WO2006079297A1 - Hochhaftender kord - Google Patents

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WO2006079297A1
WO2006079297A1 PCT/DE2005/000106 DE2005000106W WO2006079297A1 WO 2006079297 A1 WO2006079297 A1 WO 2006079297A1 DE 2005000106 W DE2005000106 W DE 2005000106W WO 2006079297 A1 WO2006079297 A1 WO 2006079297A1
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rubber
cord
textile fibers
proportion
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Jana Wintzer
Jörg LEUTHÄUßER
Ramazan Yasbay
Walter Terschüren
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Interkordsa Gmbh
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/68—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts by incorporating or moulding on preformed parts, e.g. inserts or layers, e.g. foam blocks
    • B29C70/681—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C70/683—Pretreatment of the preformed part, e.g. insert
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C08J5/06—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material using pretreated fibrous materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2321/00—Characterised by the use of unspecified rubbers

Definitions

  • the invention relates to a cord in the form of a reinforcing agent formed of textile fibers for reinforcing a rubber by vulcanizing the cord in the rubber or rubber mixture, wherein on the textile fibers at least one, the outer contact layer to the rubber or rubber forming and layer consisting of a coupling agent formed on the basis of a chloroprene rubber is applied.
  • This solution consists of an aqueous mixture of resorcinol resins, formalin resins and a polymer-halogenated latex in a suitable mixture or composition.
  • a second the outer contact surface of the vulcanizing cords forming layer of a so-called adhesive composition is applied.
  • This outer layer which can also be referred to as an adhesion promoter layer, consists of polyisocyanate compounds and polyepoxide compounds and a so-called adhesive rubber, which may also be a chloroprene rubber.
  • the rubber used as the adhesive rubber must be compatible with the rubber used to make the particular industrial product.
  • the invention has the object of providing a cord according to the type mentioned in such a way that its adhesion properties are improved to the vulcanized rubber or rubber, so that in particular the applied in the fiber direction to break the bond tensile force is increased.
  • the adhesion promoter present as aqueous dispersion contains, as an additive to the chloroprene latex, a proportion of an inorganic filler dispersed in the chloroprene latex selected from the group silicon dioxide, silicic acid, silicate or mixtures thereof. It is useful according to an embodiment of the invention, when the proportion of chloroprene in the bonding agent layer is 25 to 99 wt .-% of the solids of the layer.
  • a second alternative of the cord according to the invention provides that the adhesion promoter present as aqueous dispersion contains, as an additive to the chloroprene latex, an organic substance selected from the compound groups of the resinates, terpenes, oximes or mixtures thereof.
  • the proportion of the organic substance in the adhesion promoter layer amounts to a maximum of 40% by weight of the solids contained in the layer.
  • a third, preferred embodiment of the invention has a combination of the abovementioned possibilities such that the aqueous dispersion present as additive to the Chloroprenlatex a proportion of dispersed in the Chloroprenlatex inorganic filler selected from the group silicon dioxide, silicic acid or mixtures thereof, and a proportion of an organic substance incorporated therein, selected from the compound groups of the resinates, terpenes, oximes or mixtures thereof.
  • the proportion of chloroprene in the adhesion promoter layer is from 25 to 99% by weight of the solids contained in the layer, and the proportion of organic material in the adhesion promoter layer is at most 40% by weight in the layer contained solids.
  • the adhesion promoter consists of an aqueous solution
  • the cord is dried after application of the adhesion promoter layer.
  • the quality of the adhesion promoter layer according to the invention is so good that according to one exemplary embodiment of the invention it is sufficient for the adhesion promoter layer to be applied directly to the textile fibers; In that regard, it is possible to dispense with the layer substructure described in the prior art.
  • the invention also does not exclude the application of the primer layer as a second layer such that the primer layer is applied as a second outer layer to a first layer applied to the textile fibers, which according to an embodiment of the invention consists of a first layer Resorcinol formaldehyde latex may exist.
  • the invention also includes the idea that the layer structure located under the outermost bonding agent layer and surrounding the textile fibers can be multi-layered.
  • the provided with the adhesive layer of the invention strength agent has a very good adhesion in particular to EPDM Rubber, and therefore, in one embodiment of the invention, the use of a suitably designed cord is provided as a strength carrier in an EPDM rubber.
  • a cord for use as a strength member in an EPDM rubber is provided with the adhesion-promoting coating.
  • the textile material used is a polyester stiffener T 745 detex, 1100 ⁇ 2 ⁇ 3 S 150 / Z 125.
  • This cord was first provided with two coatings known from the prior art, namely a first layer consisting of an isocyanate, and also a second resorcinol-formaldehyde latex type second layer containing a vinylpyridine latex, resorcinol-formaldehyde resin and carbon black.
  • the previously precoated and dry cord was then coated with an aqueous dispersion present as an adhesion promoter, which had the following composition
  • Chloroprene latex (solids content 50%) 83 parts by weight
  • the amount of solids present in the dispersion and thus contributing to the construction of the adhesion promoter layer as a reference for determining the composition of the adhesion promoter is determined in the above embodiment by the proportion of chloroprene rubber in the aqueous latex and by the admixtures of montmorillonite.
  • the coating obtained by applying the aqueous treatment liquid was dried to obtain a usable cord.
  • test pieces were subjected to corresponding tensile tests after cooling, with the tensile force to be applied in the fiber direction until breakage of the composite being measured to be 270 N / 10 mm.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kord in Form eines aus textilen Fasern gebildeten Festigkeitsträgers zur Verstärkung eines Kautschuks bzw. Gummis durch Einvulkanisieren des Kords in die Kautschuk- bzw. Gummimischung, wobei auf die textilen Fasern wenigstens eine, die äussere Kontaktschicht zum Kautschuk bzw. Gummi bildende und aus einem auf der Basis eines Chloroprenkautschuks gebildeten Haftvermittler bestehende Schicht aufgebracht ist, bei welchem der als wässrige Dispersion vorliegende Haftvermittler als Zusatz zu dem Chloroprenlatex einen Anteil an einem in dem Chloroprenlatex dispergierten anorganischen Füllstoff und/oder einen darin eingebrachten organischen Stoff enthält.

Description

Ho anhaftender Kord
B e s c h r e i b u n g
Die Erfindung betrifft einen Kord in Form eines aus textilen Fasern gebildeten Festigkeitsträgers zur Verstärkung eines Kautschuks bzw. Gummis durch Einvulkanisieren des Kords in die Kautschuk- bzw. Gummimischung, wobei auf die textilen Fasern wenigstens eine, die äußere Kontaktschicht zum Kautschuk bzw. Gummi bildende und aus einem auf der Basis eines Chloroprenkautschuks gebildeten Haftvermittler bestehende Schicht aufgebracht ist.
Wie schon in der gattungsbildenden EP 0 708 134 Bl beschrieben ist, besteht bei Industriekautschuk- bzw. -gummiprodukten wie Autoreifen, Kraftübertragungsriemen, Förderbändern und dergleichen das Problem, dass die zur Verstärkung in die jeweiligen Produkte einvulkanisierten Festigkeitsträger, insbesondere textile Festigkeitsträger, keine ausreichende Adhäsion zur Kautschuk- bzw. Gummimischung aufweisen, so dass die statischen und dynamischen Haftungseigenschaften der unterschiedlichen Festigkeitsträger in den genannten Produkten über deren Lebensdauer nicht ausreichend sind. Zur Verbesserung der Haftungseigenschaften ist es aus der vorgenannten EP 0 708 134 Bl bei aromatischen Polyamidfasern bekannt, zunächst eine erste, aus einer sogenannten RFL-Lösung bestehende Schicht auf die Polyamidfasern aufzubringen. Diese Lösung besteht aus einem wässrigen Gemisch von Resorcinharzen, Formalinharzen und einem aus einem Polymer mit Halogenen bestehenden Latex in einer geeigneten Mischung bzw. Zusammensetzung. Auf diese erste Schicht ist eine zweite, die äußere Kontaktfläche des einzuvulkanisierenden Kords bildende Schicht aus einer sogenannten Klebstoffzusammensetzung aufgebracht. Diese auch als Haftvermittlerschicht zu bezeichnende äußere Schicht besteht aus Polyisozyanatverbindungen und Polyepoxidverbindungen sowie einem sogenannten Klebekautschuk, der auch ein Chloroprenkautschuk sein kann. Es wird jedoch vorgeschrieben, dass der als Klebekautschuk verwendete Kautschuk mit dem zur Herstellung des jeweiligen Industrieproduktes verwendeten Kautschuk kompatibel sein muss.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kord gemäß der eingangs genannten Art so auszubilden, dass dessen Haftungseigenschaften zu dem anvulkanisierten Kautschuk bzw. Gummi verbessert sind, so dass insbesondere die in Faserrichtung bis zum Bruch des Verbundes aufgebrachte Zugkraft erhöht ist.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung aus dem Inhalt der Patentansprüche, welche dieser Beschreibung nachgestellt sind.
Die Erfindung hat drei Alternativen zum Aufbau eines Kordes zum Gegenstand. In einer ersten Alternative ist vorgesehen, dass der als wässrige Dispersion vorliegende Haftvermittler als Zusatz zu dem Chloroprenlatex einen Anteil an einem in dem Chloroprenlatex dispergierten anorganischen Füllstoff, ausgewählt aus der Gruppe Siliziumdioxid, Kieselsäure, Silikat oder Mischungen davon, enthält. Hierbei ist es nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zweckmäßig, wenn der Anteil des Chloropren in der Haftvermittlerschicht 25 bis 99 Gew.-% der Feststoffe der Schicht beträgt.
Eine zweite Alternative des erfindungsgemäßen Kordes sieht vor, dass der als wässrige Dispersion vorliegende Haftvermittler als Zusatz zu dem Chloroprenlatex einen darin eingebrachten organischen Stoff ausgewählt aus den Verbindungsgruppen der Resinate, Terpene, Oxime oder Mischungen davon enthält. Hierbei kann vorgesehen sein, dass der Anteil des organischen Stoffes in der Haftvermittlerschicht maximal 40 Gew.-% der in der Schicht enthaltenen Feststoffe beträgt.
Eine dritte, bevorzugte Ausführungsform der Erfindung hat eine Kombination der vorstehend beschriebenen Möglichkeiten zum Gegenstand derart, dass der als wässrige Dispersion vorliegende Haftvermittler als Zusatz zu dem Chloroprenlatex einen Anteil an einem in dem Chloroprenlatex dispergierten anorganischen Füllstoff aus der Gruppe Siliziumdioxid, Kieselsäure, Silikat oder Mischungen davon, sowie einen Anteil an einem darin eingebrachten organischen Stoff, ausgewählt aus den Verbindungsgruppen der Resinate, Terpene, Oxime oder Mischungen davon enthält. Entsprechend ist nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, dass der Anteil des Chloropren in der Haftvermittlerschicht 25 bis 99 Gew.-% der in der Schicht enthaltenen Feststoffe beträgt und der Anteil des organischen Stoffes in der Haftvermittlerschicht maximal 40 Gew.-% der in der Schicht enthaltenen Feststoffe beträgt.
Soweit der Haftvermittler aus einer wässrigen Lösung besteht, ist nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, dass der Kord nach dem Auftrag der Haftvermittlerschicht getrocknet wird. Die Qualität der erfindungsgemäßen Haftvermittlerschicht ist im Hinblick auf die Ausbildung ausreichender Haftungseigenschaften des Kordes so gut, dass es nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ausreicht, dass die Haftvermittlerschicht unmittelbar auf die textilen Fasern aufgebracht ist; insoweit kann auf den im Stand der Technik beschriebenen Schichtenunterbau verzichtet sein.
Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung schließt die Erfindung aber auch das Aufbringen der Haftvermittlerschicht als eine zweite Schicht nicht aus derart, dass die Haftvermittlerschicht als eine zweite äußere Schicht auf eine auf die textilen Fasern aufgebrachte erste Schicht aufgebracht ist, die nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung aus einem Resorcin- Formaldehyd-Latex bestehen kann.
Schließlich beinhaltet die Erfindung auch den Gedanken, dass der unter der äußersten Haftvermittlerschicht befindliche und die textilen Fasern umgebende Schichtenaufbau mehrschichtig sein kann.
Soweit bei den industriellen Produkten wegen deren besserer Eigenschaften EPDM-Kautschuke zunehmend Verwendung finden, wobei jedoch die EPDM- Kautschuke hinsichtlich deren Adhäsion zu textilen Festigkeitsträgern problematisch sind, hat sich herausgestellt, dass die mit der erfindungsgemäßen Haftvermittlerschicht versehenen Festigkeitsträger eine sehr gute Adhäsion insbesondere zum EPDM-Kautschuk aufweisen, und daher ist in einer Ausführungsform der Erfindung die Verwendung eines entsprechend ausgestalteten Kordes als Festigkeitsträger in einem EPDM- Kautschuk vorgesehen. Diese Verwendung schließt aber alle weiteren Einsatz-möglichkeiten mit anderen Kautschuk- bzw. Gummimischungen nicht aus. Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben, bei welchem ein Kord für eine Verwendung als Festigkeitsträger in einem EPDM-Kautschuk mit der haftvermittelnden Beschichtung ausgerüstet ist. Bei dem eingesetzten textilen Material handelt es sich um einen Polyestersteifkord T 745 detex, 1100x2x3 S 150 / Z 125. Dieser Kord wurde zunächst mit zwei, aus dem Stand der Technik bekannten Beschichtungen versehen, nämlich einer ersten, aus einem Isocyanat bestehenden Schicht, sowie einer darauf aufgebrachten zweiten Schicht vom Resorcin- Formaldehyd-Latex-Typ, enthaltend einen Vinylpyridinlatex, Resorcin- Formaldehydharz sowie Russ. Der insoweit vorbeschichtete und trockene Kord wurde alsdann mit einem als wässrige Dispersion vorliegenden Haftvermittler beschichtet, der folgende Zusammensetzung aufwies
Chloroprenlatex (Feststoffgehalt 50%) 83 Gewichtsteile
Montmorrilonit (pulverfein vermählen) 4 Gewichtsteile
Wasser (deionisiert) 13 Gewichtsteile.
Die Menge der in der Dispersion befindlichen und insoweit zum Aufbau der Haftvermittlerschicht beitragenden Feststoffe als Bezugsgröße für die Bestimmung der Zusammensetzung des Haftvermittlers wird bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel durch den Anteil an Chloroprenkautschuk in dem wässrigen Latex sowie durch die Beimengungen an Montmorrilonit bestimmt.
Die durch Aufbringen der wässrigen Behandlungsflüssigkeit erzielte Beschichtung wurde getrocknet, um einen verwendungsfähigen Kord zu erhalten.
Um die Haftungseigenschaften des so erhaltenen Kordes zu einem EPDM- Kautschuk zu prüfen, wurden mehrere Abschnitte des Kordes in einen Teststreifen von unvulkanisiertem, schwefelvernetzendem EPDM-Kautschuk der Abmessungen 245x11x10 mm angeordnet, wobei diese Anordnung bei 170° Celsius über 20 Minuten zur Vulkanisation gebracht wurde.
Die Teststücke wurden nach dem Abkühlen entsprechenden Zugkrafttests unterzogen, wobei für die in Faserrichtung bis zum Bruch des Verbundes aufzubringende Zugkraft mit 270N/10mm gemessen wurde.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Patentansprüchen, der Zusammenfassung und der Zeichnung offenbarten Merkmale des Gegenstandes dieser Unterlagen können einzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Kord in Form eines aus textilen Fasern gebildeten Festigkeitsträgers zur Verstärkung eines Kautschuks bzw. Gummis durch Einvulkanisieren des Kords in die Kautschuk- bzw. Gummimischung, wobei auf die textilen Fasern wenigstens eine, die äußere Kontaktschicht zum Kautschuk bzw. Gummi bildende und aus einem auf der Basis eines Chloroprenkautschuks gebildeten Haftvermittler bestehende Schicht aufgebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass der als wässrige Dispersion vorliegende Haftvermittler als Zusatz zu dem Chloroprenlatex einen Anteil an einem in dem Chloroprenlatex dispergierten anorganischen Füllstoff, ausgewählt aus der Gruppe Siliziumdioxid, Kieselsäure, Silikat oder Mischungen davon, enthält.
2. Kord nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des Chloropren in der äußeren Haftvermittlerschicht 25 bis 99 Gew.-% der Feststoffe der Schicht beträgt.
3. Kord in Form eines aus textilen Fasern gebildeten Festigkeitsträgers zur Verstärkung eines Kautschuks bzw. Gummis durch Einvulkanisieren des Kords in die Kautschuk- bzw. Gummimischung, wobei auf die textilen Fasern wenigstens eine, die äußere Kontaktschicht zum Kautschuk bzw. Gummi bildende und aus einem auf der Basis eines Chloroprenkautschuks gebildeten Haftvermittler bestehende Schicht aufgebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass der als wässrige Dispersion vorliegende Haftvermittler als Zusatz zu dem Chloroprenlatex einen darin eingebrachten organischen Stoff ausgewählt aus den Verbindungsgruppen der Resinate, Terpene, Oxime oder Mischungen davon enthält.
4. Kord nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des organischen Stoffes in der Haftvermittlerschicht maximal 40 Gew.- % der in der Schicht enthaltenen Feststoffe beträgt.
5. Kord in Form eines aus textilen Fasern gebildeten Festigkeitsträgers zur Verstärkung eines Kautschuks bzw. Gummis durch Einvulkanisieren des Kords in die Kautschuk- bzw. Gummimischung, wobei auf die textilen Fasern wenigstens eine, die äußere Kontaktschicht zum Kautschuk bzw. Gummi bildende und aus einem auf der Basis eines Chloroprenkautschuks gebildeten Haftvermittler bestehende Schicht aufgebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass der als wässrige Dispersion vorliegende Haftvermittler als Zusatz zu dem Chloroprenlatex einen Anteil an einem in dem Chloroprenlatex dispergierten anorganischen Füllstoff aus der Gruppe Siliziumdioxid, Kieselsäure, Silikat oder Mischungen davon, sowie einen Anteil an einem darin eingebrachten organischen Stoff, ausgewählt aus den Verbindungsgruppen der Resinate, Terpene, Oxime oder Mischungen davon enthält.
6. Kord nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des Chloropren in der Haftvermittlerschicht 25 bis 99 Gew.-% der in der Schicht enthaltenen Feststoffe beträgt und der Anteil des organischen Stoffes in der Haftvermittlerschicht maximal 40 Gew.- % der in der Schicht enthaltenen Feststoffe beträgt.
7. Kord nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kord nach dem Aufbringen der Haftvermittlerschicht einer Trocknung unterzogen ist.
8. Kord nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Haftvermittlerschicht unmittelbar auf die textilen Fasern aufgebracht ist.
9. Kord nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Haftvermittlerschicht als eine zweite äußere Schicht auf eine auf die textilen Fasern aufgebrachte erste Schicht aufgebracht ist.
10. Kord nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die auf die textilen Fasern aufgebrachte erste Schicht aus einem Resorcin- Formaldehyd-Latex besteht.
11. Kord nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Haftvermittlerschicht als äußerste Schicht auf einen aus mehreren Schichten bestehenden, auf die textilen Fasern aufgebrachten Schichtenaufbau aufgebracht ist.
12. Verwendung eines Kords gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 als Festigkeitsträger in einem EPDM-Kautschuk.
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