasfasern imprägniert werden müssen, da die einzelnen
Glasfasern des Bündels schon mit einem Überzug 15 versehen sind, der die gewünschten Bestandteile für
die Verankerung im elastomeren Werkstoff und für den Schutz der Glasfasern enthält.
Wenn ein einfaches Schmälzmittel benutzt wird, bei dem die Glasfasern anschließend noch mit einer
elastomeren Imprägnierungsmischung von Typ I imprägniert werden, so wird das Schmälzmittel so eingestellt,
daß es einen Gehalt an Feststoffen zwischen 0,25 und 3,0 Gewichtsprozent, vorzugsweise im Bereich
zwischen 0,5 und 1,0 Gewichtsprozent, aufweist, und es ist ferner wünschenswert, daß eine solche
Menge an Schmälzmittel auf die Glasfasern aufgebracht wird, daß dessen Trockengewicht ungefähr 0,5
bis 1,0 Gewichtsprozent des Gewichts der geschmälzten Glasfasern beträgt. Wird ein sog. Schmälz-Imprägniermittel
II verwendet, mit dem die Glasfaser zugleich auch mit einem elastomeren Bestandteil beschichtet
wird, wie dies bei der Imprägniermischung II oder deren Modifikationen der Fall ist, so sollte
der Feststoffgehalt beträchtlich höher sein und beispielsweise im Bereich zwischen 10 und 50 Gewichtsprozent
liegen, womit _ beabsichtigt wird, daß das Trockengewicht des Überzugs zwischen 20 und
45 Gewichtsprozent des Gewichts der behandelten Glasfaser beträgt. Wenn für die Bündel aus Glasfasern
eine Imprägniermischung I benützt wird, wobei die Glasfasern zuvor mit einer der Schmälzmischungen
A bis C behandelt worden sind, so ist die Verwendung einer Mischung wünschenswert, die 10 bis
50.Gewichtsprozent Feststoffe enthält, so daß das
Trockengewicht des Überzugs 5 bis 25 Gewichtsprozent und vorzugsweise 10 bis 15 Gewichtsprozent, bezogen
auf das Gewicht der imprägnierten Glasfasern, beträgt.
Wenn für die Imprägniermischung II ein Verankerungsmittel benützt wird, so soll das Verankerungsmittel 0,1 bis 1,0 Gewichtsprozent und vorzugsweise
0,15 bis 0,3 Gewichtsprozent der Schlichte oder 0,1 bis -5,0 Gewichtsprozent des Neopren-Kautschuks ausmachen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Glasfaserbündel mit verbesserten Verbundeigenschaften und verbesserter Leistungsfähigkeit
der Glasfasern bei Verstärkung von elastomeren Produkten, bestehend aus einem aus einer Vielzahl
zusammengefaßter Glasfasern bestehenden Glasfaserbündel, dadurch gekennzeichnet, daß die
Oberflächen der einzelnen Glasfasern einen dünnen Überzug eines üblichen, gegebenenfalls ein
Verankerungsmittel enthaltenden Schmälzmittels oder eines die Bestandteile 2-Chlorbutadienkautschuk,
Magnesiumoxyd. Zinkoxyd, Ruß und ein Verankerungsmittel, dessen Anteil 0,1 bis 5 Gewichtsprozent
des Chlorbutadienkautschuks beträgt, enthaltenden Schmälzmittels aufweisen und das Glasfaserbündel mit einer aus den Bestandteilen
2-Chlorbutadienkautschuk, Magnesiumoxyd, Zinkoxyd und Ruß bestehenden Imprägnierung
versehen ist, oder daß die einzelnen zu einem Glasfaserbündel ^zusammengefaßten Glasfasern allein
mit einem Überzug aus einer aus den Bestandteilen 2-Chlorbutadienkautschuk, Magnesiumoxyd,
Zinkoxyd, Ruß und ein Verankerungsmittel, dessen Anteil 0,1 bis 5 Gewichtsprozent des Chlorbutadienkautschuks
beträgt, bestehenden Masse versehen sind.
2. Glasfaserbündel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in dem Schmälzmittel
oder der Imprägniermischung enthaltene Verankerungsmittel eine organische Siliziumverbindung
oder eine Werner'sche Komplexverbindung ist, bei welchen der an das Siliziumatom der organischen
Siliziumverbindung gebundene organische Rest oder die um das Chromatom der Werner'schen
Komplexverbindung koordinierte Carboxylato-Gruppe eine Amino- oder Epoxygruppe enthält.
3. Glasfaserbündel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmälzmitteloder
Imprägniermittelschichten bezogen auf das Gewicht des 2-Chlorbutadienkautschuks 2 bis
10 Gewichtsprozent Magnesiumoxyd, 2 bis 10 Gewichtsprozent Zinkoxyd und 5 bis 30 Gewichtsprozent
Ruß enthalten.
4. Glasfaserbündel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das Trockengewicht der Imprägniermischung, die nach einem Schmälzmittel aufgetragen wurde,
5 bis 25 Gewichtsprozent des Gewichtes der imprägnierten Glasfasern beträgt.
5. Glasfaserbündel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das Trockengewicht des Überzugs, der ohne ein weiteres Schmälzmittel enthalten ist, 20 bis
45 Gewichtsprozent des Gewichtes der behandelten Glasfasern beträgt.
6. Glasfaserbündel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das Trockengewicht des aufgebrachten Schmälzmittels 0,5 bis 1,0 Gewichtsprozent des
Gewichts der geschmälzten Glasfasern beträgt.
7. Verwendung der Glasfaserbündel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6 zur Verstärkung
von elastomeren Produkten.
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DEO0011130 | 1965-09-17 | ||
DEO0011973 | 1966-09-22 |
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Also Published As
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SE334231B (de) | 1971-04-19 |
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GB1090849A (en) | 1967-11-15 |
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DE1494886A1 (de) | 1970-02-26 |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |