DE2727356A1

DE2727356A1 - Binderiemen

Info

Publication number: DE2727356A1
Application number: DE19772727356
Authority: DE
Inventors: Toshiharu Hirai; Shigeo Minekawa; Tadao Senoo; Mitsuhiro Takahashi
Original assignee: Ube Nitto Kasei Co Ltd
Current assignee: Ube Exsymo Co Ltd
Priority date: 1976-06-17
Filing date: 1977-06-16
Publication date: 1977-12-22
Also published as: US4130686A; AU507013B2; JPS607166Y2; NZ182243A; DE2727356C2; MX144881A; AU1857076A; CA1079173A; JPS52170878U; BR7703919A

Description

Dr. F. Zumstein sen. - Or. E. Αί=ε manr - Dr. R. Koenigsberger Dipl.-Phys. R. Holzbauer - Dipl.-lng. F. Klingseisen - Dr. F. Zumstein jun.

PATENTANWÄLTE 272/356

PA Dr. Zumil»In t «I. BrAuhausstrae· «, 8000 München

8 MÜNCHEN 2.

BRAUHAUSSTTIASSE 4 TELEFON: SAMMEL-NR. 225341 TELEGRAMME: ZUMPAT TELEX 529979

Case 007

UBE-NITTO KASEI CO., LTD., Tokyo/Japan Binderiemen Bssassssssa

Zusammenfassend betrifft die Erfindung einen Binderiemen bzw. Bindeband, das einen bandförmigen Kern mit kontinuierlichen Verstärkungsfasern in Kombination mit einem wärmehärtbaren Harz und eine Außenschicht eines thermoplastischen Harzes, das den bandförmigen Kern bedeckt, enthält, wobei die thermoplastischen und wärmehärtbaren Harze jeweils polymere Einheiten besitzen, die sich von dem gleichen Monomeren ableiten.

Ein derartiger Binderiemen wird für Bindematerialien verwendet.

In weitem Umfang wird fUr Bindematerialien ein Binderiemen aus Polypropylen verwendet. Jedoch sind in einem derartigen Binderiemen aufgrund der Eigenschaften des Polypropylens die Dehnung und das Kriechen desselben ziemlich hoch. Demgemäß 1st ein Binderiemen aus Polypropylen nicht geeignet zum Binden schwerer Materialien, die dazu neigen in Stücke zu brechen wie Baumholz,

Aus diesem Grunde wird einzig und allein ein Stahlband verwendet, um schwere Materialien zu binden. Das Stahlband besitzt ausgezeichnete Eigenschaften wie eine hohe Zugfestigkeit, niedrige Dehnung und niedriges Kriechen. Jedoch besitzt das Stahlband Nachteile wie diejenigen, daß ein spezieller Verschluß erforderlich ist, um die beiden Bandenden zu verbinden,und daß der Stahl rosten kann und die Schnittkanten desselben scharf und gefährlich sind.

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Zusätzlich zu den vorstehenden Nachteilen ist das Stahlband relativ schwer und schwierig zu färben.

Demgemäß ist es Ziel der Erfindung, einen Binderiemen zur Verfügung zu stellen, der die vorstehenden Nachteile des Polypropylenbands und des Stahlbands behebt.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, einen Binderiemen zur Verfügung zu stellen, der eine hohe Zugfestigkeit, eine niedrige Dehnung und niedriges Kriechen besitzt.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, einen Binderiemen zur Verfügung zu stellen, der leicht und fest an seinen beiden Enden verbunden werden kann.

Erfindungsgemäß wird ein Binderiemen geschaffen, der einen bandförmigen Kern mit kontinuierlichen Verstärkungsfasern gemeinsam mit einem wärmehärtbaren Harz und eine Außenschicht eines thermoplastischen Harzes, die diesen bandförmigen Kern bedeckt, besitzt, wobei das thermoplastische Harz und das wärmehärtbare Harz jeweils polymere Einheiten besitzen, die sich von dem gleichen Monomeren ableiten.

Vorzugsweise wird das wärmehärtbare Harz durch Quervernetzung eines ungesättigten Polyesterharzes mit Styrol gebildet und das thermoplastische Harz ist ausgewählt unter den Harzen, die sich vom Styrol ableitende Einheiten besitzen.

Die bevorzugten thermoplastischen Harze können Acrylnitril-Butadien-Styrol-Mischpolymerisate oder Acrylnitril-Styrol-Mischpolymerisate sein.

Weitere Ziele und Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung hervor, die einen Ausschnitt einer perspektivischen Ansicht darstellt und einen Teil des Binderiemens gemäß der Erfindung veranschaulicht.

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Der vorliegende Binderiemen umfaßt einen dünnen bandförmigen Kern 1, in dem die Verstärkungsfasern mit einem wärmehärtbaren Harz kombiniert sind. Bevorzugte Verstärkungsfasern sind Glasfasern Im Hinblick auf ihre ausgezeichneten physikalischen Eigenschaften und ihre Wirtschaftlichkeit. Jedoch können andere organische Verstärkungsfasern mit einer hohen Zugfestigkeit wie Polyamidfasern, Polyesterfasern, Vinylonfasern^ramidfasern oder Viskose-Rayon verwendet werden.

Der bandförmige Kern 1 wird mit einer dünnen Schicht 2 eines thermoplastischen Harzes bedeckt, wodurch der vorliegende Binderiemen entsteht.

Erfindungsgemäß sind sowohl die wärmehärtbaren als auch thermoplastischen Harze derart ausgewählt, daß sie eine chemische Affinität im Hinblick aufeinander besitzen derart, daß die beiden Harze fest oder integrierend miteinander an der dazwischenliegenden Grenzfläche kombiniert werden können. In einem praktischen Beispiel, bei dem eine derartige chemische Affinität vorliegt, besitzen die wärmehärtbaren und thermoplastischen Harze polymere Einheiten, die sich von dem gleichen Monomeren ableiten.

Das bevorzugte wärmehärtbare Harz ist ein ungesättigtes Polyesterharz, das Styrol als Vinylmonomeres enthält. Jedoch kann das hierin enthaltene Vinylmonomere Vinylacetat, Diallylphthalat oder eine Mischung hiervon sein. Die Konzentration des Monomeren in dem ungesättigten Polyesterharz beträgt vorzugsweise 20 bis 50 %.

Das bevorzugte thermoplastische Harz ist ein Styrolpolymeres wie ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol-Mischpolymerisat) oder AS (Acrylnitril-Styrol-Mischpolymerisat).

Um die wärmehärtbaren und thermoplastischen Harze fest zu kombinieren oder zu binden, ist es bevorzugt, ein funktionelles Vinylmonomeres wie Methacrylat oder Glycidylmethacrylat zu

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dem ungesättigten Polyesterharz zuzufügen.

Es wird nun Bezug genommen auf eine der Methoden, mit Hilfe derer der vorliegende Binderiemen hergestellt werden kann,, wobei ein ungesättigter Polyester als wärmehärtbares Harz und ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol-Mischpolymerisat) als wärmehärtbares Harz verwendet werden, von denen beide polymere Einheiten enthalten, die sich von dem Styrolmonomeren ableiten, wodurch sie eine chemische Affinität zueinander besitzen.

Als erstes werden kontinuierlich sechs Glasvorgespinste jeweils mit einem Gewicht von 1,1 g/m von Spulen gezogen und im wesentlichen parallel zueinander mit Hilfe von Führungsvorrichtungen unter im wesentlichen gleicher Spannung angeordnet. Diese Glasvorgespinste werden dann in ein Bad geleitet, das 100 Teile ungesättigtes Polyesterharz mit 30 bis 40 % Styrolmonomeren, 4 Teile Benzoylperoxid als Härtungskatalysator, der bei hoher Temperatur aktiviert wird und einige wenige Teile Additive wie Calciumcarbonat oder Aerosir^ enthält. Die Harz-imprägnierten Glasvorgespinste werden dann durch eine Reihe von Formmatrizen geleitet, wodurch sie in ein dünnes schmales Band mit einer Dicke von 0,4 bis 0,5 mm und einer Breite von 12 bis 14 mm geformt werden, wobei überflüssiges Harz entfernt wird, wenn sie durch die Matrizen gelangen. Diese geformten Harz-imprägnierten Glasvorgespinste werden dann in eine Extrusionsmatrize bzw. -form gebracht. Wenn die Glasvorgespinste die Extrusionsform verlassen, wird geschmolzenes ABS-Harz hieraus rund um die Glasvorgespinste extrudiert, um die letzteren mit einer Dicke von 0,2 bis 0,3 mm zu umgeben. Hiernach werden die Harz-imprägnierten Glasvorgespinste, die mit ABS-Harz bedeckt sind, in ein gekühltes Wasserbad geführt, in dem mit Hilfe von Stangen oder Walzen von dem oberen Ende und dem Boden der ABS-Harzumhüllung ein Druck aufgebracht wird, um fest die ABS-Harzumhüllung mit den Harz-imprägnierten Glasvorgespinsten zu verbinden, wobei ein kontinuierliches bandförmiges Halb- bzw. Vorprodukt mit einer Dicke von 0,8 bis 1,1 mm und einer Breite von 14 bis 20 mm gebildet wird. Die ABS-Harzumhüllung des Halbprodukts wird in dem gekühlten Wasserbad verfestigt, während das ungesättigte Polyesterharz hierin

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noch ungehärtet bleibt. Das ungesättigte Polyesterharz wird dann gehärtet« indem man das Halbprodukt durch ein Heißwasserbad leitet, oder indem man Wärme mit irgendeiner anderen Wärmevorrichtung aufbringt.

Bei der vorstehenden Ausführungsform werden,da das ungesättigte Polyesterharz und das ABS-Harz sich von dem Styrolmonomeren ableitende polymere Einheiten besitzen, wenn das geschmolzene ABS rund um die mit dem ungesättigten Polyesterharz imprägnierten Glasfasern aufgebracht wird, beide Harze fest und integrierend miteinander durch chemische Affinität infolge des Styrols verbunden.

Die gleichen Wirlcungen werden auch erhalten, wenn AS (Acrylnitril-Styrol-Mischpolymerisat) oder andere Polystyrolharze mit hoher Schlagfestigkeit (durability against impact) anstelle des ABS-Harzes verwendet werden, da das AS-Harz und andere Polystyrolharze Jeweils Styrolmonomeres enthalten.

Um Materialien wie Pakete bzw. Packungen unter Verwendung des vorliegenden Bandes zu binden oder zu befestigen, werden nach dem Umwickeln des vorliegenden Bandes um die Packungen die beiden Enden des Bandes teilweise Übereinander gelegt und auf die übereinander gelegten Enden unter Druck Wärme aufgebracht, wodurch das thermoplastische Harz, das die äußeren Schichten der übereinander gelegten Bandenden bildet, teilweise durch die Wärme geschmolzen wird und dann fest oder integrierend miteinander beim Kühlen nach dem Erhitzen verbunden wird.

Das vorliegende Band wurde Tests unterzogen,um die Eigenschaften mit denjenigen eines Polypropylen-Hochlelstungsbandes und eines Stahlbandes zu vergleichen. Das vorliegende Band umfaßte Glasfasern als Verstärkungsmittel, ungesättigtes Polyesterharz als wärmehärtbares Harz und ABS-Harz als thermoplastische Harzumhüllung und wurde gemäß dem vorstehenden Verfahren gebildet.

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Das Band wurde in einer Breite von 15 mm und mit einer Dicke von 0,8 mm hergestellt, wobei der bandförmige Kern in einer Breite von 12 mm und in einer Dicke von 0,5 mm hergestellt wurde. In den Tests bezüglich der Bindefestigkeit in der nachfolgenden Tabelle wurden das vorliegende Band und das Polypropylenband Jeweils an ihren beiden Enden wärmeverschweißt, während das Stahlband an seinen beiden Enden mit Hilfe eines In weitem Umfang verwendeten Metallverschlusses verbunden wurde. In den Schlagfestigkeitstests wurden sechs Binderiemen um eine Bündelpackung von synthetischen Stapelfasern von I50 kg gewunden und die Bündelpackung wurde von einem Lift 5 m in die Höhe gehoben. Die Zahlen in dem Schlagfestigkeitstest bedeuten die Anzahl der durch das Anheben der Packungen gebrochenen Bänder.

Testergebnisse

	erfindungs gemäßes Rand	" Stahl band	Polypropylen band
Breite (mm) ■ ■ -	15 (12. Kern).?	19	19
Dicke (mm)	0,8 (0,5 Kern)	0,5	0,98
Zugfestigkeit (kg)	700 :··	650	460
Bindefestigkeit (kg)	600	600	320
Schlagfestigkeit - (gebrochene Bänder/ angehobene Packungen)*	0/4 ...	5/2	6/2

Die Bindefestigkeit des Bands konnte bis auf 65O kg erhöht werden,indem man 3 Teile eines funktionellen Vinylmonomeren wie Methacrylat zu dem ungehärteten wärmehärtbaren Harz der in der AusfUhrungsform vorstehend angegebenen Zusammensetzung zufügte.

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Obgleich es bevorzugt ist,beide Enden des Bandes durch Wärmeschweißen zu verbinden, können diese Bandenden auch durch einen Klebstoff miteinander verbunden werden. In dem Bindetest betrug bei einer Verwendung eines Klebstoffs vom Nicht-Lösungsmltteltyp wie denaturiertes Acryl oder Cyanoacrylat aum Binden der beiden Enden des Bandes die Bindefestigkeit ca. 600 kg, was im wesentlichen derjenigen entsprach, die durch Wärmeschweißen erhalten wurde.

In einem anderen Test wurde auch festgestellt, daß, wenn die thermoplastische Harzumhüllung des Bandes aus Polypropylen oder Polyäthylen anstelle des vorliegenden ABS- oder AS-Harzes gemäß der vorstehenden Ausführungsform hergestellt wurde, die Bindefestigkeit des Bandes ca. 50 kg betrug, was zu niedrig ist, um eine praktische Anwendung zu finden. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, daß Polypropylen oder Polyäthylen keine polymeren Einheiten besitzen, die sich von Styrolmonomeren ableiten,und daß sie infolgedessen keine chemische Affinität gegenüber dem ungesättigten Polyester in dem wärmehärtbaren Harz besitzen.

Wie aus den vorstehenden Testergebnissen und der vorstehenden Beschreibung hervorgeht,' führt gemäß dem vorliegenden Band der bandförmige Kern mit den kontinuierlichen Verstärkungsfasern in Kombination mit dem wärmehärtbaren Harz zu einer hohen Zugfestigkeit und zu geringen Kriecheigenschaften des Bandes, während die Umhüllung aus dem thermoplastischen Harz es leicht und zuverlässig macht, die beiden Enden des Bandes fest und integrierend durch Anwendung von Wärme unter Druck zu kombinieren. Auch ist der bandförmige Kern integrierend mit der Schicht des thermoplastischen Harzes an ihren Grenzflächen aufgrund der chemischen Affinität des thermoplastischen Harzes gegenüber dem wärmehärtbaren Harz verbunden, wodurch sowohl der bandförmige Kern als auch die Umhüllung dazu beitragen, dem Band eine hohe Zugfestigkeit und hohe Bindefestigkeit zu verleihen. Dies bedeutet, daß die Zugfestigkeit und die Bindefestigkeit des vorliegenden Bandes im wesentlichen gleich oder

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etwas höher sind als diejenigen eines Stahlbandes und merklich höher sind als diejenigen eines Polypropylenbandes. Weiterhin sind die Verstärkungsfasern wie Glasfasern in dem bandförmigen Kern mit thermoplastischem Harz umhüllt derart, daß die Verstärkungsfasern nicht aus dem Band heraustreten können, um die Pinger eines Arbeiters, der dieses Band verwendet, zu zerschneiden, weshalb das Bindeverfahren erleichtert ist.

Wie im Fall des Binderiemens,der den vorstehenden Tests unterzogen wurde, erhält, wenn das wärmehärtbare Harz ein ungesättigter Polyester und das thermoplastische Harz ABS ist, das Band eine hohe Schlagfestigkeit. Ebenso wird fast die gleiche Festigkeit des Bandes erhalten, wenn AS oder andere Polystyrolharze mit hoher Schlagfestigkeit als thermoplastisches Harz verwendet werden.

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Claims

Patentansprüche .

/ 1.j Bindeband bzw. -riemen, der einen bandförmigen Kern mit ^-kontinuierlichen Verstärkungsfasern, kombiniert mit einem wärmehärtbaren Harz und eine Außenschicht aus einem thermoplastischen Harz, die diesen bandförmigen Kern umhüllt, enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Harz (2) und das wärmehärtbare Harz jeweils sich von dem gleichen Monomeren ableitende polymere Einheiten aufweisen.
2.) Binderiemen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmehärtbare Harz durch Quervernetzung eines ungesättigten Polyesterharzes mit Styrol gebildet wird, und daß das thermoplastische Harz (2) ausgewählt ist unter Harzen, die sich von Styrol ableitende Einheiten enthalten.
2.) Binderiemen gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der bandförmige Kern (1) eine Dicke von ca. 0,4 bis 0,5 mm und eine Breite von 12 bis 14 mm besitzt, und daß die Außenschicht (2) aus dem thermoplastischen Harz eine Dicke von ca. 0,2 bis 0,3 mm aufweist.
4.) Binderiemen gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsfasern verschiedene kontinuierliche Glasvorgespinste sind, die parallel zueinander angeordnet sind.
5.) Binderiemen gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmehärtbare Harz (2) funktionelles Vinylmonomeres enthält.
6.) Binderiemen gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Harz (2) ein • Acrylnitril-Butadien-Styrol-Mischpolymerisat ist.

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ORIGINAL INSPECTED
7·) Binderiemen gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Harz (2) ein Acrylnitril-Styrol-Mischpolymerisat ist.
8.) Binderiemen gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß das funktionelle Vinylmonomere ausgewählt ist unter Methacrylat und Glycidylmethacrylat.

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