DE2143685A1

DE2143685A1 - Verfahren zum Binden künstlicher oder synthetischer Textilfasern an Kaut schuk

Info

Publication number: DE2143685A1
Application number: DE19712143685
Authority: DE
Inventors: Bernardino Casa Fausto Mailand Vecellio (Italien) M
Original assignee: Pirelli SpA
Current assignee: Pirelli and C SpA
Priority date: 1970-09-02
Filing date: 1971-09-01
Publication date: 1972-04-06
Also published as: FR2105183B1; US3725177A; BR7105626D0; NL7112026A; LU63818A1; FR2105183A1; BE772080A

Description

Dr. E. V^sgand. Di[il.-ino. W. Nieniann . , Or. f,1. KoM :r. .Β^ί.-ίΰρ. C. Semfiardt

W. 24885/71 8/C0 Patentanwälte

Hamburg 50 - Königstraße 28 30ι 8, Ti

Industrie Pirelli S.p.A. Mailand (Italien)

Verfahren zum Binden künstlicher oder synthetischer Textilfasern an Kautschuk

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Binden von Textilfasern an Kautschuk und insbesondere auf ein Verfahren zum Binden künstlicher oder synthetischer polymerer Fasern an Kautschuk.

Für viele Kautschukgegenstände ist es notwendig, ein Verstärkungsmaterial mit dem Kautschuk zu verbinden oder sogar in den Kautschuk einzubetten, um zu ermöglichen, daß die Gegenstände den verschiedenen mechanischen Beanspruchungen widerstehen, die während ihres Arbeitens erzeugt werden.

Als Verstärkungsmaterial für Kautschuk werden in großem Umfang Textilfasern verwendet.

Um ein wirksames Verhalten solcher Textilfasern als Verstärkungsmaterial für Kautschuk zu erzielen, ist es notwendig, eine feste Bindung zwischen den Fasern und dem Kautschuk durch Anwendung zweckentsprechender -Bindeverfahren zu gewährleisten.

Allgemein beruhen die üblichen Bindeverfahren auf einer Vorbehandlung, die an den Textilfasern mittels in flüssigem Zu-

209815/1644

BAD ORIGINAL

2H3685

stand befindlicher Klebstoffe durchgeführt wird. Gewöhnlich werden die an Kautschuk zubindenden Textilfasern in ein oder mehrere Klebstoffbäder laufengelassen, und nachdem die den Vorgängen des Trocknens, Verstreckens und gesteuerten Schrumpfens bei hohen Temperaturen unterworfen worden sind, werden sie in Berührung mit dem Kautschuk gebracht, an dem sie aufgrund der nachfolgenden Vulkanisation des Kautschuks bleibend haften.

Die Anwendung von in flüssigem Zustand befindlichen Klebstoffen führt im allgemeinen zu keinen besonderen Problemen, wenn die Textilfasern in Form endloser Fäden, Garne oder Schnüre vorliegen.

Jedoch werden nicht immer endlose feicti.i fasern als Verstärkungsmaterial für Kautschuk verwendet. Tp ϊξ Mehlich, werden auch kurze Textilfasern, die gewöhnlich eine sehr kleine Länge haben, als Verstärkungsmaterialien benützt.

Solche kurzen Pasern,die unter der Bezeichnung "Faser-" flocken" bekannt sind, können in den Kautschuk eingebettet werden. Bevor aber dies ausgeführt wird, müssen die Fasern einer Klebstoffbehandlung unterworfen werden, so daß während der Vulkanisation des Kautschuks eine feste Bindung zwischen den Fasern und dem Kautschuk gewährleistet werden kann.

• Es ist jedoch festgestellt worden, daß, wenn die kurzen Fasern einer vorherigen Behandlung mit einem Klebstoff gemäß den auf diesem Gebiet bekannten Techniken unterworfen werden, die Fasern zu einer Masse reduziert werden, die, selbst wenn sie getrocknet ist, sehr zusammenhängend ist und demzufolge eine

209815/1644

gewisse Schwierigkeit in Bezug auf ihres Einlagerns in den Kautschuk bereitet. Eine größere Schwierigkeit wird angetroffen, wenn solche Fasern in dem Kautschuk gleichmäßig verteilt werden sollen. Die Behandlung mit dem Klebstoff könnte auch an endlosen Fasern durchgeführt werden, die dann geschnitten werden könnten, um bereits behandelte Flocken zu erhalten, jedoch ist es unwahrscheinlich, daß ein Hersteller von Textilfasern eine solche Behandlung vor dem Schneiden der Fasern vornimmt.

Es sind bereits Bindeverfahren bekannt, bei denen zur Ausführung der Vorbehandlung der an Kautschuk zu bindenden endlosen Textilfasern andere Maßnahmen als diejenigen, die Fasern in Klebstoffbäder einzuführen, vorgesehen sind. In dieser Hinsicht sei beispielsweise auf ein Verfahren zum Binden endloser polymerer synthetischer Textilverstärkungsfasern an Kautschuk hingewiesen, welches auf Pfropfpolymerisation eines Monomeren auf der an Kaiitschuk zix bindenden polymeren Faser beruht. Bei diesem bereits bekannten Verfahren erfordern jedoch die erhaltenen gepfropften Polymerisate eine weitere chemische Behandlung, welche die Bildung aktiver Gruppen bewirkt, die eine zufriedenstellende Bindung an Kautschuk ermöglichen.

Nur nach dieser Aktivierungsbehandlung, die an dem Polymerisat durchgeführt wird, das bereits auf die endlosen polymeren Textilverstärkungsfasern aufgepfropft ist, kann der Kautschuk auf diese Fasern aufgebracht werden und der Kautschuk kann dann einer Vulkanisierungsbehandlung unterworfen werden, während welcher die Bindung zwischen den beiden Materialien statt-

209815/16/U

findet. In jedem Fall ist es hieraus nicht "bekannt, kurze künstliche oder, synthetische polymere Textilfasern dadurch herzustellen, daß auf sie Polymerisate zu dem Zweck aufgepfropft v/erden, sie an Kautschuk zu binden, in den r-ie eingebettet werden sollen.

Ein Zweck der Erfindung besteht iu der Schaffung eines Verfahrens zum Herbeiführen einer Bindung zwischen Kautschuk und künstlichen oder synthetischen polymeren Textilverstärkungsfasern, welches auf dem vorherigen Aufpfropfen eines Polymerisats auf solche Fasern beruht und bei welchem das erhaltene Pfropfpolymerisat auf den Textilfasern mit dem an- es zu bindenden Kautschuk in Berührung gebracht wird, ohne daß die Notwendigkeit besteht, das Pfropfpolymerisat zu aktivieren, bevor auf dieses der Kautschuk aufgebracht wird.

Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Binden kurzer künstlicher oder synthetischer poly-P merer Textilverstärkungsfasern an Kautschuk zu schaffen, welches gestattet, das Anordnen solcher Fasern und ihre gleichmäßige Verteilung in dem Kautschuk ohne Schwierigkeiten herbeizuführen. Gemäß der Erfindung ist ein solches Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß auf die Textilfasern mittels Pfropfpolymerisation ein Polymerisat aufgepfropft wird, das in seiner Struktur Doppelbindungen sowohl zwischen Kohlenstoffatomen als auch zwischen Chloratomen enthält, die das aufgepfropfte Polymerisat tragenden Textilfasern in direkte Berührung mit dem Kautschuk gebracht werden und daß die Vulkanisierungsbehandlung durchgeführt wird, wäh-

209815/1644

2U3685

_ 5 —

rend welcher die Bindlang erfolgt.

Eine besondere Ausführungsform des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß kurze Textilfasern verwendet werden, das Polymerisat auf sie aufgepfropft wird, die das aufgepfropfte Polymerisat tragenden kurzen Pasern direkt in den Kautschuk angeordnet und in ihm gleichmäßig verteilt werden, und daß der Kautschuk vulkanisiert wird, während er gleichzeitig einem Gestaltgebungsdruck unterworfen wird.

Mit bezug auf die ein aufgepfropftes Polymerisat tragenden kurzen Textilfasern, welche direkt in den-Kautschuk eingelagert werden sollen, int ~emäß der Erfindung weiterhin vorgesehen, die Pfropfung direkt an den endlosen Fasern vorzunehmen und dann die lasern in Stücke kleiner Länge zu schneiden, ir*, kurze Pasern zu erhalten, die das aufgepfropfte Polymerisat tragen*

Der hier mit bezug auf das Verfahren verwendete Ausdruck "direkt" bedeutet, daß jedwede Behandlung, die eine chemische Modifizierung des auf die Pasern aufgepfropften Polymerisats hervorrufen kann, zwischen den Stufen des Aufpfropfens des Polymerisats und des Inberührungbringena der Pasern mit dem Kautschuk ausgeschlossen ist.

Es sei bemerkt, daß das auf die Textilfasern aufzupfropfende P-olymerisat entweder ein Polymer oder ein Mischpolymer sein kann. -

Daher können für die an den Textilfasern durchzuführende Pfropfpolymerisation beispielsweise 2,3-Dichlorbutadien-1>3> welches das Pfropfen eines Homopolymeren gemäß obiger Definition

209815/1644

2U3685

ermöglicht, oder zwei mischzupolymerisierende Monomere, wie Butadien und Λ -Chloracrylnitril, verwendet werden, was zum Pfropfen des entsprechenden Mischpolymerisats führt.

Für die Pfropfpolymerisation gemäß der Erfindung können auf diesem Gebiet weitgehend bekannte herkömmliche Techniken angewendet werben.

Besonders zufriedenstellende Bindungsergebnisse werden er-" halten, wenn als synthetische polymere Textilfaser eine Polyamidfaser oder Polyesterfaser verwendet wird. Ähnliche Ergebnisse werden erhalten, wenn als künstliche Textilfaser eine aus regenerierter Zellulose (Reyon) bestehende F*iser verwendet wird.

Die auf die Textilfasern aufgepfropften Polymerisate gemäß der oben gegebenen allgemeinen Definition ermöglichen, daß die das aufgepfropfte Polymerisat tragenden Fasern unmittelbar nach Beendigung der Pfropfpolymerisationsbehandlung mit dem Kautschuk in Berührung gebracht werden können, da es nicht notwendig ist, eine chemische Behandlung vorzunehmen, um das auf die Fasern aufgepfropfte Polymerisat zwecks Bindung der Fasern an Kautschuk zu aktivieren.

Das Polymerisat, welches auf den Textilfasern gemäß der Erfindung aufgepfropft bleibt, weist praktisch keine Klebrigkeit auf.Infolgedessen können die kurzen Fasern, welche das gemäß der Erfindung aufgepfropfte Polymerisat tragen, in einer Masse gesammelt werden, ohne daß sie aneinander haften, und daher können sie in den Kautschuk leicht eingelagert und in ihm gleichmäßig verteilt werden.

209815/1644

Das Aufpfropfen des Polymerisats auf die Textilfasern kann vor oder nach den mechanischen Behandlungen oder Wärmebehandlungen, denen die Fasern zum Zwecke des Streckens und gesteuerten Schrumpfens unterworfen werden, erfolgen oder auch durchgeführt werden, nachdem die Fasern nur einen Teil dieser Behandlungen erfahren haben.

Gemäß einer üblichen Technik kann den kurzen Textilfasern während ihrer gleichmäßigen Verteilung in dem Kautschuk oder in einer nachfolgenden Phase beispielsweise in einem Kalandervorgang, oder in beiden "Phasen eine bevorzugte Orientierung in einer Richtung gegeben werden.

Es ist hier der Ausdruck "Textilfasern" allein oder in Verbindung mit dem Adjeiilxv "endlos" oder "kurz" verwendet; es sei bemerkt, daß der einfache Ausdruck "Textilfasern" die durch diese Wörter bezeichneten Bedeutungen hat.

Die Erfindung wird nachstehend anhand einiger Beispiele näher erläutert.
Beispiel 1

Dieses Beispiel betrifft das Aufpfropfen eines aus oC-Chloracrylnitril und Butadien erhaltenen Mischpolymerisats auf einen Zwirn aus Polyhexamethylenadipamidfasern. Es wurden 4g (entsprechend einem Stück mit einer Länge von etwa 13m) des Zwirns aus Polyhexamethylenadipamidfaser (I4oo χ 2 dtex, 4o χ 4ο ZS;-Drehungen je dm) während 1 Stunde einer Extraktion nit siedendem Äthylalkohol in einer Soxhlet-Vorrichtung unterworfen, um auf der Oberfläche der Fasern befindliche Fremdstoffe zu entfernen.

209815/1644

Das extrahierte Textilmaterial, das auf einem kleinen Aluminiumrahmen von etwa .16 cm Länge aufgewickelt war, wurde dann in einem üblichen La"boratoriums-Polymerisationsgefäß angeordnet zusammen mit 15o ml destillierten Wassers, o,16g des nicht-ionischen Emulgiermittels "Emulphor 0" (Kondensationsprodukt eines zyklischen Äthylenoxyds mit Ölsäure, wie es von der Firma Badische Anilin und Soda - Fabrik A.G-. hergestellt wird) und -12,3g einer Lösung von Cerium-Ammoniumnitrat (UH^)₂ fee (Fo₅) g] (titer >97$), die durch Auflösen von 55»6g Cerium-Ammoniumnitrat in 11 1N-Salpetersäure enthalten war. Danach wurden 2g d-Chloracrylnitril und 6g Butadien hinzugefügt.

Das Gefäß wurde in üblicher Weise verschlossen und unter Drehen in einem thermos that is ch auf 35⁰C gehaltenem Bad angeordnet. Die Polymerisation wurde während 16 Stunden durchgeführt. Dann wurde das Gefäß geöffnet, und das Textilmaterial wurde herausgenommen und zunächst mit Methylalkohol und dann mit destilliertem Wasser gewaschen.

Auf diesem Textilmaterial wurde eine beträchtliche Menge an polymerem Material festgestellt. Um das Butadien -oC-Chloracrylnitril-Mischpolymerisat, das nicht auf das Textilmaterial aufgepfropft war,'zu entfernen, v/urde der Zwirn 1 Stunde mit Dimethylformamid bei 5o°C unter Rühren behandelt und danach wieder mit Methylalkohol und destilliertem Wasser gewaschen. Durch diese Behandlung quoll das nicht aufgepfropfte Mischpolymerisat und löste sich von Textilmaterial ab.

Nach dem Trocknen bis auf konstantes Gewicht in einem Ofen

209815/1644

2H3685

bei ,60 C und unter einem mittels einer Wasserpumpe erzeugten Vakuum zeigte sich, daß das Gewicht des Textilmaterials um 4$ erhöht worden war, und dieser Wert entsprach dem Prozentsatz an aufgepfropftem Mischpolymerisat.

Es wurden dann die Änderungen der Zugfestigkeit des PoIyhexamethylenadipamid-Zwirns nach dem Aufpfropfen "bestimmt* Die erhaltenen Werte sind in der nachstehenden Tabelle aufgeführt, und zeigen eine leichte Verminderung:

Polyhexa- methylenadip- amld-Zwirn	nieht behandelt	behandelt	nicht be»u.lh auf 15ö°C gehalten	behandelt u. Hi auf 15o°C gehalten
Zugfestigkeit in kg	20	18,5	2o	15

Der so behandelte Textilzwirn wurde nachfolgend zum Herstellen und Vulkanisieren von Proben für die Kaibschukbindeteste und für den Vergleich mit zwei weiteren analogen Zwirnstücken verwendet, von denen das eine Stück aus nicht-behandeltem PoIyhexamethylenadipamid bestand und das andere Stück aus Polyhexamethylenadipamid bestand, das einem analogen Aufpfropfverfahren mit et -Ohloracrylnitril allein ohne Butadien unterworfen worden ·

war» Die Methode zum Messen der Adhäsion zwischen einem Zwirn und dem Kautschuk ist von S.Eccher und C.Oanevari in "Kautschuk und Gummi-Kunststoffe", 1969, Seite 228 bis 232 beschrieben. Die Probe bestand aus einem kleinen Block aus Kautschukmasse von zylindrischer Gestalt, dessen Außenfläche von einem Metallrahmen abgestützt war, der an der Kautschukmasse mit Hilfe eines Kleb-

209815/1644

mittels befestigt war. Der unbehandelte Zwirn wurde in axialer Lage in den Zylinder derart eingelegt, daß er -aus diesem auf einer bestimmten Länge herausragte* Die Probe wurde vulkanisiert, während der Zwirn unter Spannung gehalten wurde« Der tatsächliche Berührungsbereich, auf welchem die Adhäsion zwischen dem Zwirn und der Kautschukmasse stattfand, war derjenige, der einer Länge von 2 cm, d.h. der Länge des in die Kautschukmasse eingebetteten Teiles des Zwirns entsprach.

Die verwendete Kautschukmasse hatte die folgende Zusammensetzung«

Naturkautschuk 1oo Teile

Ofenruß 37 "

Zinkoxyd ' 5 "

Stearinsäure . 3 ^M

Mineralöl . 3 ^M

Cyclöhexylbenzöthiazylsulfenamid ' 1 Teil Aminisches Antioxydationsmittel 1,4 Teile Schwefel 2,8 «

Die Proben wurden 4o Minuten bei einer Temperatur von 145⁰C vulkanisiert« Die Bindung zwischen dem Textilmaterial und dem Kautschuk wurde dadurch bestimmt, daß die Kraft gemessen wurde, die erforderlich war, um den Zwirn in axialer Richtung von dem Kautschukteil der Probe abzuziehen, und zwar mit Hilfe eines Dynamometers bei Raumtemperatur. Diese Kraft wird als"Zugkraft "bezeichnet. Die erhaltenen Werte der Zugkraft, die in der

209815/1644

nachstehenden Tabelle aufgeführt sind, stellen den .Mittelwert aus jeweils fünf Messungen dar. ^;

Polyhexa- methylen- adipamid- Zwirn	ni cht behandelt	behandelt mit ei-Chlor- acrylnitril	behandelt mit et -Chloracryl- nitril und Butadien
Zugkraft in kg	1	1	15
Beispiel 2

Dieses Beispiel betraf das Aufpfropfen einc3 aus 2,3-Dichlorbutadien-1,3 erhaltenen Polymerisats auf einen Zwirn aus PoIyhexamethylenadipamidfaser.

Die Arbeitsweise war die gleiche wie im Beispiel 1 mit dem einzigen Unterschied, daß anstelle von Butadien und oC -Chloracrylnitril 2,3-Dichlorbutadien-1,3 in einer Menge von 6g verwendet wurde.

Die bei dem Test hinsichtlich der Bindung zwischen dem Textilmaterial und dem Kautschuk erhaltenen Werte der Zugkraft sind in der nachstehenden Tabelle aufgeführt.

Polyhexamethylen- adipamid-Zwirn	nicht behandelt	behandelt mit 2,3-Dichlorbutadien-1,3
Zugkraft in kg	1	15

Beispiel 3

Dieses Beispiel betraf das Aufpfropfen eines aus oi-Chloracrylnitril und Butadien erhaltenen Mischpolymerisats auf einen Zwirn aus Polyeaprolactamfaear.

Die Arbeitsweise war die gleiche wie im Beispiel 1 mit dem einzigen Uhtevdchied, daß anstelle der Polyhexamethylenadipamidfaser die Polycaprolactaiaf aser (14oo χ 2 dt ex, 4o χ 4o Zs-Drehungen je dm) verwendet wurde.

Die bei dem ^Test hinsichtlich der Bindung zwischen dem Textilmaterial und dem Kautschuk erhaltenen Werte der Zugkraft sind in der nachstehenden Tabelle aufgeführt.

Polycaprola c tam- Zwirn	nicht behandelt	behandelt mit cC-Chlor- acrylnitril und Butadien
Zugkraft in kg	1	12

Beispiel 4

Dieses Beispiel betraf das Aufpfropfen eines aus oL -ChIoracrylnitril und Butadien erhaltenen Mischpolymerisats auf einen Zwirn aus Polyesterfaser.

_t Die Arbeitsweise war die gleiche wie im Beispiel 1 mit dem einzigen Unterschied, daß anstelle der Polyhexamethylenadipamidfaser der Polyesterfaser (I2oo χ 2 dtex, 53 x 53 ZS-Drehun^en je dm) verwendet wurde.

Die bei dem Test hinsichtlich der Bindung zwischen Textil-

material und Kautschuk erhaltenen Werte der Zugkraft sind in der nachstehenden Tabelle aufgeführt.

Polyester- Zwirn	nicht behandelt	behandelt mit ct-Chloracrylnitril und Butadien
Zugkraft in kg	1	1o

Beispiel 5

Dieses Beispiel betraf das Aufpfropfen eines aus ct-Chloracrylnitril und Butadien erhaltenen Mischpolymerisats auf einen Zwirn aus Pasern aus regenerierter Zellulose (Viscose Reyon).

Die Arbeitsweise* ist die gleiche wie im Beispiel 1 mit dem einzigen Unterschied; är<ß anstelle der Polyhexamethylenadipamid.-faser die Faser aus regenerierter Zellulose (I84o χ 2 dtex, 49 x 49 ZS-Drehungen je dm) verwendet wurde.

Es erfolgte keine Extraktion des auf das Textilmaterial nicht aufgepfropften Mischpolymerisats. Die erhaltenen Werte der Zugkraft waren folgende:

Zwirn aus regenerierter Zellulose	nicht behandelt	behandelt mit σί -Ghloracrylnitril und Butadien
Zugkraft in kg	2,5	8
Beispiel 6

Dieses Beispiel betraf das Aufpfropfen eines aus d -Chlor-

209815/1644

-H-

acrylnitril und Butadien erhaltenen Mischpolymerisats auf Flocken von Polyhexamethylenadipamidfaser. Auf die Flocken wurde ein Mischpolymerisat von oi _Chloracrylnitril und Butadien wie im Beispiel 1 mit dem einzigen Unterschied aufgepfropft, daß anstelle des Zwirns aus Polyhexamethylenadipamidfaser Flocken der gleichen Faser (Stärke öden, Länge der einzelnen Elemente etw? ^ 8 mm) verwendet wurden..

Wegen der besonderen Art des "behandelten Textilmaterial ist es nicht, möglich, Bindungsteste an der vulkanisierten Kautschukmasse durchzuführen, jedoch ist aufgrund der Identität der chemischen Natur mit bezug auf diejenige des Beispiel 1 verwendeten Materials anzunehmen, daß die Bindungswerte von der gleichen Größenordnung sind.

Die das aufgepfropfte Mischpolymerisat tragenden Flocken wurden in einer offenen LabOratoriumsmühle zu der gleichen Masse hinzugesetzt, wie sie in den vorhergehenden Beispielen angege- ^m ben wurde, wobei dafür gesorgt wurde, daß das Textilmaterial in der Kautschukmasse in bestmöglicher Weise dispergiert wurde. Es wurde dann eine Bahn mit einer Dicke von etwa 2 mm durch Kalandern mit dem so erhaltenen Material hergestellt. Dieser Vorgang erfolgte dadurch, daß das Material mehrmals durch den Kalander immer in der gleichen Richtung hindurchgeführt wurde, wodurch die bevorzugte Orientierung der Flocken in der Kalanderrichtung hervorgerufen wurde.

Aus dieser Bahn wurden rechteckige Proben ausgeschnitten, die 1o Minuten bei 143°C vulkanisiert wurden. Bei einigen Proben

209815/1644

2U3685

verlief deren größere Achse in der gleichen Richtung wie beim Kalandern, während bei anderen Proben deren größere Achse in einer Richtung rechtwinklig zur Kalanderrichtung verlief.

An diesen Proben v/urden Zugteste gemäß dem ISO/R 137-Standard durchgeführt. Die Teste wurden an diesen Proben, bei denen die Menge der das aufgepfropfte Mischpolymerisat tragenden Flokken 1o Teile bzw. 3o Teile auf 1oo Teile der verwendeten Kautschukmasse betrugen, sowie im Vergleich mit Proben, die unbehandelte Flocken aufwiesen, und mit Proben der Kautschukmasse ohne Flocken vorgenommen.

Die Ergebnisse (Mittelwerte von je 3 Messungen) sind in der nachstehenden Tabelle aufgeführt:

Zugfestigkeit (g/mm²)	Masse allein	in Ka- lander- iichtg.	rechtw. z. Ka lander	Zugfestigkeit (g/mm²) bei 1 cfi Dehnung	rechtw. z. Ka lander	Grenzdehnung (*)	recht v/. z. Ka lander
	mit To Tei len nicht- beh. Flocken	28oo		in Ka- lander- richtg.		in Ka- lander- richtg.
mit to Tei len beh. Flocken	11oo	8oo		86	5oo	2oo
mit 3o Tei len nicht- beh. Flocken	115o	85o	35 ο	9o	48	196
mit 3o Tei len beh. Flocken	26oo	75o	3oo	12o	6o	15o
255o	85 ο	8oo	12o	32	12o
87 ο	4o

209815/1644

Wie aus der vorstehenden Tabelle ersichtlich wird, zeigen die statischen Teste keinen wesentlichen Unterschied zwischen den vulkanisierten Proben, die behandelte Flocken enthielten, und denjenigen, die nicht-behandelte Flocken enthielten. Der große Unterschied der in der Kalanderrichtung und in der rechtwinklig zur Kalanderrichtung erhaltenen physikalischen Parame ter zeigt, daß in der Kautschukinasse eine Orientierung der Flokken während des Kalandervorgangs stattgefunden hatte.

Bs Wurden ferner Ermüdungsteste unter Spannung durchgeführt,

Zu diesem Zweck wurden aus der obengenannten kalanderten Bahn rechteckige Proben in Form von Streifen ausgeschnitten, die eine Dicke von 2 mm, eine Breite von 5 mm und eine tatsächliche länge von 1oo mm hatten und deren größere Achse in der gleichen Richtung wie beim Kalandern verlief. Die Ermüdungsteste wurden an diesen Proben derart durchgeführt, daß ihnen eine variable Dehnung zwischen 0 und 1o$ und zwischen Ό und 15$ in einer Vorrichtung erteilt wurde, die eine Wechselbewegung mit einer Frequenz von 3oo Perioden/min ausführte.

Die Zeiten, in welchen ein Bruch auftrat, sind in der nachstehenden Tabelle aufgeführt.

Ka ut s chukma s s e mit '	max. von	Zeit bis	zum Bruch
	2o	Dehnung	max. Dehnung von 15$
1o Teilen nicht-behandelten Flocken	3o	Std.	1 1/2 Std.
1o Teilen behandelten Flocken	45	Std.	5 Std.
3o Teilen nicht behandelten Flocken		Min.	4ο Min.
3o Teilen behandelten 2098 1 ν Flocken	Std.	2 1/2 Std.

2U3685

Der erhebliche Unterschied, der zwischen dem Verhalten der Kautschukmasse, welche die das aufgepfropfte Mischpolymerisat tragende Flocken enthielt, und der Masse, die keine behandelten Flocken enthielt, ist offensichtlich auf die bessere Bindung ■ zwischen dem Kautschuk und dem Textilmaterial zurückzuführen, die in dem ersten Fall gegenüber dem zweiten Fall stattgefunden hat.

Schließlich wurden Teste mit wiederholter Biegung an länglich gestalteten Proben durchgeführt, die aus der Kautschukmassebahn erhalten waren, welche 3o Teile Flocken enthielten. Bei diesen Proben wurde eine Konzentration der Biegebeanspruchungen dadurch erhalten, daß der Querschnitt der Proben durch eine zentrale Wut reduzi'-it wurde, die rechtwinklig zu der Richtung verlief, längs welcher die Beanspruchung ausgeübt wurde, wobei diese Richtung der Richtung des Kalanderns der Proben entsprach. Die Proben wurden auf einem undehnbaren ebenen Riemen befestigt, der zwischen zwei Riemenscheiben ("looo U/min) umlief und eine maxi-_# male Spannungsdeformierung in der Größenordnung von 12$ bei seinem Lauf über die Riemenscheibe von kleinerem Durchmesser (76mm) erfuhr, und wurden einer Anzahl Biegungen unterworfen, welche den in der nachstehenden Tabelle für jeden Fall angegebenen Zeiten . entsprachen!

Kautschukmasse mit anfängliches Reißen endgült. Bruch

.3o Teilen nicht- _;. ■

tehp.ndelter Flocken 4o Minuten 3 1/2 Std.

3o Teilen behandelter

Flocken 15 Stunden mehr als

2o Std.

209815/1644

Beispiel 7

Dieses Beispiel wurde ,nach der gleichen Arbeitsweise wie das Beispiel 6 mit folgenden Abänderungen durchgeführt:

a) anstelle der vorher verwendeten Kautschukraasse wurde eine solche benutzt, die keinen Ruß enthielt und folgende Zusammensetzung hatte:

Naturkautschuk

'Zinkoxyd

Stearinsäure

Phenylbetanaphtylamin

Plastifizierendes Mineralöl

Mercaptobenzolzothiazol

Schwefel

1oo Teile

5 Teile

2,5 Teile

1 Teil

3 Teile

o,7 Teile

2,5 Teile

b) die Proben wurden bei 143⁰C während 3o Minuten statt

während 4o Minuten vulkanisiert.

Die Ergebnisse der Spannungsteste (Mittelwerte aus je 3 Messungen) sind in der nachstehenden Tabelle aufgeführt:

Zugfestigkeit (g/mm²)

Zugfestigkeit

(g/mm²)

bei 1o$

Grenzdehnung

Dehnung

in Ka-

lander-

richtg.

rechtw. z. Kai., rieht g.

in Kalander-

rechtw.
! z. Kai.

richtg.j richtg.

in Ka-

lander-

richtg.

re chtw. z. Kai. richtg.

Masse allein

mit 1o Teilen nicht-beh. Pl.

mit 1 ο Teilen beh. Flocken

mit 3o Teilen nicht beh. Fl.

mit 3o Teilen beh. Flocken

14oo 9oo

9oo 23oo 225o

85 ο

75o

55o

32o

25o

75o

6oo

39

29

71

76

73o

5o

44
4o

54o

49o

4oo

3oo

209Ö1S/16AA

Auch in diesem Fall zeigten die statischen Teste keine wesentlichen Unterschiede zwischen den vulkanisierten Proben, die keine behandelten Flocken enthielten.

Me Zeiten, bei welchen der Bruch der Proben in den Ermüdungstesten unter Spannung erfolgte, sind in der nachstehenden Tabelle aufgeführt.

Ka ut s chukma s s e
mit

Zeit bis zum Bruch

max. Dehnung von 1o$

max. Dehnung von 15$

1 ο Teilen nichtbehandelten Flocken

ίο Teilen behandelten
Flocken

3o Teilen nicht-beh.
Flocken

3o Teilen behandelten
Flocken

7 Stunden 3ο Stunden

5 Stunden 5 1/2 Std.

4-0 Minuten 5 Stunden

3 ο Minuter. 29 Minuten

Insbesondere wurde bei den vulkanisierten Proben, die 1o Teile Flocken enthielten; ein merklicher Unterschied des Verhaltens in den Testen mit behandelten Flocken gegenüber denjenigen mit nicht-behandelten Flocken festgestellt.

209815/1644

Claims

rvA

FATE NTA NWXLTE _ ^

2H3685

. DR. E. WIEGAND DiPL-ING. W. NIEMANN DR. M. KÖHLER DIPL-ING. C. GERNHARDT

MÖNCHEN _A HAMBURG

telefon: 3-95314 2000 HAMBURG 50,29.November I97I

TELEGRAMME: KARPATENT KDNIGSTRASSE 28

W. 24885/71 12/de P 21 43 685.1

Neuer Patentanspruch 1

f 1,/Verfahren zur Herbeiführung einer Bindung zwischen künstlichen oder synthetischen polymeren Verstärkungs-Textil- f fasern und Kautschuk, bei welchem auf die Fasern vorher ein Polymerisat aufgepfropft wird, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Textilfasern mittels Pflopfpolymerisation ein Polymerisat aufgepfropft wird, das in seinem Gefüge Chloratome und Doppelbindungen zwischen Kohlenstoffatomen enthält, und daß die das aufgepfropfte Polymerisat tragenden Textilfasern direkt in Berührung mit dem Kautschuk gebracht werden und die Vulkanisierungsbehandlung durchgeführt wird, während welcher die Bindung stattfindet.

209815/1644

2U3685

Patentansprüche

."1 5/ Verfahren zur Herbeiführung o^fTer Bindung zwischen künstlichen oder synthetischen polymeren Verstärkungs-Textilfasern und Kautschuk, bei jx^Lchem auf die Fasern vorher ein

jr
Polymerisat aufgepfropj« wird, dadurch gekennzeichnet, daß auf

Jr

die Textilfasern myrtels Pfropfpolymerisation ein Polymerisat

aufgepfropft wiaa, das in seinem G-efüge Doppelbindungen sowohl zwischen Kohlenstoffatomen als auch zwischen Chloratomen ent- . hält, und ifaß die das aufgepfropfte Polymerisat tragenden Textilfasejm. direkt in Berührung mit dem Kaut sch v_V gebracht werden "und d^e Vulkanisierangsbehandlung durchgeführt wird, während er die Bindung stattfindet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß kurze Textilfasern verwendet v/erden und das Polymerisat auf diese kurzen Fasern aufgepfropft wird, die das aufgepfropfte Polymerisat tragenden kurzen Fasern direkt in den Kautschuk eingeschlossen und in ihm gleichmäßig verteilt werden, und daß der Kautschuk vulkanisiert wird, während er gleichzeitig einem Gestaltgebungsdruck unterworfen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß · endlose Textilfasern verwendet werden, das Polymerisat auf diese endlosen Fasern aufgepfropft wird, die das aufgepfropfte Polymerisat tragenden endlosen Fasern zu Fasern geringer Länge geschnitten v/erden, diese Fasern direkt in den Kautschuk eingeschlossen und in ihm gleichmäßig verteilt werden, und daß der

209815/1644

BAD

Kautschuk vulkanisiert wird, während er gleichzeitig einem G-estaltgebungsdruck unterworfen wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Textilfasern ein 2,3-Dichlorbutadien-1,3-Monomeres durch Polymerisation aufgepfropft wird, um das entsprechende gepfropfte Polymerisat zu erhalten.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge-" kennzeichnet, daß auf die Textilfasern Butadien-und oC-Chloracrylnitril-Monomere durch Polymerisation aufgepfropft werden, um das entsprechende aufgepfropfte Polymerisat zu erhalten.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche ¹ bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Textilfasern solche ajs regenerierter Zellulose verwendet v/erden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Textilfasern solche aus einem Polyamid verwendet werden.

%
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Textilfasern solche aus einem Polyester verwendet werden.

209815/1644