DE69908208T2 - Seil für Gummiverstärkung und Materialien welche dafür gebraucht werden - Google Patents

Seil für Gummiverstärkung und Materialien welche dafür gebraucht werden Download PDF

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Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schnur zur Verstärkung eines Kautschuks, die zur Verstärkung eines Mischkautschuks eines hydrierten Acrylonitril-Butadien-Kautschuks (hiernach bezeichnet als „H-NBR") mit ausgezeichneter Biegerißfestigkeit und Wärmefestigkeit und eines hydrierten Acrylonitril-Butadien-Kautschuks mit darin dispergiertem Zinkmethacrylat (hiernach bezeichnet als „H-NBR/ZDMA") verwendet wird.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Im allgemeinen wird es weit verbreitet durchgeführt, Glasfasern, chemische Fasern oder ähnliches als verstärkende Fasern in einen Kautschuk einzubetten, um die Stärke und Haltbarkeit von Kautschukprodukten, wie z. B. Kautschukgurten oder Kautschukreifen, zu verbessern.
  • Die verstärkenden Fasern weisen jedoch selbst eine schlechte Kompatibilität mit Kautschuk auf, was zu schlechten Hafteigenschaften mit den Kautschuks führt. Daher haften die verstärkenden Fasern und die Kautschuks nicht, wenn die verstärkenden Fasern in die Kautschuks eingebettet werden, ohne dass ihre Oberfläche behandelt wird, oder ihre Haftkraft ist schwach, so dass sie sich während der Verwendung einfach voneinander trennen. In einem solchen Zustand können die Verstärkungsfasern die benötigte Leistung als Verstärkungsmaterial für Kautschukprodukte nicht erfüllen. Aus dem obigen Grund wird es allgemein und weit verbreitet durchgeführt, wenn verschiedene Verstärkungsfasern in Kautschukprodukten verwendet werden, auf der Oberfläche der Verstärkungsfasern eine Beschichtung zu bilden, die eine Kompatibilität mit einem verwendeten Kautschuk verbessert und daher die Hafteigenschaft daran erhöht.
  • Die JP-A-63-270877 (die Bezeichnung „JP-A", wie hier verwendet, bedeutet eine ungeprüfte und veröffentlichte japanische Patentanmeldung) offenbart z. B. eine Glasfaserschnur mit einer Beschichtung, die durch Beschichtung eines Mischbehandlungsmaterials aus einem Resorcin/Formalinkondensat und einem H-NBR-Latex auf Glasfasern sowie Trocknen und Härten derselben gebildet wird. Weiterhin schlägt die JP-B-5-71710 (die Bezeichnung „JP-B", wie hier verwendet, bedeutet eine geprüfte und veröffentlichte japanische Patentveröffentlichung) eine Faser zur Verstärkung eines Kautschuks vor, die weiterhin eine zweite Schicht aufweist, gebildet durch Beschichtung eines halogenhaltigen Polymers und eines Isocyanats auf der oben beschriebenen Beschichtung des Mischbehandlungsmaterials und eine dritte Schicht, enthaltend denselben Kautschuk wie einen Matrixkautschuk, gebildet auf der zweiten Schicht. Die erstere kann jedoch keine ausreichende Haftstärke mit einem Mischkautschuk aus H-NBR und H-NBR/ZDMA erreichen, und die letztere benötigt die Beschichtung einer dritten Schicht, so dass die Produktionsstufen kompliziert sind und sich die Produktionskosten erhöhen.
  • Die US 4,818,601 betrifft einen zusammengesetzten Kautschuk-Schnurkörper, umfassend Faserschnüre, die mit einer Epoxyverbindung behandelt sind und weiterhin mit einem Haftstoff, bestehend aus Resorcin, Formaldehyd und einem Kautschuklatex, wobei die Faserschnüre in einer Kautschukzusammensetzung eingebettet sind, enthaltend eine Bismaleimidverbindung und Schwefel für die Verstärkung der Kautschukzusammensetzung. Gemäß einer spezifischen Ausführungsform betrifft die US 4,818,609 Fasern, die direkt mit einem Resorcin-Formaldehydkondensat beschichtet sind und die darauffolgend verwendet werden, um eine Kautschukzusammensetzung, umfassend Bismaleimidverbindungen und Schwefel, zu verstärken.
  • Wie oben beschrieben, wird es allgemein und weit verbreitet durchgeführt, eine Beschichtung auf der Oberfläche von Verstärkungsfasern zu bilden, um die Hafteigenschaften zwischen den verwendeten Kautschuks und den Verstärkungsfasern zu verbessern. Es gibt jedoch eine Vielzahl von unterschiedlichen in letzter Zeit verwendeten Kautschukarten sowie Verstärkungsfasern und wenn die Arten der Kautschuks und der verwendeten Verstärkungsfasern variieren, variiert natürlich die Art der Beschichtung für die Verbesserung der Hafteigenschaft entsprechend.
  • In den letzten Jahren werden H-NBR/ZDMA-Kautschuks in unterschiedlichen Gebieten eingesetzt. Ein Kautschuk, erhalten durch Vermischung eines H-NBR/ZDMA-Kautschuks mit einem H-NBR-Kautschuk weist eine hohe Wärmefestigkeit im Vergleich mit dem konventionell verwendeten H-NBR-Kautschuk auf. Daher kann ein solcher Mischkautschuk in Gebieten verwendet werden, auf denen konventionelle Kautschuks nicht verwendet wurden oder kann als Hochleistungsersatz für konventionelle Kautschuks verwendet werden.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Als Ergebnis intensiver Untersuchungen, um die oben beschriebenen Probleme im Stand der Technik zu überwinden, wurde festgestellt, dass die Hafteigenschaft zwischen einem Kautschuk, umfassend H-NBR und H-NBR/ZDMA und einer Verstärkungsschnur deutlich verbessert werden kann, indem ein Behandlungsmaterial für eine Beschichtung verwendet wird, umfassend eine Kautschukverbindung, ein Vulkanisierungsmittel und ein Mitglied, gewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Silankupplungsmittel, einem Vulkanisierungshilfsmittel vom Maleimidtyp und einem Vulkanisierungshilfsmittel vom Dimethacrylattyp, als äußerste Schicht einer Verstärkungsschnur, d. h. als zweite Beschichtung der vorliegenden Erfindung.
  • Dementsprechend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verstärkungsschnur mit einer erhöhten Hafteigenschaft mit Kautschuks bereitzustellen, wobei Verstärkungsfasern in Kautschuks, umfassend H-NBR und H-NBR/ZDMA verwendet werden.
  • Um die obige Aufgabe zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung eine Schnur zur Verstärkung eines Kautschuks bereit, die Folgendes umfasst:
    eine Faser zur Verstärkung eines Kautschuks,
    eine erste Beschichtung, gebildet auf der Oberfläche der Faser durch Beschichtung eines Behandlungsmaterials, umfassend ein Resorcin/Formalinkondensat und ein Kautschukgummi auf ihrer Oberfläche und Trocknen und Härten der resultierenden Beschichtung, und
    eine zweite Beschichtung, gebildet auf der Oberfläche der ersten Beschichtung durch Beschichtung eines anderen Behandlungsmaterials auf ihrer Oberfläche und Trocknen und Härten der resultierenden Beschichtung, wobei das andere Behandlungsmaterial zur Bildung der zweiten Beschichtung ein Mischkautschuk eines hydrierten Acrylonitril-Butadien-Kautschuks und eines hydrierten Acrylonitril-Butadien-Kautschuks, der darin dispergiert Zinkmethacrylat aufweist, sowie ein Vulkanisierungsmittel und ein Mitglied, gewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Silankupplungsmittel, einem Vulkanisierungshilfsmittel vom Maleimidtyp und einem Vulkanisierungshilfsmittel zum Dimethacrylattyp umfasst.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung wird im Detail unten beschrieben.
  • Die Faser zur Verstärkung eines Kautschuks, wie verwendet in der vorliegenden Erfindung, ist nicht begrenzt. Beispiele für die Fasern beinhalten Glasfasern, Polyvinylalkoholfasern, wie z. B. Vinylonfasern; Polyesterfasern; Polyamidfasern, wie z. B. Nylon oder Aramid (aromatische Polyamide); Kohlefasern und Polyparaphenylenbenzoxazolfasern. Von diesen werden vorzugsweise Glasfasern und Aramidfasern verwendet. Die Art der Glasfaser ist nicht besonders begrenzt und Beispiele hierfür beinhalten nicht alkalische Glasfasern und besonders starke Glasfasern. Weiterhin ist der Filamentdurchmesser der Glasfaser nicht besonders begrenzt, jedoch werden allgemein Glasfasern mit einem Filamentdurchmesser von 5 bis 13 μm verwendet. Weiterhin werden allgemein Aramidfasern mit 500 bis 5000 Denier verwendet. Beispiele für die Form dieser Fasern beinhalten Stapel, Filament, Schnur, Seil und gewebeartige.
  • Beispiele für das Kautschuklatex zur Bildung der ersten Beschichtung, wie verwendet in der vorliegenden Erfindung, beinhalten vorzugsweise ein Butadien-Styrol-Copolymerlatex, dicarboxyliertes Butadien-Styrol-Copolymerlatex, Vinylpyridin-Butadien-Styrol-Terpolymerlatex, Chloroprenlatex, Butadienkautschuklatex, chlorsulfoniertes Polyethylenlatex, Acrylonitril-Butadien-Copolymerlatex und Nitrilgruppen-haltiges hochgesättigtes Copolymerlatex.
  • Die Kautschukmatrix ist vorzugsweise ein Mischkautschuk aus H-NBR und H-NBR/ZDMA, d. h. dasselbe Material, das als Kautschukverbindung für die zweite Beschichtung verwendet wird.
  • Das Gewichtsverhältnis von H-NBR und H-NBR/ZDMA, das gelöst werden soll, beträgt vorzugsweise H-NBR/(H-NBR/ZDMA) = 45-80/55-20. Wenn der Anteil an H-NBR/ZDMA gering ist, kann eine ausreichende Haftstärke nicht erhalten werden. Andererseits, wenn der Anteil groß ist, wird die erhaltene Schnur hart und die Biegeermüdung verschlechtert sich.
  • Es ist notwendig, dass H-NBR einen Jodwert von 120 oder weniger aufweist, und zwar im Hinblick auf die Filmstärke des Kautschuks und die Hafteigenschaften mit dem Matrixkautschuk. Der Jodwert beträgt vorzugsweise 0 bis 100. ZETPOL (Marke, ein Produkt von Nippon Zeon Co.) wird vorzugsweise als solcher Kautschuk verwendet. Der in der vorliegenden Erfindung verwendete Jodwert ist ein Wert, der gemäß JIS K0070 bestimmt wird.
  • ZSC (Marke, ein Produkt von Nippon Zeon Co.), erhalten durch Dispersion von Zinkpolymethacrylat in dem obigen ZETPOL, wird vorzugsweise als für die vorliegende Erfindung beabsichtigtes H-NBR/ZDMA verwendet.
  • Beispiele für ein Lösungsmittel, das verwendet wird, um Kautschuks zu lösen, beinhalten aromatische Kohlenwasserstoffe, wie z. B. Toluol oder Xylol; halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie z. B. Trichlorethylen; Methylethylketon (hiernach bezeichnet als „MEK") und Ethylacetat. Wenn ein Zumischungskautschuk, wie das oben beschriebene H-NBR verwendet wird, wird allgemein MEK als Lösungsmittel verwendet.
  • Beispiele für das Vulkanisierungsmittel, das in dem Behandlungsmaterial zur Bildung der zweiten Beschichtung enthalten ist, beinhalten Schwefel; organische Peroxide, wie z. B. Dicumylperoxid oder 1,3-Bis (t-butylperoxyisopropyl)benzol und aromatische Nitrosoverbindungen, wie z. B. p-dinitrosonaphthalin oder p-Nitrosobenzol. In vielen Fällen werden viele dieser Verbindungen vorher in die Kautschukmischung eingemischt. Daher werden diese Verbindungen zugefügt, wenn sie besonders benötigt werden.
  • Das in dem Behandlungsmaterial zur Bildung der zweiten Beschichtung verwendete Silankupplungsmittel ist nicht besonders begrenzt. Beispiele für das Silankupplungsmittel, die verwendet werden können, beinhalten Vinyltris(β-methoxy ethoxy)silan, Vinyltrichlorsilan, Vinyltrimethoxysilan, Vinyltriethoxysilan, γ-Glycidoxypropyltrimethoxysilan, γ-Glycidoxypropyltriethoxysilan, γ-Methacryloxypropyltrimethoxysilan, γ-Methacyloxypropyltriethoxysilan, N-β-(Aminoethyl)-γ-aminopropyltrimethoxysilan, N-β-Aminoethyl)-γaminopropyltriethoxysilan, γ-Aminopropyltrimethoxysilan, γ-Aminopropyltriethoxysilan, N-Phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilan und γ-Mercaptopropyltrimethoxysilan. Von diesen wird Vinytris(β-methoxyethoxy)silan vorzugsweise für eine Verbesserung der Hafteigenschaft verwendet.
  • Das für die Bildung der zweiten Beschichtung verwendete Vulkanisierungshilfsmittel vom Maleimidtyp ist nicht besonders begrenzt. Beispiele für das Vulkanisierungshilfsmittel vom Maleimidtyp beinhalten Maleimid, Phenylmaleimid und N,N-m-Phenylendimaleimid. Von diesen wird N,N-m-Phenylendimaleimid vorzugsweise für die Verbesserung der Hafteigenschaft verwendet.
  • Das für die Bildung der zweiten Beschichtung verwendete Vulkanisierungshilfsmittel vom Dimethacrylattyp ist nicht besonders begrenzt. Beispiele für das Vulkanisierungshilfsmittel vom Dimethacrylattyp beinhalten Ethylenglykoldimethacrylat, Diethylenglykoldimethacrylat, Triethylenglykoldimethacrylat, Polyethylenglykoldimethacrylat, 1,3-Butylenglykoldimeth-acrylat, 1,6-Hexandioldimethacrylat, Neopentylglykoldimeth-acrylat, Polypropylenglykoldimethacrylat, 2-Hydroxy-1,3-dimethacryloxypropan, 2,2-Bis(4-(methacryloxy·diethoxy)phenyl)propan und 2,2-Bis(4-(methacryloxy·polyethoxy)phenyl)propan. Von diesen werden 1,3-Butylenglykoldimethacrylat, 2-Hydroxy-1,3-dimethacryloxypropan und 2,2-Bis(4-(methacryloxy·diethoxy)phenyl)propan vorzugsweise für die Verbesserung der Hafteigenschaft verwendet. Von diesen werden 1,3-Butylenglykoldimethacrylat und 2,2-Bis(4-(methacryloxy·diethoxy)phenyl)propan vorzugsweise für die Verbesserung der Hafteigenschaft verwendet.
  • Das Behandlungsmaterial zur Bildung der zweiten Beschichtung umfasst:
    100 Gewichtsteile der Kautschukverbindung,
    0,1 bis 10 Gewichtsteile und vorzugsweise 0,1 bis 6 Gewichtsteile des Vulkanisierungsmittels, und
    1 bis 150 Gewichtsteile und vorzugsweise 30 bis 80 Gewichtsteile von einem Mitglied, gewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Silankupplungsmittel, einem Vulkanisierungshilfsmittel vom Maleimidtyp und einem Vulkanisierungshilfsmittel vom Dimethacrylattyp.
  • Falls erforderlich und notwendig, kann das Behandlungsmaterial zur Bildung der zweiten Beschichtung der vorliegenden Erfindung weiterhin anorganische Füllstoffe (wie z. B. Ruß), Weichmacher, Antioxidantien und Vernetzungshilfsmittel enthalten.
  • Das Behandlungsmaterial zur Bildung der zweiten Beschichtung der vorliegenden Erfindung wird in Form von 3 bis 25 Gew.-% und vorzugsweise 5 bis 15 Gew.-% Lösung oder Dispersion im Hinblick auf den Feststoffgehalt hergestellt.
  • Ein Verfahren zur Bildung der zweiten Beschichtung ist nicht besonders begrenzt. Im allgemeinen wird eine einen Kautschuk verstärkende Faser mit einer darauf gebildeten ersten Beschichtung in einen Lösungsmitteltank getaucht, der mit dem Behandlungsmaterial zur Bildung der zweiten Beschichtung gefüllt ist, wieder aus dem Tank genommen und dann durch einen Trockenofen geführt, wodurch eine zweite Beschichtung gebildet wird. Die Trocknungsbedingungen sind nicht begrenzt, jedoch wird das Trocknen im allgemeinen bei 80 bis 160°C für 0,1 bis 1 min durchgeführt. Das Aufnahmegewicht des Behandlungsmaterials beträgt 1 bis 10% und vorzugsweise 3 bis 7%.
  • Die vorliegende Erfindung wird im Detail im Hinblick auf die folgenden Beispiele beschrieben, jedoch sollte die Erfindung nicht als darauf begrenzt angesehen werden.
  • BEISPIEL 1
  • Drei Glasfasern (E-Glas; ein Bündel aus 200 Glasfilamenten jeweils mit einem Durchmesser von 9 μm) wurden angeordnet und mit einem Behandlungsmaterial zur Bildung einer ersten Beschichtung beschichtet, die die in Tabelle 1 unten dargestellten Zusammensetzungen aufwiesen und zwar gemäß einem konventionellen Verfahren. TABELLE 1
    Zusammensetzung Menge (Gewichtsteile)
    Vinylpyridinlatex (Feststoffgehalt: 40 Gew.-%) 45
    chlorsulfoniertes Polyethylenlatex (Feststoffgehalt: 40 Gew.-%) 20
    Resorcin/Formalinkondensat (Feststoffgehalt: 8 Gew.-%) (Resorcin/Formalin = 1/1,3 molares Verhältnis) 30
    25%iger wässriger Ammoniak 1
    Wasser 4
  • Drei Glasfasern, die jeweils eine darauf gebildete erste Beschichtung aufwiesen, wurden einem primären Verdrehen mit 8 Verdrehungen pro 10 cm unterzogen. 11 von solchen verdrehten Fasern wurden angeordnet und einem sekundären Verdrehen mit 8 Verdrehungen pro 10 cm unterzogen. Das resultierende verdrehte Bündel wurde mit einem Behandlungsmaterial zur Bildung einer zweiten Beschichtung beschichtet, die die in Tabelle 2 unten dargestellten Zusammensetzungen aufwies, und zwar in konventioneller Weise, und die Beschichtung wurde getrocknet und gehärtet, um eine Glasfaserschnur zu erhalten. TABELLE 2
    Zusammensetzung Menge (Gewichtsteile)
    Kautschukzusammensetzung 100
    Toluol 416
    Methylethylketon) 180
    Vinyltris(β-methoxyethoxy)silan 50
  • Die Menge der zweiten Beschichtung betrug 5 Gew.-%, basierend auf dem Gewicht der Glasfaserschnur.
  • Die Zusammensetzungen der obigen Kautschukzusammensetzung sind in Tabelle 3 unten angegeben. TABELLE 3
    Kautschukzusammensetzung Menge (Gewichtsteile)
    ZETPOL 2020 (*1) 70
    ZSC 2000L (*2) 30
    ZnO 10
    Stearinsäure 1
    Ruß 30
    TOTM (Trioctyltrimellitat) 5
    Schwefel 0,1
    1,3-Bis-(t-butylperoxy-isopropyl)-benzol 6
  • Um die Hafteigenschaft zwischen dem Mischkautschuk aus H-NBR und H-NBR/ZMDA und der obigen Schnur zur Verstärkung eines Kautschuks zu überprüfen, wurde die Schnur auf einem Teststück (25 mm Breite, 50 mm Länge, 5 mm Dicke) mit den in Tabelle 3 oben dargestellten Zusammensetzungen entlang der langen Seiten des Teststücks angeordnet, und die Anordnung wurde 30 min auf 160°C erwärmt, um die Schnur an das Teststück anzuhaften.
  • Das Teststück wurde nach der Wärmeadhäsion auf einem Zugkraftstester angeordnet und in Faserrichtung zur Messung seiner Stärke gezogen. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 5 unten dargestellt.
  • BEISPIEL 2
  • Eine Aramidfaser (TECHNORA T202; 1500 Denier, ein Produkt von Teijin Co.) wurde mit demselben Behandlungsmaterial zur Bildung einer ersten Beschichtung, das in Beispiel 1 auch verwendet wurde, beschichtet und dann für 1 min auf 250°C erwärmt. Das Aufnahmegewicht des Behandlungsmaterials wurde auf 12% im Hinblick auf den Feststoffgehalt eingestellt. Zwei so behandelte Aramidfasern wurden kombiniert und wurden einem primären Verdrehen mit 3,1 Verdrehungen pro inch unterzogen, um eine Aramidfaserschnur zu erhalten. Die so erhaltene Aramidfaserschnur wurde weiter unter Verwendung desselben Behandlungsmaterials zur Bildung einer zweiten Beschichtung wie verwendet in Beispiel 1 behandelt. Die Menge der zweiten Beschichtung betrug 10 Gew.-% basierend auf dem Gewicht der Aramidfaserschnur. Die Hafteigenschaft wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 überprüft.
  • VERGLEICHSBEISPIEL 1
  • Es wurde den Vorschriften gemäß Beispiel 1 gefolgt, außer dass ein Behandlungsmaterial mit den in Tabelle 4 unten dargestellten Zusammensetzungen anstelle des Behandlungsmaterials des Beispiels 1 zur Bildung einer zweiten Beschichtung verwendet wurde. Weiterhin wurde die Bewertung unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 durchgeführt. TABELLE 4
    Zusammensetzungen des Behandlungsmittels zur Bildung einer zweiten Beschichtung Menge
    (Gewichtsteile)
    Kautschukzusammensetzung 100
    Toluol 416
    Methylethylketon 180
  • VERGLEICHSBEISPIEL 2
  • Den Vorschriften gemäß Beispiel 2 wurde gefolgt, außer dass dasselbe Behandlungsmaterial mit den in Tabelle 4 dargestellten Zusammensetzungen verwendet wurde wie in Vergleichsbeispiel 1 und zwar anstelle des Behandlungsmaterials zur Bildung einer zweiten Beschichtung wie verwendet in Beispiel 1 zur Bildung einer zweiten Beschichtung. Weiterhin wurde die Bewertung unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 2 durchgeführt.
  • Die in den Beispielen 1 und 2 und Vergleichsbeispielen 1 und 2 erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 5 unten dargestellt. TABELLE 5
    Figure 00130001
  • BEISPIEL 3
  • Drei Glasfasern (E-Glas; ein Bündel aus 200 Glasfilamenten jeweils mit einem Durchmesser von 9 μm) wurden angeordnet und mit einem Behandlungsmaterial zur Bildung einer ersten Beschichtung beschichtet, mit den in Tabelle 6 unten dargestellten Zusammensetzungen und zwar auf konventionelle Weise. TABELLE 6
    Zusammensetzung Menge (Gewichtsteile)
    Vinylpyridinlatex (Feststoffgehalt: 40 Gew.-%) 45
    chlorsulfoniertes Polyethylenlatex (Feststoffgehalt: 40 Gew.-%) 20
    Resorcin/Formalinkondensat (Feststoffgehalt: 8 Gew.-%) (Resorcin/Formalin = 1/1,3 molares Verhältnis) 30
    25% wässriger Ammoniak 1
    Wasser 4
  • Drei Glasfasern, die jeweils eine darauf gebildete erste Beschichtung aufwiesen, wurden einem primären Verdrehen mit 8 Umdrehungen pro 10 cm unterzogen. 11 von solchen verdrehten Fasern wurden angeordnet und einem sekundären Verdrehen mit 8 Verdrehungen pro 10 cm unterzogen. Das resultierende verdrehte Bündel wurde mit einem Behandlungsmaterial zur Bildung einer zweiten Beschichtung beschichtet, die die in Tabelle 7 unten dargestellten Zusammensetzungen aufwies, und zwar in konventioneller Weise, und die Beschichtung wurde getrocknet und gehärtet, um eine Glasfaserschnur zu erhalten. TABELLE 7
    Zusammensetzung Menge (Gewichtsteile)
    Kautschukzusammensetzung 100
    Toluol 416
    Methylethylketon 180
    N,N-m-phenylendimaleimid 50
  • Die Menge der zweiten Beschichtung betrug 5 Gew.-%, basierend auf dem Gewicht der Glasfaserschnur.
  • Die Zusammensetzungen der obigen Kautschukzusammensetzung sind in Tabelle 8 unten dargestellt. TABELLE 8
    Kautschukzusammensetzung Menge (Gewichtsteile)
    ZETPOL 2020 (*1) 70
    ZSC 2000L (*2) 30
    ZnO 10
    Stearinsäure 1
    Ruß 30
    TOTM (Trioctyltrimellitat) 5
    Schwefel 0,1
    1,3-Bis-(t-butylperoxy-isopropyl)-benzol 6
  • Um die Hafteigenschaft zwischen dem Mischkautschuk aus H-NBR und H-NBR/ZMDA und der obigen Schnur zur Verstärkung eines Kautschuks zu überprüfen, wurde die Schnur auf einem Teststück (25 mm Breite, 50 mm Länge, 5 mm Dicke) mit den in Tabelle 8 oben dargestellten Zusammensetzungen entlang der langen Seiten des Teststücks angeordnet, und die Anordnung wurde 30 min auf 160°C erwärmt, um die Schnur an das Teststück anzuhaften.
  • Das Teststück wurde nach der Wärmeadhäsion auf einem Zugkraftstester angeordnet und in Faserrichtung zur Messung seiner Stärke gezogen. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 10 unten dargestellt.
  • BEISPIEL 4
  • Eine Aramidfaser (TECHNORA T202; 1500 Denier, ein Produkt von Teijin Co.) wurde mit demselben Behandlungsmaterial zur Bildung einer ersten Beschichtung, das in Beispiel 3 auch verwendet wurde, beschichtet und dann für 1 min auf 250°C erwärmt. Das Aufnahmegewicht des Behandlungsmaterials wurde auf 12% im Hinblick auf den Feststoffgehalt eingestellt. Zwei so behandelte Aramidfasern wurden kombiniert und wurden einem primären Verdrehen mit 3,1 Verdrehungen pro inch unterzogen, um eine Aramidfaserschnur zu erhalten. Die so erhaltene Aramidfaserschnur wurde weiter unter Verwendung desselben Behandlungsmaterials zur Bildung einer zweiten Beschichtung wie verwendet in Beispiel 3 behandelt. Die Menge der zweiten Beschichtung betrug 10 Gew.-% basierend auf dem Gewicht der Aramidfaserschnur. Die Hafteigenschaft wurde in derselben Weise wie in Beispiel 3 überprüft.
  • Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 10 unten dargestellt.
  • VERGLEICHSBEISPIEL 3
  • Es wurde den Vorschriften gemäß Beispiel 3 gefolgt, außer dass ein Behandlungsmaterial mit den in Tabelle 9 unten dargestellten Zusammensetzungen anstelle des Behandlungsmaterials zur Bildung einer zweiten Beschichtung, wie verwendet in Beispiel 3, verwendet wurde. Weiterhin wurde die Bewertung unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 3 durchgeführt. TABELLE 9
    Zusammensetzungen des Behandlungsmittels zur Bildung einer zweiten Beschichtung Menge
    (Gewichtsteile)
    Kautschukzusammensetzung 100
    Toluol 416
    Methylethylketon 180
  • VERGLEICHSBEISPIEL 4
  • Den Vorschriften gemäß Beispiel 4 wurde gefolgt, außer dass dasselbe Behandlungsmaterial mit den in Tabelle 9 dargestellten Zusammensetzungen verwendet wurde wie in Vergleichsbeispiel 3 und zwar anstelle des Behandlungsmaterials zur Bildung einer zweiten Beschichtung wie verwendet in Beispiel 4 zur Bildung einer zweiten Beschichtung. Weiterhin wurde die Bewertung unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 4 durchgeführt.
  • Die in den Beispielen 3 und 4 und Vergleichsbeispielen 3 und 4 erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 10 unten dargestellt. TABELLE 10
    Figure 00170001
  • BEISPIEL 5
  • Drei Glasfasern (E-Glas; ein Bündel aus 200 Glasfilamenten jeweils mit einem Durchmesser von 9 μm) wurden angeordnet und mit einem Behandlungsmaterial zur Bildung einer ersten Beschichtung beschichtet, mit den in Tabelle 11 unten dargestellten Zusammensetzungen und zwar auf konventionelle Weise. TABELLE 11
    Zusammensetzung Menge (Gewichtsteile)
    Vinylpyridinlatex (Feststoffgehalt: 40 Gew.-%) 45
    chlorsulfoniertes Polyethylenlatex (Feststoffgehalt: 40 Gew.-%) 20
    Resorcin/Formalinkondensat (Feststoffgehalt: 8 Gew.-%) (Resorcin/Formalin = 1/1,3 molares Verhältnis) 30
    25% wässriger Ammoniak 1
    Wasser 4
  • Drei Glasfasern, die jeweils eine darauf gebildete erste Beschichtung aufwiesen, wurden einem primären Verdrehen mit 8 Umdrehungen pro cm unterzogen. 11 von solchen verdrehten Fasern wurden angeordnet und einem sekundären Verdrehen mit 8 Verdrehungen pro 10 cm unterzogen. Das resultierende verdrehte Bündel wurde mit einem Behandlungsmaterial zur Bildung einer zweiten Beschichtung beschichtet, die die in Tabelle 12 unten dargestellten Zusammensetzungen aufwies, und zwar in konventioneller Weise, und die Beschichtung wurde getrocknet und gehärtet, um eine Glasfaserschnur zu erhalten. TABELLE 12
    Zusammensetzung Menge (Gewichtsteile)
    Kautschukzusammensetzung 100
    Toluol 416
    Methylethylketon 180
    1,3-Butylenglykoldimethacrylat 50
  • Die Menge der zweiten Beschichtung betrug 5 Gew.-%, basierend auf dem Gewicht der Glasfaserschnur.
  • Die Zusammensetzungen der obigen Kautschukzusammensetzung sind in Tabelle 13 unten dargestellt. TABELLE 13
    Kautschukzusammensetzung Menge (Gewichtsteile)
    ZETPOL 2020 (*1) 70
    ZSC 2000L (*2) 30
    ZnO 10
    Stearinsäure 1
    Ruß 30
    TOTM (Trioctyltrimellitat) 5
    Schwefel 0,1
    1,3-Bis-(t-butylperoxy-isopropyl)-benzol 6
  • Um die Hafteigenschaft zwischen dem Mischkautschuk aus H-NBR und H-NBR/ZMDA und der obigen Schnur zur Verstärkung eines Kautschuks zu überprüfen, wurde die Schnur auf einem Teststück (25 mm Breite, 50 mm Länge, 5 mm Dicke) mit den in Tabelle 13 oben dargestellten Zusammensetzungen entlang der langen Seiten des Teststücks angeordnet, und die Anordnung wurde 30 min auf 160°C erwärmt, um die Schnur an das Teststück anzuhaften.
  • Das Teststück wurde nach der Wärmeadhäsion auf einem Zugkraftstester angeordnet und in Faserrichtung zur Messung seiner Stärke gezogen. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 15 unten dargestellt.
  • BEISPIEL 6
  • Es wurde der Vorgehensweise gemäß Beispiel 5 gefolgt, außer dass 2-Hydroxy-1,3-dimethacryloxypropan anstelle von 1,3-Butylenglykoldimethacrylat in dem Behandlungsmaterial zur Bildung einer zweiten Beschichtung verwendet wurde. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 15 unten dargestellt.
  • BEISPIEL 7
  • Es wurde der Vorgehensweise gemäß Beispiel 5 gefolgt, außer dass 2,2-Bis(4-(methacryloxy·diethoxy)phenyl)propan anstelle von 1,3-Butylenglykoldimethacrylat indem Behandlungsmaterial zur Bildung einer zweiten Beschichtung verwendet wurde. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 15 unten dargestellt.
  • BEISPIEL 8
  • Eine Aramidfaser (TECHNORA T202; 1500 Denier, ein Produkt von Teijin Ca.) wurde mit demselben Behandlungsmaterial zur Bildung einer ersten Beschichtung, das in Beispiel 5 auch verwendet wurde, beschichtet und dann für 1 min auf 250°C erwärmt. Das Aufnahmegewicht des Behandlungsmaterials wurde auf 12% im Hinblick auf den Feststoffgehalt eingestellt. Zwei so behandelte Aramidfasern wurden kombiniert und wurden einem primären Verdrehen mit 3,1 Verdrehungen pro inch unterzogen, um eine Aramidfaserschnur zu erhalten. Die so erhaltene Aramidfaserschnur wurde weiter unter Verwendung desselben Behandlungsmaterials zur Bildung einer zweiten Beschichtung wie verwendet in Beispiel 5 behandelt. Die Menge der zweiten Beschichtung betrug 10 Gew.-% basierend auf dem Gewicht der Aramidfaserschnur. Die Hafteigenschaft wurde in derselben Weise wie in Beispiel 5 überprüft. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 15 unten dargestellt.
  • VERGLEICHSBEISPIEL 5
  • Es wurde der Vorgehensweise von Beispiel 5 gefolgt, außer dass ein Behandlungsmaterial mit den in Tabelle 14 unten dargestellten Zusammensetzungen anstelle des Behandlungsmaterials zur Bildung einer zweiten Beschichtung wie verwendet in Beispiel 5 verwendet wurde. Weiterhin wurde die Bewertung unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 5 durchgeführt. TABELLE 14
    Zusammensetzungen des Behandlungsmittels zur Bildung einer zweiten Beschichtung Menge
    (Gewichtsteile)
    Kautschukzusammensetzung 100
    Toluol 416
    Methylethylketon 180
  • VERGLEICHSBEISPIEL 6
  • Den Vorschriften gemäß Beispiel 8 wurde gefolgt, außer dass dasselbe Behandlungsmaterial mit den in Tabelle 14 dargestellten Zusammensetzungen verwendet wurde wie in Vergleichsbeispiel 5 und zwar anstelle des Behandlungsmaterials zur Bildung einer zweiten Beschichtung wie verwendet in Beispiel 8 zur Bildung einer zweiten Beschichtung. Weiterhin wurde die Bewertung unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 8 durchgeführt.
  • Die in den Beispielen 5 bis 8 und Vergleichsbeispielen 5 und 6 erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 15 unten dargestellt. TABELLE 15
    Figure 00220001
  • Wie oben beschrieben stellt die vorliegende Erfindung eine Glasfaserschnur mit deutlich verbesserter Hafteigenschaft zu einer Kautschukmischung bereit, umfassend einen hydrierten Acrylnitril-Butadienkautschuk mit ausgezeichneter Biegerißfestigkeit und Wärmefestigkeit und einem hydrierten Acrylonitril-Butadienkautschuk, der darin dispergiert Zinkmethacrylat aufweist. Unter Verwendung einer solchen Glasfaserschnur als Verstärkungsmaterial wird es möglich, auf hydriertem Acrylonitril-Butadienkautschuk basierende Kautschukprodukte zu erhalten, die in Umgebungen mit hoher Temperatur verwendet werden können und eine deutlich verbesserte Haltbarkeit aufweisen.

Claims (10)

  1. Schnur zur Verstärkung eines Kautschuks, die Folgendes umfasst: eine Faser zur Verstärkung eines Kautschuks, eine erste Beschichtung, gebildet auf der Oberfläche der Faser durch Beschichtung eines Behandlungsmaterials, umfassend ein Resorcin/Formalinkondensat und ein Kautschukgummi auf ihre Oberfläche und Trocknen und Härten der resultierenden Beschichtung, und eine zweite Beschichtung, gebildet auf der Oberfläche der ersten Beschichtung durch Beschichtung eines anderen Behandlungsmaterials auf ihrer Oberfläche und Trocknen und Härten der resultierenden Beschichtung, wobei das andere Behandlungsmaterial zur Bildung der zweiten Beschichtung einen Mischkautschuk eines hydrierten Acrylonitril-Butadien-Kautschuks und eines hydrierten Acrylonitril-Butadien-Kautschuks, der darin dispergiert Zinkmethacrylat aufweist, sowie ein Vulkanisierungsmittel und ein Mitglied, gewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Silankupplungsmittel, einem Vulkanisierungshilfsmittel vom Maleimidtyp und einem Vulkanisierungshilfsmittel zum Dimethacrylattyp umfasst.
  2. Schnur gemäß Anspruch 1, wobei das Vulkanisierungsmittel gewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Schwefel, organischen Peroxiden und aromatischen Nitroso-Verbindungen.
  3. Schnur gemäß Anspruch 1, wobei das Silankupplungsmittel gewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Vinyltris(βmethoxyethoxy)silan, Vinyltrichlorsilan, Vinyltrimethoxysilan, Vinyltriethoxysilan, γ-Glycidoxypropyltrimethoxysilan, γ-Glycidoxypropyltriethoxysilan, γ- Methacryloxypropyltrimethoxysilan, γ-Methacyloxypropyltriethoxysilan, N-β-(Aminoethyl)-γ-aminopropyltrimethoxysilan, N-β-(Aminoethyl)-γ-aminopropyltriethoxysilan, γ-Aminopropyltrimethoxysilan, γ-Aminopropyltriethoxysilan; N-Phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilan und γ-Mercaptopropyltrimethoxysilan.
  4. Schnur gemäß Anspruch 1, wobei das Silankupplungsmittel Vinyltris(β-methoxyethoxy)silan ist.
  5. Schnur gemäß Anspruch 1, wobei das Vulkanisierungshilfsmittel vom Maleimidtyp gewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Maleimid, Phenylmaleimid und N,N-m-Phenylendimaleimid.
  6. Schnur gemäß Anspruch 1, wobei das Vulkanisierungshilfsmittel vom Maleimidtyp N,N-m-Phenylendimaleimid ist.
  7. Schnur gemäß Anspruch 1, wobei das Vulkanisierungshilfsmittel vom Dimethacrylattyp gewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Ethylenglykoldimethacrylat, Diethylenglykoldimethacrylat, Triethylenglykoldimethacrylat, Polyethylenglykoldimethacrylat, 1,3-Butylenglykoldimethacrylat, 1,6-Hexandioldimethacrylat, Neopentylglykoldimethacrylat, Polypropylenglykoldimethacrylat, 2-Hydroxy-1,3-dimethacryloxypropan, 2,2-Bis(4-(methacryloxy·diethoxy)phenyl)propan und 2,2-Bis(4-(methacryloxy·polyethoxy)phenyl)propan.
  8. Schnur gemäß Anspruch 1, wobei das Vulkanisierungshilfsmittel vom Dimethacrylattyp 1,3-Butylenglykoldimethacrylat ist.
  9. Schnur gemäß Anspruch 1, wobei das Vulkanisierungshilfsmittel vom Dimethacrylattyp 2-Hydroxy-1,3-dimethacryloxypropan ist.
  10. Schnur gemäß Anspruch 1, wobei das Vulkanisierungshilfsmittel vom Dimethacrylattyp 2,2-Bis(4-(methacryloxy·diethoxy)phenyl)propan ist.
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