DE1635467A1 - Mehrlagiges Gewebeband sowie Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

• Mehrlagiges Gewebeband sowie Verfahren zu seiner Herstellung.
• Feuerfeste Fördernder zum Einsatz in Kohlengruben bestehen meist aus einer Anzahl von Gewebelagen, die aufeinanderliegend miteinander verklebt sind und AuBenschichten aus Polymermaterial zur Verbesserung der Abriebfestigkeit des Gewebes oder der Leinwand aufweisen, wobei sowohl die Kettenfäden als auch die Schußfäden aus mit Baumwollstapelfasern durchsetzten Nylon- oder anderen Kunststofffäden hoher Zähigkeit bestehen. Bei einem bekannten Verfahren zur herstellung feuerfester Förderbänder aus gewebter Leinwand werden diese Leinwandbahnen mit einer Paste aus ungeliertem, plastifizierbarein P.V.C. imprägniert, dann diese durch Wärme teilweise gehärtet, an den beiden Außenflächen der äu#ersten Leinwandlagen zur Bildung einer Außenschicht für das Förderband dickere Außenschichten aufgetragen, worauf schließlich dieser ausgebildeten Lagen zusammengerichtet und hierauf unter Anwendung von Wärme und Druck das Ganze miteinander verbunden und verklebt wird.
• Bei Bändern dieser Art haben die Nylonfäden mit ihrer hohen Zähigkeit die Aufgabe, den während des Einsatzes auftretende Spannungen zu widerstehen, während die Baumwollfäden, die i dieser Ilinsieht dazu wenig beitragen, eine mechanische Verbindung zum Ankleben der P.V.C.-Paste schaffen und teilweise auch das belastete Nylongarn vor auftretenden Beschädigungen schlitzen sollen, um so die Robustheit des Bandes zu verbessern.
• Es ist auch bekannt, Spezialkleber (beispielsweise Iso-Cynate) zu verwenden, um eine chemische Verbindung zwischen den P.V.C.-Elementen des Bandes und den zugfesten Nylonfäden desselben herzustellen, wodurch eine entsprechende Zwischenlagenverklebung ohne der Notwendigkeit der Verwendung von Baumwollstapelfasern erreicht wird.
• Zusätzlich zu den Verfahrensbescllränkungen infolge der Anwendung solcher Klebstoffe und ihrer verhältnismäßig hohen Kosten, besteht der Hauptnachteil dieser die Baumwollstapelfasern vermeidenden Methode darin, daß der Klebstoff zur Versteifung des Gewebes neigt, wodurch das Band -weniger flexibel als wUnschenswert ausfällt.
• Es wurde daher als nicht praktisch gefunden, die Baumwolle wegzulrssen und nur aus Nylon gewebte Lagen, die mit P.V.C.
• Paste imprägniert werden, zu verwenden, da nach dem Erwärmen und der Druckanwendung zum Verbinden und Gelieren des P.V.C., die sich ergebende Verklebung der P.V.C.-Bestandteile mit-den Nylon-Gewebelagen sehr niedrig ist. Darüber hinaus ist ein ganz aus durchgehenden Nylonfäden gewebtes Band sehr kräftig, wenn es ill gewebten Zustand gut verkettet und stabil ist. -So sind zwei solcher Gewebelagen in ihrer Stärke mit vier oder fünf Lagen aus üblichen Baumwoll-Nylon-Geweben gleich. Während Vier- und Fünflagen-Förderbänder annehmbar sind, so ist eine Verminderung auf zvei Lagen nicht akzeptabel, weil kleine Abweichungen in der erforderlichen Stärke (und deshalb der Kosten), die bei der Wahl von viar, fünf oder sechs Lagen eines Standard-Gewebes bereits vorgesehen sind, nicht mehr möglich sein würden, so daß einige Bänder dann dberstarlr und zu teuer fiir die zu leistende Arbeit werden würden. Ferner werden mit nur zwei Lagen die Schwierigkeiten ihrer mechanischen Verbindung zu groß und es wurde bei einem solchen Aufbau auch schwierig sein, eine gleichwertige Stoßfestibkeit, Biegestabilität und eine Kontrolle einer den Durchhang und die tfuldenbildung zu erhalten.
• Wenn andererseits ein Gewebe aus Nylonfäden allein hergestellt wird und seine relativ niedrige Stärke einem Baumwoll-Nylongewebe entspricht, dann ist es so lose und seine Einzel fäden sind so rutschig nrrd leicht zu versehieben, daß Schwierigkeiten bei der Vertei-lung der P.V.C.-Paste und der folgenden Zusammensetzung und dem Erhärten des Bandes auftreten.
• Es muß weiterhin noch vermerkt werden, daß die oben erwähnten Vorschläge zur Vermeidung von Bauwolle bei- den iiblichen Bändern die Beibehaltung der Verklebung, die eventuell vorhandene Baumwollfäden so günstig bewirken, beeixzflussen.
• Die andere Funktion der Baumwolle an den Nylon-i3aumwollfäden, d.h. die der Isolierung der Nylonfäden voneinander und von äußeren Gefahren, ist nicht ganz gewährleistet. -Extra dicke Außenschichten und die Anwendung von Zwischenschichten aus P.V.C. zwischen den nur aus Nylon bestehenden Gewebelagen sind die einzigen Lösungen, die bisher brauchbar sind, aber auch diese sind kostspieliger und weniger wirksam in Bezug auf Stoßwidestand und Beschädigungen als die ersetzten Baumwollelemente.
• Die Erfindung sieht daher ein mehrlagiges Gewebeband vor, das aus zwei oder mehr Gewebelagen aus durchgehenden Fäden synthetischer Garne oder synthetischer Einzelfaden besteht, die vor dem Weben mit einem verbindbaren, thermoplastischen Werkstoff beschichtet worden sind, wobei die Lagen durch Wärme- und Druckeinwirkung direkt miteinander verbunden und die Kleblrraft zwischen den auf diese Weise verbundenen Gewebelagen mindestens 3 kg pro Zentimeter Breite des Mehrlagenbandes beträgt. Mehrlagenkdrper dieser Zusammensetzung sind besonders für Förderbänder geeignet.
• Jede Gewebelage ist aus einem Kernfaden gewebt, der aus einem fortlaufenden Garne oder Einzelfaden aus Nylon, wie "Therylene", oder Polypropylän, besteht und der mit einem Überzug oder einer Umhüllung, die vorzugsweise beim Auspressen aufgebracht wird, eines verbindbaren thermoplastischen Werkstoffes versehen ist.
• Unter "verbindbar" ist zu verstehen, daß der thermoplastische Werkstoff die aufeinanderliegenden Lagen unter Wärme- und Druckeinwirkung genügend fest miteinander verbindet, um die oben erwähnte Klebkraft zu gewährleisten. Die Fähigkeit der thermoplastischen Umhüllung, um dies zu erreichen, iKt bemerkenswert im Hinblick auf die Tatsache, daß es.besonders schwierig ist, Garne oder Fäden aus Nylon oder den oben erwähnten Werkstoffen miteinander zu verbinden und da in der Tat-wenig oder gar keine Haftung zwischen dem Kernfaden und der thermoplastischen Umit11ung aus dem Werkstoff, aus dem das GeweLe hergestellt ist, existiert Beispiele iiir geeignete Thermoplasten er die Umhüllung sind Polyvinylchlorid, Butylgummi, thermoplastische Polyurethane, Polyäthylen und Polyvinylacetat. Die thermoplastischen Werkstoffe können unplastifiziert sein oder sie können auch einen Weichmacher in einer Menge bis zu 50 % des Gesamtgewichtes des Werkstoffes enthalten. Butylgummi verwnndelt sich zwar nach Vulkanisation in ein wärmegehärtetes Erzeugnis, jedoch geeignete Butylgummi-Verbindungen verhalten sich während der Beschichtung des Kernfadens zur Bildung einer Umhüllung darauf und während der anfänglichen Vorgänge zum Verbinden der Gewebelagen miteinander unter Anwendung von Wärme und Druck vle Thermoplasten. Der Aufdruck: "thermoplastische Werkstoffe" ist demgemäß so zu verstehen, daß er auch Werkstoffe, die vor der Vullenisation thermoplastische Eigenschaften aufweisen, mit umfaßt.
• Die Verklebung der Gewebelagen kann durch Ausschneiden eines Testestückes von einem Zentimeter in der Breite aus dem blehrlagenkörper geprüft werden. Hierauf werden die Lagen am einen Ende des Teststückes etwa huber 7,5 cm getrennt, das Teitstübk an einem vertikalen Brett durch einen Hakens der die. Löcher aller Lagen, ausgenommen die äußerste, durchdringt, aufgehängt, die äu#erste Lage nach auswärts umgeschlagen und eine Waage an ihrem Ende durch einen Haken daran befestigt. Gewichte werden in die Waagschale gegeben, bis sich die Lage mit einer Geschwindigkeit, die 2,5 cm pro Minute -nicht überschreitet, abtrennt. Das ermittelte Gewicht ist dann das Ma# für die Klebekraft.
• Der Mehrlagenkörperkann Außenschichten aus thermoplastischen Werkstoffen, ähnlich den für die Umhüllung des Kernes, aufweisen. Falls ein Treibriemen oder ein Förderband hergestellt werden soll, kann es ferner wünschenswert sein, eine oder mehrere Innenschichten dieses Werkstoffes, die zwischen Gruppen von Gewebelagen, die direkt durch Wärme und Druck verbunden worden sind, zwischengelegt werden, vorzusehen.
• Wenngleich die Erfindung sich in erster Linie >f Förderbander bezieht und Einzelteile hiervon beschrieben werden, so umfaßt sie auch Mehrlagenkörper für andere Zwecke, wie Treibriemen, Gurtbänder, Streifen, Planen usw.
• Bei einem Mehrlagenkörper gemäß der Erfindung wird eine Zwischenverklebung höchsten Grades erreicht, ohne daß Baumwollstapelfasern eingeschlossen sind oder ein chemisches Bindemittel verwendet wird. Die beanspruchten Nylon- oder anderen Fäden sind voneinander isoliert und durch die einzelnen Umhüllungen aus P.V.C. oder anderen thermoplastischen Stoffen völlig geschützt. Die einzelnen Gewebelagen brauchen nicht stärker als Jene sein, die bisher für Förderbänder verwendet werden, die eine Zugfestigkeit im Bereich von 150 bis 200 kg pro Zentimeter in der Kettenfadenrichtung aufweisen.
• Förderbänder gemäß der Erfindung sind im wesentlichen gegenüber Insekten, Bakterien oder Feuchtigkeitseinflüssen unter Tage immun. Die thermoplastischen Umhüllungen der Fäden können auch Zusätze enthalten, die die Bänder feuerfest machen und antistatische elektrische Eigenschaften gewährleisten.
• Die beschichteten Fäden oder Garne, bei denen das Gewichtsverhältnis des thermoplastischen Werkstoffes zum Faden im Bereich von t : 1 bis 4 s 1 seiiann, entsprechend den erforderlichen Eigenschaften des fertigen Förderbandes, werden zu Geweben mit den erforderlichen Ketten- und Schu#fadenstärken gewebt, die mit den hisher für Förderbandverstärkungen verwendeten konventionellen Geweben gleichwertig sind. Es wurde gefunden, daß auf Grund der Extramasse, die durch die thermoplastische Umhüllung vorhanden ist, solche Gewebe be dicht gewebt und stabil sind, ohne daß ultrafeine Garne notwendig werden, obgleich sie nichtstärker sind als die Gewebe, die vielleicht 30 Gewichtsprozent Baumwollfasern enthalten. Der hohe Reibungswert der Oberfläche der thermoplastischen Umhüllung trägt zur Gewebestabilität im Gegensatz zu der Gleitfähigkeit der unbeschichteten Nylonfäden oder ähnlicher Garne bei.
• Die Gewebelagen können aufeinandergelegt sein mit einer oberen und unteren Außenschicht aus kalandriertem thermoplastischen Werkstoti und das Ganze kann liteinander zur Bildung eines Förderbandes durch Anwendung von Druck und Wärme auf diese Zusammenstellung verklebt werden, bei Temperaturen und Drücken, bei welchen der thermoplastische Werkstoff erweicht, selbstklebend und formbar wird. Dieser Vorgang kann entweder diskontinuierlioh oder auch kontinuierlich ausgeführt werden.
• Die Klebfestigkeit, die zwischen den Gewebelagen des auf diese Weise geformten Bandes erreicht wird, ist weasentlich -höher als vernünftigerweise angenommen werden kann1 wenn man berücksichtigt, daß die Umhüllung mit thermoplastische.
• Werkstoff auf den Kernfäden nicht an diesen anklebt. In Anbetracht dessen, daß es nicht möglich ist, eine gleichwertige Klebfestigkeit durch Imprägnierung und Beschichtung von gewebten Nylon- od. dgl. Geweben mit Paste aus P.V.C. oder anderen thermoplastischen Werkstoffen, Gelieren der Paste, Ubereinanderlegen der beschichteten, so gemachten Gewebe, udd DrUcken und Erwärmen dieser bis zur Verbindung des thermoplastischen Werkstofies, zu erreichen, sofern nicht chemisohe Bindemittel angewendet werden, so ergibt jedoch die Verbindung der gelierten Umhüllungen aus thermoplastischem Werkstoff, die die beschichteten, das Gewebe einer Lage des Bandes bildenden Fäden bedecken, mit denen einer anliegenden Lage unter Anwendung von Wärme und Druck eine Klebfestigkeit zwischen diesen Geweben, die die durch bisherige Mitte ort Baumwollstapelfasern enthaltenden Geweben erreichbaren Verte noch übersteigen kann. Eine Festigkeit uu 5 kg/c1 Breite ist damit schon erreichbar. Eine Klebfestigkeit von gleicher Größe ist auch erreichbar zwischen der äu#ersten Gewebelage eines mehrlagigen Bandes und, den thermoplastischen Au#enschichten, die normalerweise 0,8 bis 1,5 - dick sind.
• Die Erfindung umfaßt auch~noch ein zu beschreibendes Verfahren, um zu gewährleisten, daß keine Beschädigungen, d.h. keine thermischen Veränderungen oder unerwünschten Schrumpfungen am Kernfaden bzw. -garn infolge eines verhältnismäßig hohen Temperatureinflusses auf die Lagen bei der Vereinigung und Verbindung des P.V.C. oder anderer Thermoplasten in den anliegenden Lagen auftreten. Dieses Verfahren sieht vor, daß diese Teile der thermopIastischen Umhullung der Fäddn in den gewebten Lagen, die mit der Oberfläche des Gewebes auf Jeder Seite desselben liegen, eine ausreichend hohe Temperatur erhalten, damit sie sich mit den zugehörigen erhitzten Oberflächenteilen der thermonlastischen Umhüllung tier anliegenden Lage oder Lagen, wenn leichter Druck angewandt wird, verl>inden und verkleben, während dagegen der Fadenkern keine so hohe Temperatur erreichen kann, auch nicht diese Teile der thermoplastischen Garnbeschichtung, die unter der Oberfläche des gewebten Lagengewebes liegen.
• Das Verfahren wird ausgeführt dadurch, daß die gegenüberliegenden Oberflächen von zwei aneinanderliegenden Gewebelagen, die miteinander zu verbinden sind, gleichzeitig durch eine Gasflamme auf eine Temperatur ii Bereich von 300 - 600°C über eine kurze und genau kontrollierte-Zeitdauer, die etwa 5 - 15 Sekunden sein kann, erhitzt werden.
• Zum Absohluß der Einwirkdauer werden die gegenüberliegenden Flächen der Lagen so rasch als möglich in beidseitige Berührung gebracht, wozu leichter Druck angewendet wird, um die erhitzten Flächenteile der thermoplastischen Fadenumhjillung zu vereinigen und miteinander zu verbinden. Sobald dies ausgeführt ist, werden die verbundenen Lagen so rasch als möglich abgekühlt. Eine Gasflamme ist eine geeignete Gasmenge mit der erforderlichen Temperatur, aber Luft, oder, wenn bevorzugtt inertes Gas, durch andere Mittel erhitzt, sind gleichfalls geeignet. Di. Oberflächenteile der Garnumhüllungen werden über den Schmelzpunkt so rasch erhitzt, da# nicht genug Zeit für die Wärme vorhanden ist, um in~das Innere des Kerns des Fadens einzudringen, auch nicht zu jenen Teilen de thermoplastischen Umhüllungen, die weiter als ihre Oberfläche innerllalb des gewebten Gewebes liegen Die erreicht ten Oberflächenteile werden mit den entsprechenden erhitzten Teilen der anliegenden Gewebelage in Kontakt gebracht und die Vereinigung und Verbindung wird durch Anwendung von Druck vervollständigt, worauf dann das Ganze gekühlt wird, bevor ausreichend Wärme zum Fadenkern zur Erhöhung der Temperatur auf eine Höhe, bei der er thermisch verändert oder geschrumpft- werden könnte, vordringen kann.
• Verschiedene Wege zur Durchführung des Verfahrens, werden nachfolgend in Verbindung mit schematischen Darstellungen einer Zeichnung beschriebon.
• Die Fig. 1 (A) und 1 (B) zeigen die intermittierende Her stellung eines Zweilagen-Bandes, wobei die Lagen 10 und 10 A intermittierend zwischen gekühlten Druckplatten ii einer Presse durchgeführt werden. Die Oberilachen der Lagen werden durch eine Gasflamme 12 iui Bereich A - B erhitzt, während die Presse geschlossen ist, und sobald sieh die Presse öffnet, wird diese Bandlänge in die Stellung zwischen die Druck platten, wie in Fig. 1 (B) gezeigt ist, gezogen. Die Fig.
• 2 (A) und 2 (B) zeigen die gleiche Technik für die Herstellung eines Bandes aus drei Gewebelagen 10, iOA, 10B, wobei zwei Gasflammen 12 eingesetzt werden.
• Die Fig. 3 und 4 zeigen eine kontinuierlich arbeitende Vorrichtung zur IIerstellung von Zeit und Dreilagen-Bändern, wobei die Lagen zwischen kontinuierlich rotierenden, gekühlten Walzen 13 laufen und hierbei miteinander verbunden werden.
• Gegebenenfalls kann nach Vereinigung von zwei Gewebelagen, entweder nach der schrittweisen oder kontinuierlichen Arbeitsweise, eine ähnliche Vorrichtung nochmals eingesetzt werden, um weitere Lagen und thermoplastische Außenschichten aufzubringen und zu verbinden.
• Das überraschende Merkmal der auf diese Weise hergestellten Bänder ist die hohe Klebfestigkeit, die ganz vergleichbar ist mit der, die sich bei völliger Vereinigung der ganzen thermoplastischen Werkstoffmenge der gewebten Lagen ergeben würde. Nur die Spitzen der Gewebeschlaufen werden aber völlig mit ihren-- gegenüberliegenden Teilender anderen Gewebolage vereinigt und es muß daran erinnTt werden, daß ei umhüllten Fäden der beschriebenen Art keine Verbindung ooer Verklebung zwischen den Textilfadenkernen und den thermoplastischen Umhüllungen besteht. Nichtsdestotrotz wird die Klebfesti6-keit der Zwischenschichten von 5 Kg/cm Breite bei nach diesem Verfahren hergestellten Bändern leicht erreicht.
• Solche Bänder haben über ähnliche Bänder, bei welchen der ganze Thermoplastwerkstoff vereinigt worden ist, den weiteren Vorteil, daß sie wesentlich geschmeidiger sind. Dies ergibt sich daraus, daß nur die Oberflächenteile der Gewebelagen der umhüllten Garne in Verbindung stehen, während die Körper des Gewebes unverbunden bleiben, so daß einzelne Garne sich leicht gegeneinander bewegen können und so Gelenke bilden.
• Das vorbeschriebene Verfahren kann allgemein angewendet werden und ist nicht auf Fälle beschränkt, bei denen ein TRisko einer thermischen Veränderung der Fadenkerne besteht.
• Die Gewebelagen können auch in herkömmlichen Bandpressen mit ebenen oder rotierenden Druckelementen miteinander-verbunden werden. Andererseits können sie auch durch Hoehfrsguenzerwärmung, d.hQ durch intermittierendes oder kontinuierliches Durchbewegen der Lagen zwischen an einenHochfr.quenzgenerator angeschlossenen Platten und dann durch Druckwalzen, ausüben die Preßdruck auf die erwärmten Gewebelagen/oder durch Passieren der Lagen kontinuierlich durch Druckwalzen, die selbst an diesen Generator angeschlossen sind, verbunden werden.
• Dieses Hochfrequenzverfahren ist vorteilhaft, weil es die notwendige Verbindung der P.V.C.-Umhüllungen in den Geweben gewährleistet-und so die hohe Klebfestigkeit zwischen den Weblagen unter Vermeidung von Schrumpfung und Verformung der Nylonkorne der Garne oder Nyloneinzelfäden, die normal erweise 10 % ihrer Länge schrumpfen, wenn sie deg für die P.V.C.-Verbindung erforderlichen Temperaturen unterworfen werden, bewirkt. Ein anderer Fortsohritt ist, daß die Erwärmung in der P.V.C.-Umhüllung so rasch vor sich geht, und dann die Abkühlung durch die Druckwalzen (die wassergektihlt sein können) folgt, daß keine Zeit zum Eindringen der Wärme bis zum Garnkern selbst bleibt.
• Eine vorteilhafte Gewebelage zur Anwendung gemäß der Erfindung für die Herstellung von Bändern ist aus Doppeliadengarn-Kernen von 840 denier Nylon, die mit einer Umhüllung aus flexiblem P.V.C. von einer Wandstärke von annähernd 0,08 mm beschichtet sind, gewebt.

Claims (7)

1. Patentansprüche: 1. Mehrlagiges Gewebeband aus zwei oder mehr Gewebelagen aus Kunststoffgarnen oder Kunststoff-Einzelfäden, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewebelagen aus vor dem Verweben mit einem' verbindbaren thermoplastischen Werkstoff umilüllten Garnen oder Fäden bestehen, diese Gewebelagen unter Wärme-und Druckeinwirkung direkt miteinander verbunden sind und die Klebkraft zwischen den so mit einander verbundenen Gewebelagen'mindestens 3,5 kg/cm in der Breite des Mehrlagenhandes beträgt.
2. 2. Gewebeband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es Außenschichten aus thermoplastischem Werkstoff, der ähnlich dem zum Umhüllen der Garne oder Fäden verwendeten Werkstoff ist, aufweist.
3. 3. Gewebeband nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, da# es eine oder mehrere -Innenschichten aus thermoplastischem Werkstoff, ähnlich demjenigen, der zur Umhüllung der Garne oder Einzel fäden verwendet wird, aufweist und diese Schichten zwischen Gruppen von direkt durch Wärme und Druck miteinander verbundenen Gewebelagen gelegt sind.
4. 4. Gewebehand nach einem der Anspritehe 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daÜ die zum Weben der Gewebelagen verwendeten Garne oder Einzel fäden durch Extrusion mit thermoplastischem Werkstoff umhüllt sind.
5. 5. Verfahren zur Herstellung eines Gewebebandes nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen zweier aneinanderliegender Gewebelagen, die miteinander zu verbinden sind, gleichzeitig durch eine Gasflamme auf eine Temperatur im Bereich von 300 - 600°C über eine Zeitdauer von etwa 5 - 15 Sekunden erhitzt und dann die erhitzten Flächen durch Druck in Kontakt gebracht werden.
6. 6. Verfahren zur Herstellung eines Gewebebandes nach Anspruch 1, dadroh gekennzeichnet, daß die zu verbindenden Gewebelagen zwischen den an einem Hochfrequenzgenerator angeschlossenen Platten verbunden und dann durch Druckwalzen gekühlt werden.
7. 7. Verfahren zur Herstellung eines Gewebebandes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewebelagen durch an einem Hochfrequenzgenerator angeschlossene Druckwalzen iitoinander verbunden werden.