DE2145157A1

DE2145157A1 - Polyurethane compound

Info

Publication number: DE2145157A1
Application number: DE19712145157
Authority: DE
Inventors: John Stanley Lake Junaluska Cooper Jerry Willard Logan Arthur David Waynesville NC Haley (V St A ) P
Original assignee: Dayco Corp
Current assignee: Day International Corp
Priority date: 1970-09-10
Filing date: 1971-09-09
Publication date: 1972-03-16
Also published as: CA970894A; BE772383A; GB1333454A; FR2106417A1; JPS5212757B1; FR2106417B1; NL7112367A

Description

Dr.W.P.Radt 2U5157Dr.W.P.Radt 2U5157

Dipl.-Ing. E. E. Enkener
DipL-Ing. W. Ernesti _D CorporationDipl.-Ing. EE Enkener
DipL-Ing. W. Ernesti _D Corporation

PatentanwältePatent attorneys

463 Bochum Dayton, Ohio 4-3401 463 Bochum Dayton, Ohio 4-3401

Heinrich-König-Strafie 12 ^,Heinrich-König-Strafie 12 ^, Fernsprecher 41550, 42327 U Ö ΔTelephone 41550, 42327 U Ö Δ

elegrammadresse: Radipatent BochumTelegram address: Radipatent Bochum

71 16571 165

Po lyur e tiianve rb indungPo lyur e tiian connection

Die Erfindung bezieht sich auf eine Polyurethanverbindung,The invention relates to a polyurethane compound,

Es ist bekannt, Polyurethanverbindungen, die mit Polyesterfasern, Fäden öler einem Gewebe verstärkt sind, zur Herstellung von Schneiiblättern für Essenmäher, Treibriemen, Heupen für Schneefahrzeuge, Teile für Textilmaschinen, insbesoiviere Hechen und andere, durch Verformung hergestellte InCustrieerzeugnisse zu benutzen, die starken Heiß-, Verwindungs-, Abnutzungs-, Schlaguxjd anleren Beanspruchungen ausgesetzt sind. Eins der Probleme bdi der Verwendung von Polyester als Verstärkungsmaterial ist, daß die Stoffe vor ihrer Benutzung iait einem Haftmittel beschichtet werden müssen, beispielsweise durch Tränken mit einem Isocyanatsystem und/ oder einem Eesorcin-Formaldehyd-Latex, damit sie an der Polyurethanverbindung haften und die physikalischen Eigenschaften des Endproduktes verbessert werden. Die Beschichtung ist kostspielig und die Haftfestigkeit der beschichteten Fasern neigt dazu, im Laufe der Zeit und wenn das Material der Feuchtigkeit ausgesetzt ist, nachzulassen. It is known to use polyurethane compounds that are reinforced with polyester fibers, threads, and a fabric Manufacture of cutting blades for food mowers, drive belts, Hay racks for snow vehicles, parts for textile machines, in particular pikes and others, by deformation to use manufactured industrial products which are strong hot, warp, wear and tear, impact are exposed to other stresses. One of the problems with the use of polyester as a reinforcing material is that the fabrics have to be coated with an adhesive, for example, before they can be used by soaking with an isocyanate system and / or an eesorcinol-formaldehyde latex, so that they are attached to the Polyurethane compound adhere and the physical properties of the end product are improved. The coating is costly and the bond strength of the coated fibers tends to deteriorate over time and to wear off when exposed to moisture.

Eine andere Schwierigkeit tritt dann auf, wenn Erzeugnisse zur Herstellung von Eaupen für Schneefahrzeuge, Treibriemen oder Teilen von Textilmaschinen benutzt werden,Another difficulty arises when products for the manufacture of Eaupen for snow vehicles, drive belts or parts of textile machines are used,

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die in Längsrichtung und/oder Querrichtung mit Bändern oder einem Gewebe verstärkt sind. Die Dimensionierungs-Toleranzen in diesen Produkten sind kritisch und erfordern besondere "Vorkehrungen, um zu verhindern, daß die Verstärkung während der Härtung schrumpft. Beispielsweise ist es, um eine ausreichende Maßgenauigkeit bei mit Polyester verstärktem Material sicherzustellen, notwendig, entweder das Produkt an der Schrumpfung zu hindern, wenn die Härtung bei hoher Temperatur durchgeführt wird oder die Härtung über einen verhältnismäßig Isngen Zeitraum durchzuführen, wenn die Aushärtung bei einer unter der Schrumpftemperatur des Polyesters liegenden niedrigen Temperatur durchgeführt wird. Die Verwendung von Polyestern als Verstärkungsmaterial hat somit erhebliche Nachteile, weil einerseits bei hohen Härtetemperaturen kostspielige Kerne benutzt werden müssen und andererseits aufwendige und wenig wirksame Aushärtzeiten hingenommen werden müssen, wenn die Aushärtung bei niedrigen Temperaturen durchgeführt wird.those in the longitudinal direction and / or transverse direction with ribbons or a fabric are reinforced. The sizing tolerances in these products are critical and require special "precautions to prevent the reinforcement from shrinking during curing. For example it is necessary to ensure sufficient dimensional accuracy for material reinforced with polyester, either to prevent the product from shrinking when curing is carried out at a high temperature, or the hardening over a relatively long period of time to be carried out when curing occurs at a low temperature below the shrinkage temperature of the polyester Temperature is carried out. The use of polyesters as a reinforcement material thus has considerable disadvantages, because on the one hand at high hardening temperatures expensive cores have to be used and on the other hand laborious and ineffective curing times have to be accepted must be used when curing is carried out at low temperatures.

Es ist bekannt, daß die physikalischen Eigenschaften von " verstärkten Polyurethanen verbessert werden können durch den Zusatz von faserigem Material. Beispielsweise wird eine verbesserte Widerstandsfähigkeit gegen Zerreißen erzielt, wenn faserige Flocken, z.B. Celluloseflocken, Nylon-, Glas- oder Wollflocken als !Füllstoff bei einem Polyurethanpolymer benutzt werden, wie es in dem US-Pabent 2 75*1 363 beschrieben ist.It is known that the physical properties of "reinforced polyurethanes" can be improved by the addition of fibrous material. For example, there will be improved resistance to tearing achieved when fibrous flakes, e.g. cellulose flakes, Nylon, glass or wool flakes as a filler for one Polyurethane polymer can be used as described in U.S. Patent 2 75 * 1 363 is described.

Die physikalischen Eigenschaften von Polyurethanschaumstoffen werden verbessert durch den Zusatz kurzer Nylon-, . WoIl-, Seiden-, Haar- oder Proteinfasern (US-Patent 2 763 624). Auch Glasfasern sind schon benutzt worden, um unelastische Polyurethane zu verstärken und eine ge-The physical properties of polyurethane foams are improved by adding short nylon,. Wool, silk, hair or protein fibers (US patent 2,763,624). Glass fibers have also been used to reinforce inelastic polyurethanes and

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ringe Dehnung hervorzurufen, wie aus dem US-Patent 3 464 93^3 bekannt ist.ring elongation, as is known from US Pat. No. 3,464,933.

Eg war jedoch bei den bekannten Verbindungen bisher nicht möglich, eine ausgewogene Skala von physikalischen Eigenschaften zu erhalten, wie sie für die Schneidblätter von Hasenmähern, Webstuhlrechen oder ähnliche Erzeugnisse benötigt werden. Auch konnte eine ausreichende Maßgenauigkeit, die beim Härten bei hohen Temperaturen erhalten bleibt, sowie eine erhöhte Produktivität bei der Herstellung von Treibriemen, Raupen für Schneeketten oder dergleichen bisher nicht erreicht werden.However, Eg was not previously in the known compounds possible to obtain a balanced range of physical properties as required for the cutting blades of Mowing rabbits, loom rakes or similar products are required will. Sufficient dimensional accuracy could also be obtained when hardening at high temperatures remains, as well as increased manufacturing productivity drive belts, caterpillars for snow chains or the like have not yet been achieved.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, verstärkte Polyurethanverbindungen herzustellen, bei denen eine feste chemische Haftung zwischen dem Verstärkungsmaterial und dem Polyurethanstoff erzielt wird. Insbesondere soll die Verbindung gemäß vorliegender Erfindung eine erhöhte Zerreißfestigkeit und bessere mechanische Eigenschaften der gießbaren Erzeugnisse aus Polyurethanen, z.B. Schneidblätter von Rasenmähern oder Webstuhlrechen, aufweisen. Gleichzeitig soll die Maßgenauigkeit bei hohen !Temperaturen verbessert werden, so daß Raupen für Schneefahrzeuge und Treibriemen mit verbesserten Eigenschaften hergestellt werden können.The invention is based on the object of reinforced polyurethane compounds establish a strong chemical bond between the reinforcement material and the polyurethane fabric is achieved. In particular, the compound according to the present invention should have an increased Tensile strength and better mechanical properties of castable polyurethane products, e.g. cutting blades from lawnmowers or loom rakes. At the same time, the dimensional accuracy should be improved at high temperatures, so that caterpillars for snow vehicles and drive belts with improved properties can be made.

Die Erfindung besteht darin, daß die Polyurethanverbindung aus dem Reaktionsprodukt eines organischen Polyisocyanates und einem Polyester oder Polyäther besteht, wobei das Polyurethan endständige Isocyanatgruppen hat und daß das Verstärkungsmaterial für das Polyurethan aus einem unbehandelten Polyvinylalkohol besteht, der aktive, insbesondere in einer Kette liegende (pendant) Hydroxylgruppen enthält.The invention is that the polyurethane compound from the reaction product of an organic Polyisocyanates and a polyester or polyether, the polyurethane having terminal isocyanate groups and that the reinforcement material for the polyurethane consists of an untreated polyvinyl alcohol, which contains active hydroxyl groups, especially those lying in a chain (pendant).

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Es wird angenommen, daß die verbesserten Eigenschaften des Polyurethans gemäß vorliegender Erfindung darauf zurückzuführen Bind, daß eine !Reaktion zwischen den Hydroxylgruppen des Polyvinylalkohole und den endständigen Isocyanatgruppen der Polyurethankette eintritt, "bei der sich das Polyurethan chemisch mit den die Verstärkung bildenden Polyvinylalkohol verbindet. Die chemische Bindung wird durch eine mechanische Haftung ergänzt und führt zu den verbesserten Eigenschaften.It is believed that the improved properties of the polyurethane according to the present invention due to this Bind that a! Reaction between the hydroxyl groups of the polyvinyl alcohols and the terminal isocyanate groups of the polyurethane chain occurs, "in which the polyurethane chemically forms with the reinforcement Polyvinyl alcohol connects. The chemical bond is supplemented by a mechanical bond and leads to the improved properties.

Die Grundlage der vorliegenden Erfindung bildet also eine feste chemische Bindung zwischen der Oberfläche des aus Polyvinylalkohol bestehenden Verstärkungsmaterials und dem Polyurethan, das aus dem Reaktionsprodukt eines poljrfunktionellen organischen Isocyanates und einem Polyester oder Polyether besteht. Es wird angenommen, daß die aktiven Hydroxylgruppen in dem Polyvinylakohol mit den endständigen Isocyanaten des Polyurethans reagieren und eine feste chemische Bindung hervorrufen. Eine zusätzliche mechanische Bindung tritt vermutlich ein, wenn das Polyurethan in das unbehandelte Polyvinylalkohol-Material tt eintritt, wobei eine feste mechanische Bindung erreicht wird, wenn das Gemisch gehärtet wird. Die gleichzeitige chemische Reaktion und die mechanische Bindung befestigen das Verstärkungsmaterial dauerhaft an dem Elastomer und vergrößern dadurch die Zerreißfestigkeit und weitere mechanische Eigenschaften des Endproduktes.The basis of the present invention thus forms a strong chemical bond between the surface of the Polyvinyl alcohol and the polyurethane, which is the reaction product of a polyfunctional organic isocyanates and a polyester or polyether. It is believed that the active hydroxyl groups in the polyvinyl alcohol with the Terminal isocyanates of the polyurethane react and create a strong chemical bond. An additional mechanical bonding presumably occurs when the polyurethane gets into the untreated polyvinyl alcohol material tt occurs, a firm mechanical bond being achieved when the mixture is cured. The simultaneous chemical reaction and the mechanical bond permanently attach the reinforcement material to the elastomer and thereby increase the tensile strength and other mechanical properties of the end product.

Die Erfindung läßt sich durch zwei verschiedene Aus-* führungsbeispiele verwirklichen, deren Anwendung sich nach dem gewünschten Endprodukt, der Art des benutzten Polyvinylalkohole und dem Verfahrensablauf richtet, der angewendet werden soll. Der Polyvinylalkohol kann beispielsweise in Form von Fasern oder Teilchen, als Draht oderThe invention can be divided into two different ways Implementation examples, the application of which depends on the desired end product, the type of polyvinyl alcohols used and the process flow to be used. The polyvinyl alcohol can, for example in the form of fibers or particles, as wire or

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Band oder in Form eines Ge wet es -verwendet werden. Der Ausdruck Gewebe soll im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Gewebestruktur und eine nicht gewebte, gestrickte, geflochtene oder mattenartige Struktur umfassen. Teilchen oder fsserarti~e Former- sind besonders geeignet zur Herstellung von durch Gießen gefertigten Erzeugnissen, wie z.B. Schneidblättern von Rasenmähern, Teilen von Textilmaschinen und dergleichen, sowie zur Herstellung von Stoffen im Spritz- und Stranggußverfahren, wie z.B. Rohrei- oder dergleichen. Andererseits eignen sich band- und gewebeartige Formen besonders zur Herstellung von Erzeugnissen, die vorgefertigte verstärkte Teile erfordern, wie z.B. Raupen für Schneefahrzeuge und Treibriemen. Um die beiden Ausführungsformen klar voneinander unterscheiden zu können, betrifft das erste Ausführungsbeispiel die Verwendung von zerhackten Fasern und das zweite Ausführurigsb ei spiel die Verwendung von Bändern und Geweben.Tape or in the form of a Ge wet it can be used. Of the In the context of the present invention, the term fabric is intended to mean a fabric structure and a non-woven, knitted, include braided or mat-like structure. Particles or particulate formers are particularly suitable for manufacture of products manufactured by casting, such as cutting blades for lawn mowers, parts of textile machines and the like, as well as for the production of materials in the injection and continuous casting process, such as raw material or similar. On the other hand, ribbon and fabric-like forms are particularly suitable for the production of products, that require prefabricated reinforced parts, such as tracks for snow vehicles and drive belts. Around clearly distinguish the two embodiments from one another To be able to, the first embodiment relates to the use of chopped fibers and the second embodiment concerns the use of chopped fibers One game is the use of ribbons and fabrics.

Ausfuhrungsbeispiel 1:Example 1:

Diese Ausführungsform der Erfindung betrifft die Verwendung eines Gemisches von unbehandelten, zerhackten PoIyvinylalkoholfasern mit einem Polyurethanmaterial. Die zerhackten Polyurethanfasern werden in üblicher Weise durch Zerhacken von Polyvinylalkoholbändern in kurze Stücke hergestellt, die eine Länge von etwa 1,6 bis 6,35 mm haben und zur Herstellung von zwei Polyurethanverbindungen benutzt werden, und zwar einem gießbaren Polyurethanvorpolymer und einem thermoplastischen PoIyurethanpolymer. Die zerhackten Fasern sind insbesondere geeignet für gießbare Polyurethanvorpolymere, weil die Verbindung in der stabilen flüssigen Form gehalten werden kann bis Aushärtmittel zugegeben werden, wenn die Erzeugnisse gegossen werden. Sie sind insbesondere auch für durch Spritz- und Strangguß hergestellte ErzeugnisseThis embodiment of the invention relates to use a mixture of untreated, chopped polyvinyl alcohol fibers with a polyurethane material. The chopped polyurethane fibers are made in a usual manner made by chopping polyvinyl alcohol tapes into short pieces that are about 1.6 to in length 6.35 mm and for the production of two polyurethane compounds can be used, namely a castable polyurethane prepolymer and a thermoplastic polyurethane polymer. The chopped fibers are particularly suitable for castable polyurethane prepolymers because the Compound can be kept in stable liquid form until curing agent is added when the products are made to be poured. They are especially useful for products made by injection molding and continuous casting

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geeignet, weil sie mit lern thermdplerrGiscrier Polyurethanharz vermischt und vor Beginn des Verfahrens zu Pellets verformt werden können.suitable because they learn with thermdplerrGiscrier polyurethane resin mixed and pelletized before starting the procedure can be deformed.

Die gießbaren PolTurethsr.vorjjolymere enthalten vorzugsweise kleine Mengen von zerhackten Poljvinylclkoholfar.err in einer Menge von etwa j Gewichtsprozent des gesamten Faser/Vorpolymergemisches. Das G-emisch kann bis zu. I7 G-ewichtsprozent zerhackte Fasern enthalten. Verbindungen mit mehr als I5 % haben eine zu große Viskosität und sind beim Gießen schwierig zu handhaben.The castable PolTurethsr.vorjjolymere preferably contain small amounts of chopped Poljvinylclkoholfar.err in an amount of about j percent by weight of the total fiber / prepolymer mixture. The G-emic can go up to. Contains 17 weight percent chopped fibers. Compounds in excess of 15 % are too viscous and difficult to handle when pouring.

Die Polyester- und Polyäthervorpolymere können nach bekannten Methoden hergestellt werden. Beispielsweise kann das Polyester durch Kondensetior; eines zwei- oder dreiwertigen Isocyanate ur_d eines Polyols, z.B. von Toluolciisocyanat und einem Polyäthylenglykol hergestellt werden; die Herstellung des Polyethers erfolgt durch Kondensation eines Alkyloxyds, beispielsweise von Propylenoxyd. Eine stabile Flüssigkeit wird erhalten, wenn man einen Überschuß an Isocyanat benutzt, um auf diese Weise freie Is0cyanatgruppen für die Verlängerung der Polymerkette und zur Zwischenreaktion mit den Polyvinylalkoholfasern zur Verfügung zu haben. Geeignete Aushärtmittel sind Triäthylenglykol und Methylen- bis- (o-Chloranilin).The polyester and polyether prepolymers can be prepared according to known methods Methods are made. For example, the polyester by condenser; a bivalent or trivalent Isocyanates and a polyol, e.g. from toluene diisocyanate and a polyethylene glycol; the polyether is produced by condensation of an alkyloxide, for example propylene oxide. A stable liquid is obtained if you use an excess of isocyanate used in this way to free Is0cyanatgruppen for the extension of the polymer chain and to have available for intermediate reaction with the polyvinyl alcohol fibers. Suitable curing agents are Triethylene glycol and methylene bis (o-chloroaniline).

Die zerhackten Polyvinylalkoholfasern werden bei der Herstellung von thermoplastischen Polyurethanpolymeren direkt in das Polymer eingebracht, das für die Herstellung von Erzeugnissen mittels des Strang- oder Spritzgußverfahrens verwendet wird. Die Polyesterpolymere können Kondensationsprodukte einer Dicarboxylsäure, wie z.B. Adipinsäure oder Phthalsäure und eines mehrwertigen Alkohols, wie z.B. Äthylenglykol, sein. Die Polyäther können in der gleichen Weise wie bei dem Vorpolymer- In the manufacture of thermoplastic polyurethane polymers, the chopped polyvinyl alcohol fibers are incorporated directly into the polymer which is used for the manufacture of articles by means of the extrusion or injection molding process. The polyester polymers can be condensation products of a dicarboxylic acid such as adipic acid or phthalic acid and a polyhydric alcohol such as ethylene glycol. The polyethers can be used in the same way as for the prepolymer

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V^rT^hre') hergestellt werden. In diesem 5¹SlI ist ein Über-i^h'.^· ^r ··■ I^ocynn^⁴; .je Oo oh r. ic Irr vorteilhaft und der Anteil d~r Polyvinylr.-l.coholfasern liegt vorzugsweise zwischen 1 und JO Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesüßt gemisch, um die Durchführung de:: Verfahrens zu erleichtern. V ^ rT ^ hre ') to be produced. In this 5 ¹ SlI there is an over-i ^ h '. ^ · ^R ·· ■ I ^ ocynn ^ ⁴ ; .je oo oh r. This is extremely advantageous and the proportion of polyvinyl alcohol fibers is preferably between 1 and 50 percent by weight, based on the sweetened mixture, in order to facilitate the implementation of the process.

Die nach dem obigen Verfahren hergestellten Verbindungen hoben eine erhöhte Zerreißfestigkeit, ein höheres Zerre i.3:aodul und andere erwünschte mechanische Eigenschaften; beispielsweise ist die Bruchdehnung verbessert. Vergleichsversuche zur Bestimmung der Bruchäehnungsgrenze von gegossenen Polyurethanen, die mit 3 ^i^s 5 % unbehrndelten zerhackten Polyvinyi^lkoholfasern verstärkt \veren, im Verhältnis zu der Bruchdehnung von Verbindungen ohne Verstärkungsstoffe haben gezeigt, daß die Bruchdehnung des verstärkten Materials erheblich verbessert weiten konnte, wie die folgende Aufstellung zeigt.The joints made by the above process exhibited increased tensile strength, higher tensile strength, modulus, and other desirable mechanical properties; for example, the elongation at break is improved. Amplified lkoholfasern for determining the Bruchäehnungsgrenze of cast polyurethanes, the chopped unbehrndelten 3 ^ i ^s 5% Polyvinyi ^ Comparative Experiments \ veren, in proportion to the elongation at break of connections without reinforcing materials have shown was that the elongation at break of the reinforced material wide significantly improved as the following table shows.

Verstärkungsma-ceria 1 BruchdehnungReinforcement Ma-ceria 1 elongation at break

PolyvinylalkoholfaserPolyvinyl alcohol fiber

(unbehandelt) >0 bis 75 % (untreated)> 0 to 75 %

ohne 600 bis 700 %without 600 to 700%

Me Ζ : M'ei"festigkeit ist die Eigenschaft, die am meisten verbessert wurde. Beisj^ielsweise wurde gefunden, daß die durchschnittliche Zerreißfestigkeit von Polyurethanverbindungen, die mit 3 bis 5 % unbehandelten zerhackten Polyvinylalkoholfasern verstärkt wurden, annähernd dreimal so groß war wie die der gleichen Verbindungen, die mit 3 "bis 5 % behandelten Polyesterfasern verstärkt worden sind. Dies ergibt sich aus der folgenden Tabelle:Me Ζ: M'ei "resistance is the property that was most improved Beisj ^ ielsweise was found that the average tensile strength of polyurethane compounds with 3 to 5% untreated chopped polyvinyl alcohol were reinforced, was nearly three times as large as that. the same compounds reinforced with 3 "to 5 % treated polyester fibers. This can be seen from the following table:

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Verstärkungsmaterial Zerreißfestigkeit kg/mReinforcement material tensile strength kg / m

PolyvinylalkoholPolyvinyl alcohol

(unbehandelt) 4534-(untreated) 4534-

Polyester (behandelt). ' . Ί535Polyester (treated). '. Ί535

Die überraschende Erhöhung der Zerreißfestigkeit ist, wie oben erwähnt wurde, darauf zurückzuführen, daß eine .Reaktion zwischen den Hydroxylgruppen der Polyvinylalkoholfasern und den endständigen Isocyanatgruppen der Poly-" urethankette auftritt, sowie auch auf die mechanische Haftung zwischen dem Urethan und den zerhackten Fasern. Die erhöhte Zerreißfestigkeit ist besonders vorteilhaft für Schneidblätter von Rasenmähern, Teile von Textilmaschinen und anderen Industrieerzeugnissen, die einer erhöhten Belastung ausgesetzt und einer rauhen Behandlung unterworfen sind. Zusätzlich erfordern diese Erzeugnisse eine Festigkeit in allen Richtungen, so daß die Verwendung von zerhackten Fasern, die für eine Festigkeit nicht nur in einer besonderen Richtung, sondern in allen Richtungen sorgt, für die Herstellung derartiger Industrieerzeugnisse besonders geeignet ist.The surprising increase in tensile strength is how mentioned above, due to the fact that a reaction between the hydroxyl groups of the polyvinyl alcohol fibers and the terminal isocyanate groups of the polyurethane "urethane chain occurs, as well as the mechanical Adhesion between the urethane and the chopped fibers. The increased tensile strength is particularly advantageous for cutting blades of lawn mowers, parts of textile machines and other industrial products, the one exposed to increased stress and rough treatment. In addition, these products require a strength in all directions, so the use of chopped fibers necessary for a strength not only in one particular direction but in all directions ensures the production of such industrial products is particularly suitable.

Die zweite Ausführungsform der Erfindung bezieht sich auf Stoffe, bei denen vorgefertigte Verstärkungen benutzt werden, um eine Festigkeit in einer oder mehreren genau definierten Richtungen zu erzielen. Die erhebliche Verbesserung, die durch Polyurethanverbindungen, die mit unbehandelten Polyvinylalkohol-Bändern und -Geweben erzielt wird, liegt darin, daß diese Verbindungen eine erhöhte Maßgenauigkei%/5ni keine besonderen Vorkehrungen erfordern, um während der Fertigung das Schrumpfen zu vermeiden. Diese Ausführungsform, bei der Bänder und Gewebe verwendet werden, ist daher besonders geeignet für die Herstellung von Raupen für Schneefahrzeuge und Treibriemen. Da das Polyvinylalkoliolmaterial innerhalbThe second embodiment of the invention relates to fabrics in which prefabricated reinforcements are used to achieve strength in one or more precisely defined directions. The substantial Improvement achieved by polyurethane compounds made with untreated polyvinyl alcohol tapes and fabrics is, is that these connections have an increased dimensional accuracy% / 5ni no special precautions require to avoid shrinkage during manufacture. This embodiment in which tapes and fabrics are used, is therefore particularly suitable for the production of caterpillars for snow vehicles and Drive belt. As the polyvinyl alcohol material within

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der Form vor dem Härten ausgerichtet wird, wird das Polyurethan nach der sogenannten "Ein-Schußmethode" in der Form gehärtet, und zwar in innigem Kontakt mit den vorgefertigten Polyvinylalkoholstoffen.The mold is aligned before curing becomes the polyurethane hardened in the mold by the so-called "one shot method", in intimate contact with the prefabricated ones Polyvinyl alcohols.

Das Polyvinylalkohol-Band oder -Gewebe wird in verschiedenen Verhältnissen mit dem Polyurethanpolymer verbunden, wobei das Verhältnis jeweils von dem Erzeugnis abhängt, das hergestellt werden soll. Für Raupen und Treibriemen beispielsweise kann das Gewichtsverhältnis des PoIyvinylalkohol-Bandes oder -Gewebes ?0 % betragen. Bei anderen Erzeugnissen kann das Gewichtsverhältnis sogar 90 % sein.The polyvinyl alcohol tape or fabric is bonded to the polyurethane polymer in various proportions, the proportion depending on the product to be manufactured. For caterpillars and drive belts, for example, the weight ratio of the polyvinyl alcohol tape or fabric can be? 0 % . For other products, the weight ratio can even be 90 % .

Die wichtigste Eigenschaft, die durch die Band- und GewebeverStärkungen aus Polyvinylalkohol erzielt wird, ist die Maßgenauigkeit. Um dies zu zeigen, wurde ein Treibriemens chi auch, der mit einem Band aus unbehandeltem Polyvinylalkohol verformt wurde, in zwei Hälften geschnitten. Eine Hälfte des Schlauches wurde einer zusätzlichen dreistündigen Erhitzung oberhalb der Schrumpftemperatur des die Verstärkung bildenden Polyestermaterials bei ca 100° G unterworfen. Beide Hälften des Schlauches wurden dann in Riemen zerschnitten und ihre Schrumpfung überprüft. Wie sich aus der untenstehenden Tabelle ergibt, zeigte der erhitzte Riemen, verglichen mit dem Riemen, der nicht erhitzt wurde, keine wesentliche Schrumpfung.The most important feature made by the tape and fabric reinforcements obtained from polyvinyl alcohol is the dimensional accuracy. To show this, a drive belt was made chi, which was deformed with a tape made of untreated polyvinyl alcohol, cut in half. Half of the tubing was subjected to an additional three hours of heating above the shrink temperature of the polyester material forming the reinforcement at approx. 100 ° G. Both halves of the hose were then cut into straps and checked for shrinkage. As can be seen from the table below found, the heated belt showed no substantial compared to the belt that was not heated Shrinkage.

Länge in cmLength in cm

Erhitzter Riemen 48,44 - 48,46 Nicht erhitzter Riemen 48,28 - 48,47Heated belt 48.44 - 48.46 Unheated belt 48.28 - 48.47

Die obigen Ergebnisse sind deswegen bemerkenswert, weil "bisher Riemen in großem Umfang bei dieser Temperatur nur gehärtet werden konnten, wenn ein sehr aufwendiger KernThe above results are remarkable in that "so far, belts have only been used on a large scale at this temperature Could be hardened if a very elaborate core

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-ίο --ίο -

benutzt wurde, um die Schrumpfung zu verringern. Die andere Alternative war, die Härtung mit geringerer Geschwindigkeit bei einer so niedrigen Temperatur durchzuführen, daß die Schrumpfung vermieden wurde; diese Temperatur lag bei 65 C. Durch die Verwendung eines Bandes aus Polyvinylalkohol gelingt es somit, die Verwendung teurer und aufwendiger Kerne zu vermeiden und die Produktionsgeschwindigkeit zu erhöhen, wobei gleichzeitig ein Erzeugnis hergestellt wird, das eine erhöhte Zerreißfestigkeit und andere verbesserte physikalische Eigenschaften aufweist.was used to reduce the shrinkage. the another alternative was to cure at a slower rate at such a low temperature that the shrinkage was avoided; this temperature was 65 C. Through the use of a tape From polyvinyl alcohol it is thus possible to avoid the use of expensive and complex cores and to reduce the production speed to increase, at the same time a product is produced that has an increased tensile strength and other improved physical properties.

Darüber hinaus neigen Treibriemen mit einer Verstärkung aus einem unbehandelten Polyvinylalkohol-Band sehr viel weniger dazu, sich in Schichten aufzuspalten als Treibriemen, die mit behandelten Polyesterfasern verstärkt sind. Dies ergibt sich aus einem Vergleichsversuch, der nach dem "H"-Hafttest (ASTM-D 2138-67) durchgeführt wurde. Die untenstehenden Ergebnisse zeigen, daß die unbehandelten Polyvinylalkoholfasern mehr als 30 % besser an dem Polyurethan haften als behandelte Polyesterfasern.In addition, power transmission belts with a reinforcement made from an untreated polyvinyl alcohol tape have a much less tendency to split into layers than power transmission belts which are reinforced with treated polyester fibers. This results from a comparative test which was carried out according to the "H" adhesion test (ASTM-D 2138-67). The results below show that the untreated polyvinyl alcohol fibers adhere more than 30% better to the polyurethane than treated polyester fibers.

Polyester Polyvinylalkohol Verbesserung (behandelt) (unbehandelt) in %Polyester polyvinyl alcohol improvement (treated) (untreated) in%

16,3 ' 19,8 + 21 %16.3 '19.8 + 21%

15,9 22,5 + 4-2 %15.9 22.5 + 4-2%

13,5 18,8 + 39 % 13.5 18.8 + 39 %

Auch die Verbindungen, die gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung erhalten werden, führen gegenüber dem Stand der Technik zu Vorteilen, die für den Fachmann nicht voraussehbar waren, insbesondere zu einer Maßgenauigkeit bei hoher Temperatur, die es ermöglicht, Industrieerzeugnisse, wie z.B. Baupen von Schneeketten bei erhöhten*The compounds obtained according to the second exemplary embodiment of the invention also lead to one another the prior art to advantages that were not foreseeable to the expert, in particular to a dimensional accuracy at high temperature, which makes it possible to use industrial products, such as building snow chains at elevated *

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Temperaturen ohne wesentliche Schrumpfung und Abweichung von den Längentoleranzen zu härten. Die hohe Maßgenauigkeit- ermöglicht es, die Produktion erheblich zu steigern, weil die Aushärtung schneller als bisher erfolgen kann. Darüber hinaus kann das Erzeugnis, sobald die Aushärtung "begonnen hat, aus der Form genommen und ohne Unterstützung abgelegt werden, um die Aushärtung zu vervollständigen, ohne daß aufwendige Kerne benutzt werden müssen. Es können dPiier kleinere Aushärtöfen als bisher benutzt werden, und die Erzeugnisse können, sobald sie in dem kleineren Aushärtofen verformt sind, schnell aus der Form herausgenommen werden.Temperatures without significant shrinkage and drift to harden from the length tolerances. The high dimensional accuracy makes it possible to increase production considerably, because curing can take place faster than before. In addition, the product can once hardened "has started to be taken out of the mold and put down without assistance in order to complete the curing process, without having to use expensive cores. It is possible to use curing ovens that are smaller than before, and the products can be quickly removed from the mold as soon as they are deformed in the smaller curing oven will.

Die Verbindungen, die gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel hergestellt werden, weisen verbesserte physikalische Eigenschaften auf, die besonders für elastische Erzeugnisse nützlich sind, während die Verbindungen gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel Vorteile haben, die das Herstellungsverfahren für andere elastische Stoffe erheblich vereinfachen. Die Erfindung weist somit einen erheblichen, nicht voraussehbaren technischen Fortschritt gegenüber dem Stand der Technik auf.The connections made according to the first embodiment have improved physical Properties that are particularly useful for elastic products, while the compounds according to the second embodiment have advantages that the manufacturing process for other elastic fabrics greatly simplify. The invention thus shows a considerable, unforeseeable technical advance compared to the state of the art.

Pat ent ansprüchePatent claims

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Claims

1. With a reinforcement provided Polyxirethanverbindüng, characterized in that a polyurethane is used which is derived from the reaction product an organic polyisocyanate and a polyester or polyether, the polyurethane being terminal Isαcyanatgruppen and that an untreated polyvinyl alcohol as a reinforcement material for the polyurethane containing active hydroxyl groups is used.

2. Polyurethane compound according to claim 1, characterized in that the polyvinyl alcohol is in the form of chopped Fibers is used.

3 · polyurethane compound according to claim 2, characterized in that the fibers have a length of 1.6 to 6.35 ™ n have.

Ί ^ 4. Polyurethane compound according to claim 2, characterized in that that the polyurethane material is a pourable, liquid polyurethane prepolymer and that the chopped Fibers in an amount up to 15 percent by weight, based on on the total mixture.

5. polyurethane compound according to claim 4, characterized in that that it is deformed into a cutting blade for lawn mowers.

6. Polyurethane binding according to claim 4, characterized in that that they become part of a textile machine is deformed.

7. polyurethane compound according to claim 2, characterized in that that the polyurethane is a thermoplastic

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Is polyurethane polymer and that the chopped fibers in Plengen up to JO weight percent, based on the total mixture, present.

8. Polyurethane compound according to claim 1, characterized in that the consisting of polyvinyl alcohol Reinforcement material is prefabricated and used in the form of a tape or a fabric and in a Amount up to about 50 percent by weight, based on the total mixture of polyurethane and polyvinyl alcohol, is present.

9. Polyurethane compound according to claim 1, characterized in that the reinforcing material made of polyvinyl alcohol is prefabricated and in an amount up to 90 percent by weight, based on the total mixture.

10. Polyurethane compound according to claim 9? characterized, that it is deformed into a drive belt.

11. Polyurethane compound according to claim 9 »characterized in that that it is deformed into a hood for a snow vehicle.

12. Polyurethane compound according to Claims 1 to 11, characterized in that the polymer is mixed with the reinforcing material made of polyvinyl alcohol is hardened so that the isocyanate group with the hydroxyl groups reacts and a mechanical bond of the reinforcement material with the polyurethane occurs.

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