DE2310962C3 - Gegen hohe Temperaturen beständiger, flexibler Schichtkörper - Google Patents

Description

D»e Erfindung bezieht sich auf einen gegen hohe Temperaturen beständigen, flexiblen Schichtkörper, bestehend aus einem weitmaschigen Gewebe aus Garnen aus einem aromatischen Polyamid bzw. Polyester und aus beidseitig auf das Gewebe aufgebrachten, in den Maschenöffnungen miteinander vereinigten Elastomer-Schichten.

Es ist bekannt, eine als Plane oder Persenning dienende Gewebebahn auf einer oder beiden Seiten mit einem Elastomeren zu beschichten (DT-Gbm 19 84 618). Weiter ist es bekannt, eine der Innenauskleidung von Behältern dienende Gewebebahn aus Polyamid- bzw. Polyestergarnen weitmaschig auszubilden, um zu erreichen, daß die beiderseitig aufgebrachten Schichten aus gummiähnlichem Kunststoff in den Maschenöffnungen miteinander vereinigt werden (DT-Gbm 19 70 020). Weiter ist es bekannt, bei aus textilen Schichtstoffen bestehenden, ein in sich starres Gebilde bildenden Reibungsbelägen für Kupplungen Asbestgarne zu verwenden, die mit einem weitmaschigen Glasfasergewebe verstärkt und mit einem Harz imprägniert sind, und bei denen Baumwollfasern und Metalldrähte Anwendung finden, um den erforderlichen hohen ReiDungskoeffizienten zu gewährleisten (US-PS 33 65 041).

Demgegenüber bezieht sich die Erfindung auf einen gegen hohe Temperaturen beständigen, flexiblen Schi·:-'>·>körper, wie er vornehmlich als Dehnungsverbindung bei Rohrleitungen verwendet wird, die mit wechselnd hohen Temperaturen betrieben werden. Bei den bekannten Schichtkörpern ist auf Grund der schwankenden hohen Temperaturen einerseits und auf Grund der durch die Flexibilität gegebenen Bewegungen andererseits ein Problem insoweit gegeben, als die Gefahr besteht, daß unter dem Einfluü der hohen wechselnden Temperaturen die beiderseitige Elastomer-Schicht sich von dem Gewebe ablösen kann, wobei nach erfolgter Ablösung durch die Bewegungen innerhalb des flexiblen Schichtkörpers Reibungen zwischen der Gewebeschicht einerseits und den Elastomer-Schichten andererseits sich ergeben, was zu einer Durchlöcherung des Schichtkörpers führt, so daß er nach relativ kurzer Betriebszeit unbrauchbar werden kann. Da die Loslösung der beiderseitigen Elastomer-Schicht von dem Gewebe die eigentliche Ursache für das Auftreten der Durchlöcherungen ist, hat man als Gewebe bisher solche möglichst geringer Maschenweite verwendet, um die Kontaktoberfläche zwischen dem

ίο Gewebe und der beiderseitigen Elastomer-Schicht so groß wie möglich zu halten und hierdurch eine Ablösung auszuschließen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß diese bekannten Schichtkörper keineswegs eine ausreichende Festigkeit gegen Durchlöcherung aufweisen, so

daß sie bereits nach kurzer Betriebszeit unbrauchbar werden.

Der Anmeldung lieg! die Aufgabe zugrunde, diesen wesentlichen, den bekannten flexiblen, hohen Temperaturschwankungen ausgesetzten Schichtkörpern anhaf-

tenden Nachteil zu vermeiden und diesen so auszubilden, daß auch bei extremen Betriebsbedingungen bis zu 200° C und höher eine solche Haftung zwischen dem Gewebe einerseits und der beiderseitigen Elastomer-Schicht gewährleistet ist, daß bei bleibender Flexibilität

eine befriedigende Widerstandsfähigkeit gegen Durchlöche.-ung gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Garne des Gewebes einen die Ablösung der Schichten bei auftretenden hohen Temperaturen unterbindenden Anteil aus Asbestgarnen aufweisen.

Die Verwendung des Asbestgarnes zusammen mit dem aromatischen Polyamid- oder Polyestergarn macht das Mischgarn erheblich bauschiger, als wenn aromatische Polyamid- oder Polyestergarne allein verwendet werden. Durch die haarige oder faserige Natur der Asbestgarne wird eine Gewebeschicht geschaffen, die verbesserte H aft eigenschaften gegenüber der beiderseitigen Elastomer-Schicht aufweist, jedoch die Zugfestigkeit, die dauernde Flexibilität und die Hitze-

beständigkeit des aromatischen Polyamid- oder PoIyestergarr.es besitzt. Das Gewebe, dessen Mischgarn einen Durchmesser von annähernd 0,7 bis 0,9 mm besitzt, bildet eine größere Haftfläche als die aromatischen Polyamidgarne, so daß ein weitmaschiges Gewebe verwendet werden kann, was zur Folge hat, daß außerdem die beiderseitige Elastomer-Schicht durch die Maschen hindurch sich verbindet Außerdem bildet das erfindungsgemäße Gewebe auf Grund seines größeren Durchmessers eine Schicht, die nicht so leicht reißt wie die früher verwendeten, ausschließlich aus aromatischen Polyamidgarnen bestehenden Gewebeschichten. Wenn auch unterschiedliche Elastomere und synthetischer Gummi verwendet werden können, besteht eine bevorzugte Verbindung des Elastomeren zur Bildung der beiderseitigen Beschichtung aus einem Fluorelastomer in Kombination mit anderen Materialien, die die Haftcharakteristik erhöhen.

Die Zeichnungen zeigen eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung und es bedeutet

F i g. 1 eine perspektivische Darstellung des Schichtkörpers, bei der ein Teil des unbeschichteten Gewebes gezeigt ist,

Fig.2 Schnitt durch das Gewebe, das einseitig mit einer Elastomer-Beschichtung versehen ist,

Fig.3a und 3b einen Längs- und einen Querschnitt durch das Garn des Gewebes und

F i g. 4 und 5 schematische Darstellung der zur Herstellung des Schichtkörpers dienenden Vorrichtung.

Die F i g. 1 zeigt einen mit einer Elastomer-Schicht ausgestatteten Schichtkörper 10, bei dem ein Teil der Beschichtung abgebrochen ist, um die Gewebeschicht 12 darzustellen, die der Verstärkung dts Schichtkörper dient Der Schichtkörper 10 umfaßt die Gewebeschicht 12, die mit einem Bindemitiel imprägniert ist, das mit einer Elastomer-Schicht verträglich ist. und es sind zwei Elastomer-Schichten 14, 16 vorgesehen, die sowohl miteinander als auch mit der Gewebeschicht 12 fest verbunden sind. Die Gewebeschicht 12 bildet ein weitmaschiges Gewebe zur Erzielung von Durchtrittsöffnungen 18, durch die die beiderseitigen Elastomer-Schichten bei der Herstellung eingedrückt werden. Auf diese Weise werden die Elastomer-Schichten 14,16 auf entgegengesetzten Seiten der Gewebeschicht 12 sowohl sicher miteinander als auch mit der Gewebesciiicht 12 verbunden. Eine Gewebeschicht bevorzugter Maschenweite besitzt auf einer Fläche von 63 cm² zwölf Kettfaden und zwölf Schußfäden in gleicher Dichte. Auf Grund der Beschaffenheit des aus aromatischem Polyamid und aus Asbest bestehenden Garnes ergibt sich ein straffgewebtes Gewebe, das gute Hafteigenschaften zwischen sich und den Elastomer-Schichten gewährleistet. Ein solches, mit Durchtrittsöffnungen 18 versehenes Gewebe 12 ist besonders vorteilhaft, da die Elastomer-Schichten durch die öffnungen 18 hindurchgedrückt werden, so daß die Elastomer-Schichten 14, 16 fest miteinander und mit der Gewebeschicht 12 und nicht nur mit der Gewebeschicht 12 allein verbunden werden.

Das für das Gewebe 12 verwendete Garn ist eine Zusammensetzung aus einem Asbestgarn und aus einem aus aromatischem Polyamid oder aus Polyester bestehenden Garn, wobei das zusammengesetzte Garn einen Durchmesser von annähernd 0,7 bis 0,9 mm besitzt. Wie sich aus den F i g. 3a und 3b ergibt, besitzt das zusammengesetzte Garn des Gewebes 12 eine Seele 20 aus aromatischem Polyamid oder Polyester, mn das herum Asbestgarne 22 gelegt sind und wobei ein oder mehrere Garne 24 aus aromatischem Polyamid oder Polyester die Asbestgarne 22 umschlingen. Die Seele 20 und die Asbestgarne 22 können auch mit dem Garn 24 aus aromatischem Polyamid oder Polyester verschlungen sein, so daß dieses sowohl die Garne 22 als auch die Seele 20 umschlingt. Wenn auch Garne aus aromatischem Polyamid oder aus Polyester vorzusehen sind, können unter besonderen Bedingungen auch andere der Verstärkung dienende Garne, wie Glasfaden, an Stelle der aromatischen Polyamid- oder Polyestergarne verwendet werden.

Die F i g. 4 und 5 zeigen einen Kalander 26 zur Herstellung des Überzugskörpers 10. Der Kalander besitzt eine obere Walze 28, eine mittlere Walze 30 und eine untere Walze 32. Das auf die Gewebeschicht 12 aufzubringende Elastomer wird zunächst zwischen der oberen Walze 28 und der mittleren Walze 30 hindurchgegeben, worauf es von der mittleren Walze 30 in Kontakt mit der Gewebeschicht 12 gebracht wird, wenn diese und das Elastomer zwischen der mittleren Walze 30 und der unteren Walze 32 hindurchtreten. Die Walzen 28,30 und 32 werden erhitzt, um die Plastizität des Elastomers während der Aufbringung auf die Gewebeschicht 12 aufrechtzuerhalten. Die maximale Temperatur des Elastomers während der Aufbringung hängt ab von der Type des Elastomers, und somit hängt auch die <>5 Temperatur der Walzen 28,30 und 32 von der Type des verwendeten Elastomers ab. Wenn jedoch die Temperaturen der Walzen zu niedrig sind, behält das Elastomer nicht seine Plastizität, und es wird daher nicht in die öffnungen 18 der Gewebeschicht 12 einfließen. Wenn die Temperaturen der Walzen 28, 30 und 32 zu hoch sind, wird das Elastomer an den Walzen kleben und nicht sich mit der Gewebeschicht vereinigen. Daher muß die Temperatur der Walzen 28, 30 und 32 in bestimmten Grenzen für das jeweilige Elastomer gehalten werden, um sicherzustellen, daß es auch auf die Gewebeschicht 12 übertragen wird. Damit das Elastomer an der mittleren Walze 30, nicht aber an der oberen Walze 20 haftet, wenn es zwischen diesen hindurchtritt, erhält die mittlere Walze 30 eine höhere Temperatur als die obere Walze 28. Auf diese Weise tritt das Elastomer durch die Walzen 28 und 30 durch und wird durch die Walze 30 in Kontakt mit der Gewebeschicht 12 gebracht. Bei der Verwendung eines Fluorelastomeren erhält die obere Walze 28 eine Temperatur von etwa 37,8°C, die mittlere Walze eine Temperatur von etwa 40 bis 43°C und die untere Walze eine Temperatur zwischen Raumtemperatur und 37° C.

Während der Aufbringung des Elastomeren werden die mittlere Walze 30 und die untere Walze 32 mit gleicher oder annähernd gleicher Geschwindigkeit angetrieben. Die obere Walze 28 wird mit geringerer Geschwindigkeit angetrieben, so daß das Elastomer durchgewalkt wird, um die Plastizität aufrechtzuerhalten, wenn es zwischen den Walzen 28 und 30 hindurchtritt.

Die Gewebeschicht 12 wird zunächst getrocknet, um alle Feuchtigkeit zu entfernen, die sich in ihr angesammelt hat. Darauf wird die Gewebeschicht 12 durch eine übliche Vorrichtung gegeben, in der sie durch Besprühen, durch Eintauchen oder auf andere Weise mit dem Bindemittel imprägniert wird. Hierauf besitzt die Gewebeschicht 18 bis 25 Gewichtsprozent Bindemittel. Vor Aufbringung der elastomeren Verbindung auf die Gewebeschicht 12 durch Kalandrieren wird die Gewebeschicht 12 getrocknet, beispielsweise 24 Stunden lang bei Raumtemperatur, und außerdem werden die Kanten entfernt, da diese eine größere Bauschung besitzen als der übrige Teil der Gewebeschicht, um eine Verschiebung der Gewebeschicht beim Durchgang durch die Walzen des Kalanders zu verhindern. Nachdem die Gewebeschicht 12 vorbehandelt ist wie oben angegeben, wird die auf einer Rolle 34 aufgenommene Gewebeschicht zwischen der mittleren 30 und der unteren Walze 32 angeordnet. Die Gewebeschicht 12 wird zwischen diesen Walzen hindurchgeführt, wobei die Schicht 14 der elastomeren Verbindung auf die obere Oberfläche der Gewebeschicht 12 aufgetragen wird. Das Elastomer wird zunächst zum Zwecke der Plastinzierung erhitzt. Darauf wird das Elastomer zwischen den Walzen 28 und 30 des Kalanders hindurchgeführt und gelangt auf der Walze 30 in Kontakt mit der Gewebeschicht 12. Der Zwischenraum zwischen der oberen Walze 28 und der mittleren Wal/.e 30 ist derart bemessen, daß die Dicke der Elastomer-Schicht 14 ausreichend ist, um eine befriedigende Abdeckung der Gewebeschicht 12 und eine Durchdringung der Gewebeschicht 12 zu erzielen. Der Abstand zwischen der mittleren Walze 30 und der unteren Walze 32 ist derart oemessen, daß die Elastomer-Schicht in die Öffnungen 18 der Gewebeschicht 12 diese wenigstens zur Hälfte durchdringend eingepreßt wird; es ist jedoch vorzuziehen, daß das Elastomer die Gewebeschicht bis zur gegenüberliegenden Oberfläche durchdringt. Bei einem Gewebe mit einer Stärke von 0,7 bis 0.9 mm beträgt die Stärke des einseitig beschichteten Gewebes beim Austritt aus dem Kalander zwischen 1,7 und 1,8 mm. Nach-

dem das einseitig beschichtete Gewebe die Walzen 30, 32 verlassen hat, wird auf die beschichtete Oberfläche des Gewebes eine mit Silikon behandelte Papierbahn 36 von der Rolle 38 aufgebracht, um das Elastomer daran zu hindern, bei Aufwickeln auf eine Rolle 40 an der nicht beschichteten Unterseite des Gewebes anzuhaften. Nach Aufwindung auf die Rolle 40 wird das überschüssige Material entfernt, um das einseitig beschichtete Gewebe für den nächsten Durchgang durch den Kalander geeignet zu machen.

Beim zweiten Durchgang durch den Kalander wird das einseitig beschichtete Gewebe 12 von der Roile 40 abgewickelt, wobei die Papierbahn 36 entfernt wird, und das einseitige beschichtete Gewebe wird wieder zwischen die Walzen 30, 32 mit seiner unbeschichteten Oberfläche nach oben hindurchgeführt. Eine zweite Elastomerschicht 16 wird auf die obere Oberfläche des Gewebes 12 aufgetragen, wobei das Elastomer in die öffnungen des Gewebes 12 eingedrückt wird, bis das Elastomer der zweiten Schicht 16 mit dem Elastomer der ersten Schicht 14 in Kontakt gelangt. Der Abstand zwischen der oberen Walze und der mittleren Walze ist wiederum so bemessen, daß die Stärke der zweiten Elastomer-Schicht ausreichend ist, um eine genügende Abdeckung zu bilden und das Gewebe so weit zu durchdringen, daß das Elastomer der zweiten Schicht 16 mit dem Elastomer der zweiten Schicht 14 in Kontakt kommt. Der Abstand der mittleren Walze 30 und der unteren Walze 32 ist so bemessen, daß die Stärke des beschichteten Gewebes nach der Aufbringung der zweiten Elastomer-Schicht zwischen 2,2 und 2,7 mm beträgt und damit eine für eine Ausdehnungsverbindung geeignete Stärke besitzt. Nach der Aufbringung der zweiten Elastomer-Schicht 16 durch den Kalander 26 wird überschüssiges Elastomer entfernt, und das beschichtete Gewebe wird durch einen Trog 42 gegeben, der mit Wasser gemahlenen Glimmer enthält. Der Glimmer schlägt sich auf beiden Oberflächen des beschichteten Gewebes nieder, um zu verhindern, daß das Elastomer an einer mit Gummi behandelten Leinwand 44 anhaftet, die anschließend zwischen die Windungen des beschichteten Gewebes beim Aufwickeln auf die Rolle 46 gegeben wird. Die mit Gummi behandelte Leinwand 44 wird unter Spannung gehalten, wenn sie zusammen mit dem beschichteten Gewebe 10 auf der Rolle 46 aufgewickelt wird. Durch diese Spannung wird das Elastomer der Schichten 14 und 16 zum Fließen gezwungen, um freie Bereiche des Gewebes auszufüllen, während es auf der Trommel 46 gehärtet wird. Die mit Gummi behandelte Leinwand besitzt auf ihrer Fläche ein texturiertes Gefüge, das während der Härtung auf das beiderseitig beschichtete Gewebe 10 übertragen wird.

Das beschichtete Gewebe 10 wird vorzugsweise vulkanisiert, indem es 5 Stunden lang mit Dampf behandelt wird, der unter Druck steht. Hierdurch wird eine teilweise Aushärtung des beschichteten Gewebes 10 bewirkt, so daß die vollständige Aushärtung erfolgt, wenn das beschichtete Gewebe im Einsatz ist.

Als Elastomer wird vorzugsweise ein Fluorelastomer verwendet. Das Gewebe besteht aus aromatischem Polyamid und Asbest oder aus Polyester und Asbest und besitzt eine Stärke von etwa 0,7 bis 0,9 mm. Das doppelseitig beschichtete Gewebe wiegt 3,6 bis 4,0 Kilo pro 0,8 m² und besitzt eine Stärke zwischen 2,2 und 2,7 mm. Auf Grund der Stärke des Gewebes 12 und der Stärke seiner Beschichtungen 14 und 16 besitzt das beschichtete Gewebe 10 einen hohen Widerstand gegen Durchlö-

cherung.

Da die Elastomer-Schichten 14 und 16 in das Gewebe 12 eindringen, wird eine Abtrennung der Schichten 14, 16 von dem Gewebe 12 während des Betriebes zuverlässig verhindert. Die Elastomer-Schichten 14 und 16 umschließen die Garne des Gewebes 12 fest und verhindern damit sowohl eine reibende Bewegung der einzelnen Garne gegeneinander als auch innerhalb der Garne.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   L Gegen hohe Temperaturen beständiger, flexibler Schichtkörper, bestehend aus einem weitmaschigen Gewebe aus Garnen aus einem aromatischen Polyamid bzw. Polyester und aus beiderseitig auf das Gewebe aufgebrachten, in den Maschenöffnungen miteinander vereinigten Elastomer-Schichten, dadurch gekennzeichnet, daß die Garne des Gewebes einen die Ablösung der Schichten bei auftretenden hohen Temperaturen unterbindenden Anteil aus Asbestgarnen aufweisen.
2. 2. Schichtkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die das Gewebe bildenden Garne aus einer Seele aus aromatischen Poiyunidgarnen bzw. Polyestergarnen (20), aus diese umschließenden Asbestgarnen (22) und aus einem oder mehreren, die Asbestgarne spiralförmig umschlingenden Garnen (24) aus einem aromatischen Polyamid bzw. Polyester bestehen.
3. 3. Schichtkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die"Asbestgarne eine in ihnen liegende, aus Baumwollfäden bestehende Verstärkung besitzen.