WO2022258115A1 - Elastomerartikel auf basis einer epdm mischung mit verbesserter hafteigenschaft und verbesserter lebensdauer - Google Patents

Elastomerartikel auf basis einer epdm mischung mit verbesserter hafteigenschaft und verbesserter lebensdauer Download PDF

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WO2022258115A1
WO2022258115A1 PCT/DE2022/200099 DE2022200099W WO2022258115A1 WO 2022258115 A1 WO2022258115 A1 WO 2022258115A1 DE 2022200099 W DE2022200099 W DE 2022200099W WO 2022258115 A1 WO2022258115 A1 WO 2022258115A1
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WO
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epdm
adhesive layer
base body
article according
fibers
Prior art date
Application number
PCT/DE2022/200099
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English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Well
Reinhard Teves
Claus-Lüder Mahnken
Original Assignee
Contitech Antriebssysteme Gmbh
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Publication date
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    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D29/00—Producing belts or bands
    • B29D29/08—Toothed driving belts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16G—BELTS, CABLES, OR ROPES, PREDOMINANTLY USED FOR DRIVING PURPOSES; CHAINS; FITTINGS PREDOMINANTLY USED THEREFOR
    • F16G1/00—Driving-belts
    • F16G1/06—Driving-belts made of rubber
    • F16G1/08—Driving-belts made of rubber with reinforcement bonded by the rubber
    • F16G1/10—Driving-belts made of rubber with reinforcement bonded by the rubber with textile reinforcement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16G—BELTS, CABLES, OR ROPES, PREDOMINANTLY USED FOR DRIVING PURPOSES; CHAINS; FITTINGS PREDOMINANTLY USED THEREFOR
    • F16G1/00—Driving-belts
    • F16G1/28—Driving-belts with a contact surface of special shape, e.g. toothed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2023/00—Use of polyalkenes or derivatives thereof as moulding material
    • B29K2023/16—EPM, i.e. ethylene-propylene copolymers; EPDM, i.e. ethylene-propylene-diene copolymers; EPT, i.e. ethylene-propylene terpolymers

Definitions

  • the invention relates to an elastomer article, which is preferably a drive belt, in particular a toothed belt, and a method for producing the elastomer article.
  • Transmission belts particularly toothed belts, comprise an elastomeric compound, a tension member and a fabric on the shaped side, e.g. in the form of teeth, of the elastomeric compound. Good adhesion of the elastomeric compound to the fabric is required for adequate performance.
  • a fabric treated with RFL can be used, to which an adhesive layer, e.g. made of polychloroprene rubber, is added.
  • WO 2010/069630 describes a toothed belt for a camshaft drive with a fiber-containing EPDM core mixture.
  • the object of the invention was therefore to provide elastomer articles, in particular drive belts, which exhibit improved textile adhesion to the elastomer body and a longer service life without the need for fibers to be mixed into the elastomer body.
  • a low-fiber or fiber-free rubber mixture in particular an EPDM mixture
  • the inventors have found that this can be achieved by employing a fibrous EPDM bond coat between an EPDM elastomeric body and the fabric.
  • an elastomer article preferably a drive belt, in particular a toothed belt, which has a base body 1 made of a vulcanized rubber mixture containing ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), a textile planar body 8 and an adhesive layer 10 between the base body and the textile fabric, wherein the adhesive layer is formed from a vulcanized mixture containing EPDM and fibers.
  • EPDM ethylene-propylene-diene rubber
  • the elastomer article according to the invention exhibits excellent adhesion of the textile planar body to the base body, which is brought about by the adhesive layer used according to the invention.
  • EPDM compounds are used for the adhesive layer, which have a longer service life than polychloroprene compounds, which are usually used for the adhesive layer. In addition, this is advantageous for environmental reasons, since chlorine-containing materials can be dispensed with.
  • the adhesion optimization function is taken over by a very thin, fibrous EPDM mixture, for which a significantly smaller quantity of mixture is required than when using fibrous EPDM base bodies. This results in lower mixing costs, which is an economic advantage.
  • 1 shows a schematic cross section through an example of an elastomer article according to the invention
  • 2 shows a schematic three-dimensional partial representation of an example of an elastomer article according to the invention in the form of a toothed belt with a top view of the power transmission zone
  • Fig. 3 shows a schematic longitudinal section through an inventive
  • Elastomer article in the form of a toothed belt analogous to the example in Fig. 2.
  • phr is a quantity used in the rubber industry and means parts by weight per 100 parts by weight of the total amount of rubber present in the component concerned.
  • the elastomer article according to the invention comprises a base body made from a vulcanized rubber mixture that contains ethylene-propylene-diene rubber.
  • Ethylene-propylene-diene rubber is a copolymer of ethylene, propylene and at least one diene monomer, for which EPDM is used as an acronym.
  • the base body is in particular an elastomeric base body or an elastic base body.
  • the base body is formed by vulcanizing the rubber composition containing EPDM to obtain an EPDM elastomer.
  • the rubber mixture for the base body includes EPDM, which can be contained uncut or in a blend with at least one other rubber. It is particularly preferred that the EPDM is present in the rubber mixture without blending, i.e. no other rubber is present apart from EPDM. In this case, the body contains 100 phr of EPDM.
  • the rubber mixture for the base body comprises EPDM blended with at least one other rubber, in which case the body preferably contains more than 50 phr, more preferably more than 75 phr EPDM.
  • the at least one other rubber can be selected, for example, from ethylene-propylene rubber (EPM), (partially) hydrogenated nitrile rubber (HNBR), polychloroprene rubber (CR), fluorine rubber (FKM), silicone rubber, ethylene-vinyl acetate Copolymer (EVA) or a combination thereof, with EPDM being preferred when blended with EPM.
  • EPM ethylene-propylene rubber
  • HNBR hydrogenated nitrile rubber
  • CR polychloroprene rubber
  • FKM fluorine rubber
  • EVA ethylene-vinyl acetate Copolymer
  • the rubber mixture for the base body usually contains one or more additives in addition to EPDM and optionally other rubbers.
  • the rubber mixture generally comprises at least one crosslinker or a crosslinker system made up of crosslinking agent and accelerator.
  • the crosslinker or the crosslinker system can contain, for example, at least one peroxide and/or at least one metal oxide.
  • Further examples of additives are fillers, processing aids, plasticizers, antioxidants and combinations thereof.
  • Other additives that can be used as required are e.g. color pigments or flares. Reference is made to the general status of rubber compound technology.
  • the rubber mixture of the base body is vulcanized in combination with the textile planar body and the fluff layer in between in order to form the elastomer article.
  • the vulcanization is preferably a free-radical crosslinking or particularly preferably a peroxidic crosslinking.
  • the elastomer article according to the invention also comprises a textile planar body.
  • the textile planar body is attached to one side of the base body.
  • the textile planar body can be, for example, a woven fabric, a knitted fabric or a knitted fabric, with a woven fabric being preferred.
  • the textile planar body in particular the fabric, or the yarns or fibers from which the textile planar body is formed, can be made, for example Polyamide (PA), polyester, cotton, aramid, polyetheretherketone (PEEK), polyimide (PI) or a combination thereof.
  • the textile planar body, in particular the fabric is made of polyamide.
  • the textile planar body in particular the woven fabric, is provided with a polymer finish.
  • the polymeric finish can be formed by impregnation and/or surface coating of the textile planar body with a polymer or a polymer mixture, impregnation being preferred. If a polymeric finish includes a surface coating, the side of the textile fabric that faces away from the base body is generally coated.
  • the polymeric equipment can be formed from fluorine containing polymer, silicone, polyurethane (PU), resorcinol formaldehyde latex (RFL) or a combination thereof.
  • fluorine-containing polymer examples include polyvinyl fluoride (PVF), polyvinylidene fluoride (PVDF), polytetrafluoroethylene (PTFE) or mixtures thereof, preferably PTFE.
  • the textile planar body, in particular the woven fabric is preferably finished with RFL.
  • the RFL finish is preferably carried out by dipping the textile fabric into an impregnation liquid based on resorcinol, formaldehyde and rubber latex, a so-called RFL dip.
  • the elastomer article according to the invention also comprises an adhesive layer which is arranged between the base body and the textile planar body.
  • the adhesive layer serves to improve the attachment of the textile planar body to the base body.
  • the adhesive layer is formed from a vulcanized compound, the compound containing EPDM and fibers.
  • the compound for the adhesive layer comprises EPDM, which can be included unblended or blended with at least one other rubber. It is particularly preferred that the EPDM is contained in the mixture without blending, ie apart from EPDM no other rubber is contained. In this case 100 phr of EPDM is included in the bond coat.
  • the blend for the subbing layer comprises EPDM blended with at least one other rubber, in which case the subbing layer preferably contains more than 50 phr, more preferably more than 75 phr EPDM.
  • the mixture for the adhesive layer usually contains one or more additives, for example in particular at least one crosslinker or a crosslinker system made up of crosslinking agent and accelerator.
  • the mixture for the adhesive layer is also vulcanized to form the adhesive layer during the vulcanization of the composite of base body and textile planar body.
  • the vulcanization is preferably a free-radical crosslinking or particularly preferably a peroxidic crosslinking.
  • Fibers are also contained in the mixture for the adhesive layer or in the adhesive layer.
  • the fibers are preferably distributed homogeneously in the mixture or in the adhesive layer.
  • the fibers can be pure or mixed as a hybrid.
  • the fibers are preferably short fibers with an average fiber length of not more than 10 mm.
  • the fibers may be fibrillated, i.e. a pulp, preferably fibrillated short fibers having an average fiber length of not more than 10 mm. Fibrillated fibers have a very high fiber surface due to the fibrils they contain and thus offer a good connection to the EPDM matrix.
  • the fibers can optionally also be provided with a coating of RFL or another suitable adhesion promoter.
  • the fibers of the adhesive layer can be made, for example, from polyamide (PA), polyimide (PI), aramid, polyvinyl alcohol (PVA), polyetheretherketone (PEEK), polyester, polysulfone (PSU), polyoxadiazole (POD), poly(p-phenylene-2,6 -benzobisoxazole) (PBO), polyphenylene or polyphenylene derivative, in particular polyphenylene sulphide (PPS), cotton, cellulose, carbon or glass, or a combination thereof, preferably PVA or aramid, in particular para-aramid or meta-aramid.
  • the fibers are, for example, an aramid pulp.
  • the fibers e.g. fibrillated fibers (pulp) in the mixture for the fluff layer have, for example, an average fiber length in the range of 0.1 to 10 mm, preferably 0.5 to 5 mm, more preferably 0.7 to 3 mm, up. It goes without saying that the length specifications apply to all of the fiber materials mentioned above.
  • the proportion of fibers in the adhesive layer is, for example, in the range 1 to 20 phr, preferably 1.5 to 15 phr, more preferably 2 to 8 phr.
  • the adhesive layer can be built into the elastomer article, in particular in the form of a thin coating on the textile planar body.
  • the adhesive layer has a thickness in the range from 0.05 to 1.0 mm, preferably from 0.3 to 0.5 mm.
  • a particular advantage of the invention is improved adhesion and a longer service life, without the use of fibers being necessary in the base body.
  • the base body can optionally contain fibers, e.g.
  • the proportion of fibers in the adhesive layer is in particular greater than the proportion of fibers in the base body, preferably at least twice as large.
  • the proportion of fibers in the adhesive layer or the base body relates in each case to the proportion by weight of fibers in percent, based on the total weight of the adhesive layer or the base body.
  • the base body is free of fibers.
  • the elastomer article according to the invention also includes a reinforcement that is embedded in the base body.
  • the reinforcement can be formed from one or more tension cords. Several tension cords, which are arranged next to each other, can form a reinforcement layer.
  • the reinforcement in the base body can be formed by one reinforcement layer or multiple reinforcement layers.
  • the tension cord, especially in the form of cords, can be made of polyamide (PA), aramid, polyester, glass (e.g. E or K glass), carbon, polyetheretherketone (PEEK) or polyethylene 2,6-naphthalate (PEN), for example be.
  • PA polyamide
  • aramid aramid
  • polyester e.g. E or K glass
  • carbon e.g. E or K glass
  • PEEK polyetheretherketone
  • PEN polyethylene 2,6-naphthalate
  • the embedded tension cords or the embedded tension cord layer usually run in the longitudinal direction of the belt, with the tension cords preferably being of cord construction.
  • the elastomeric article of the invention can be any elastomeric article based on EPDM in the non-woven fabric, e.g., a belt.
  • the elastomeric article is a drive belt, preferably a toothed belt.
  • the base body has a cover layer as the belt back and a substructure with a power transmission zone, preferably a tooth-shaped power transmission zone, with a reinforcement being embedded in the belt back.
  • the textile planar body is arranged on the side of the substructure with the power transmission zone and the fluff layer is arranged between the base body and the textile planar body. The textile planar body is thus connected via the fluff layer on the outside of the substructure of the base body to the force transmission zone, which usually has a profile, in particular a tooth-shaped profile.
  • the elastomer article in the form of a drive belt in particular a toothed belt, can be provided with a textile covering on the top layer, which, for example, performs a protective function.
  • a textile covering on the top layer which, for example, performs a protective function.
  • the textile planar bodies with the optional finishes as described above are suitable as a textile overlay, so that reference is made thereto.
  • the invention also relates to a method for producing an elastomer article, the method comprising the following steps: a) coating a textile fabric with a mixture containing EPDM and fibers, b) building up a composite by laying an unvulcanized base body made of a rubber mixture containing EPDM on top of one another and the coated fabric, wherein the coating of the fabric faces the base to form a fluff layer, and c) vulcanizing the composite.
  • the method according to the invention is particularly suitable for producing an elastomer article according to the invention, preferably a drive belt, in particular a toothed belt, as described above. Accordingly, reference is made to the above information on the individual components.
  • the textile planar body in particular a fabric, for example made of polyamide, is preferably provided with a polymeric finish, preferably it is finished with an RFL.
  • the coating of the fabric with a mixture containing EPDM and fibers is usually done on one side of the fabric.
  • the textile fabric is coated with the mixture containing EPDM and fibers (e.g. a pulp such as aramid pulp, or other short fibers), preferably thinly coated to provide a thin adhesive layer.
  • EPDM and fibers e.g. a pulp such as aramid pulp, or other short fibers
  • Suitable layer thicknesses are given above.
  • This fibrous EPDM mixture can be applied to a fabric coating plant as a solution or applied to the textile planar body or fabric as a calendered plate, in particular in a skim process.
  • the skim process involves applying a thin sheet of rubber to a fabric. This can be done with a roll calender, for example. The depth of penetration of the rubber sheet into the fabric can be adjusted via the process parameters.
  • Another option is to apply a thin calender plate using a pressure belt, as used in Rotocure systems.
  • the textile planar body coated in this way is then made up with the preferably fibre-free EPDM rubber mixture for the base body, with the coating of the textile planar body being placed between the textile planar body and the base body.
  • the composite is vulcanized according to the usual methods of rubber technology with which the person skilled in the art is familiar, generally at elevated temperature and, if appropriate, elevated pressure.
  • the mixture for the adhesive layer and the EPDM rubber mixture for the base body are preferably crosslinked peroxide.
  • the elastomer article comprises a base body 1 made from an EPDM elastomer, in particular a fiber-free EPDM elastomer. Furthermore, on one side of the base body 1 is a textile planar body 8, for example a fabric such as a polyamide fabric, attached. Located between the base body 1 and the textile planar body 8 is the fluff layer 10, which is formed from a fibrous EPDM matrix. The flat layer improves the adhesion of the textile planar body 8 to the base body 1.
  • the toothed belt has a top layer 2 as the back of the belt, an embedded reinforcement 3 and a substructure 4 .
  • the reinforcement consists of several tension cords arranged next to one another to form a reinforcement layer, in this case as part of a single-layer design.
  • the tension member particularly in the form of cords, can consist of, for example, polyamide (PA), aramid, polyester, glass (e.g. E or K glass), carbon, polyetheretherketone (PEEK) or polyethylene-2,6-naphthalate (PEN).
  • the cover layer 2 and the substructure 4 as a whole form the elastic or elastomeric base body 1, which consists of an EPDM vulcanizate, e.g. based on unblended EPDM or an EPM/EPD blend.
  • the substructure 4 is provided with a tooth-shaped profile, comprising teeth 5 and toothed bars 6, and forms the power transmission zone 7, which is particularly susceptible to wear due to abrasion and the influence of oils.
  • the power transmission zone is equipped with a textile surface body 8, which can be a woven, knitted or knitted fabric, with woven fabric being preferred, particularly in the case of a toothed belt.
  • the textile planar body in particular the woven fabric, can be formed from polyamide (PA), polyester, cotton, aramid, polyetheretherketone (PEEK) or combinations thereof, for example.
  • the textile planar body is preferably provided with a polymeric finish, eg impregnated with it and/or surface-coated (outer layer 9). It is preferably a finish with RFL, for example a polyamide fabric finished with RFL.
  • the fluff layer 10 Located between the textile planar body 8 and the substructure 4 of the base body is the fluff layer 10 made of a fiber-containing EPDM vulcanizate, which is not shown here for reasons of clarity (cf. FIG. 3).
  • the cover layer 2 is free of a protective textile covering. Otherwise the exemplary embodiment corresponds to the exemplary embodiment according to FIG.
  • Fig. 3 shows a schematic longitudinal section through an elastomer article according to the invention in the form of a toothed belt analogous to the example of Fig. 2.
  • the toothed belt according to Fig. 3 comprises a cover layer 2 as the back of the belt, an embedded reinforcement 3 in the form of tension cords and a substructure 4 with a tooth-shaped force transmission zone 7.
  • the textile planar body 8 is applied to the substructure 4.
  • the adhesive layer 10 made of fibrous EPDM vulcanizate is arranged between the textile planar body 8 and the substructure 4 .
  • the top layer 2 is also equipped with a textile layer 11 .
  • the fibers used in the following examples are aramid pulp.
  • the proportion in the fibrous EPDM coating (adhesive layer) is 3 phr in each case.
  • the average fiber length is 1-1.5 mm.
  • the layer thickness of the adhesive layer is 0.4 mm.
  • All EPDM compounds used are pure EPDM compounds without other types of rubber (uncut) and have been peroxide crosslinked.
  • the structure of the toothed belts produced in Examples 2 and 3 corresponds to the structure according to FIGS. 2 and 3.
  • Polyamide fabrics with different coatings are placed on an unvulcanized rubber sheet made of a fiber-free mixture based on a peroxide-crosslinking EPDM rubber mixture, with the fabric coating being placed between the fabric and the rubber sheet and serving as an adhesive layer.
  • the structure is vulcanized under pressure at 180° C. for 20 minutes.
  • the EPDM adhesive layer is fibre-free and contains fibres. All other components for the fibrous-free EPDM coating and the fibrous EPDM coating are identical.
  • the release force was determined using the DIN 53530 measurement method. Depending on the coating used for the polyamide fabric, the following separation forces result: Conclusion: The coating with a fibrous EPDM mixture shows a significant improvement in adhesion values.
  • Toothed belts made of EPDM which were manufactured with polychloroprene, non-fibrous and fibrous EPDM-coated fabric (polyamide fabric as in Example 1) are tested on a five-pulley test bench at room temperature and 7 kW of force.
  • the vulcanization conditions for the product are 30 minutes at 180°C.
  • Polychloroprene coating 210 h EPDM fiber-free coating: 260 h EPDM fiber-containing coating: 330 h
  • Toothed belts made of EPDM which were produced with polychloroprene, non-fibrous and fibrous EPDM-coated fabric (polyamide fabric as in Example 1), are tested on a five-pulley test stand at 120° C. and 5 kW of force.
  • the vulcanization conditions for the product are 30 minutes at 180°C.

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Abstract

Elastomerartikel, umfassend einen Grundkörper (1) aus einer vulkanisierten Kautschukmischung enthaltend Ethylen-Propylen-DienKautschuk (EPDM), einen textilen Flächenkörper (8) und eine Haftschicht (10) zwischen dem Grundkörper und dem textilen Flächenkörper, wobei die Haftschicht aus einer vulkanisierten Mischung, enthaltend EPDM und Fasern, gebildet ist. Der Elastomerartikel zeichnet sich durch eine verbesserte Haftung und erhöhte Lebensdauer aus. Der Elastomerartikel eignet sich besonders als Antriebsriemen, insbesondere als Zahnriemen.

Description

Beschreibung
Elastomerartikel auf Basis einer EPDM Mischung mit verbesserter Hafteigenschaft und verbesserter Lebensdauer
Die Erfindung betrifft einen Elastomerartikel, der bevorzugt ein Antriebsriemen, insbesondere ein Zahnriemen, ist, sowie ein Verfahren zur Herstellung des Elastomerartikels.
Antriebsriemen, insbesondere Zahnriemen, umfassen eine Elastomermischung, ein Zugträger und ein Gewebe auf der ausgeformten Seite, z.B. in Form von Zähnen, der Elastomermischung. Für eine ausreichende Leistungsfähigkeit wird eine gute Anhaftung der Elastomermischung an das Gewebe benötigt. Hierfür kann ein mit RFL behandeltes Gewebe eingesetzt werden, dem eine Haftschicht, z.B. aus Polychloropren-Kautschuk, zugefügt wird.
Die WO 2010/069630 beschreibt einen Zahnriemen für einen Nockenwellenantrieb mit einer faserhaltigen EPDM-Kernmischung.
Verwendet man in Zahnriemen EPDM-Mischungen für den Elastomerkörper, so ist die Gewebehaftung zu Gewebe, das mit Polychloropren-Kautschuk gestrichen ist, niedrig und die Lebensdauer der daraus hergestellten Riemen gering. Zahnriemen mit einem Elastomerkörper auf Basis faserhaltige EPDM-Mischungen zeigen ein verbessertes Haftniveau, sind aber teuer und erfordern ein aufwendiges Mischverfahren für eine optimale Faserverteilung.
Die Aufgabe der Erfindung bestand somit in der Bereitstellung von Elastomerartikeln, insbesondere Antriebsriemen, die eine verbesserte Textilanhaftung an den Elastomerkörper und eine verlängerte Lebensdauer zeigen, ohne dass eine Einmischung von Fasern in den Elastomerkörper erforderlich ist. Es soll insbesondere mögliche sein, eine faserarme oder faserfreie Kautschukmischung, insbesondere EPDM-Mischung, für den Elastomerkörperzu verwenden und gleichzeitig ein verbessertes Haftniveau zu erreichen, um Elastomerartikel mit erhöhter Lebensdauer zu erhalten.
Die Erfinder haben festgestellt, dass dies durch Einsatz einer faserhaltigen EPDM- Haftschicht zwischen einem EPDM-Elastomerkörper und dem textilen Flächenkörper erreicht werden kann.
Die Aufgabe wurde somit durch einen Elastomerartikel, bevorzugt einen Antriebsriemen, insbesondere einen Zahnriemen, gelöst, der einen Grundkörper 1 aus einer vulkanisierten Kautschukmischung enthaltend Ethylen-Propylen-Dien- Kautschuk (EPDM), einen textilen Flächenkörper 8 und eine Haftschicht 10 zwischen dem Grundkörper und dem textilen Flächenkörper umfasst, wobei die Haftschicht aus einer vulkanisierten Mischung, enthaltend EPDM und Fasern, gebildet ist.
Der erfindungsgemäße Elastomerartikel zeigt eine ausgezeichnete Haftung des textilen Flächenkörpers an dem Grundkörper, die durch die erfindungsgemäß eingesetzte Haftschicht bewirkt wird. Für die Haftschicht werden EPDM- Mischungen eingesetzt, die eine längere Haltbarkeit als Polychloropren- Mischungen aufweisen, die üblicherweise für die Haftschicht eingesetzt werden. Außerdem ist dies aus Umweltschutzgründen vorteilhaft, da auf chlorhaltige Materialien verzichtet werden kann.
Die Funktion der Haftungsoptimierung wird von einer sehr dünnen, faserhaltigen EPDM-Mischung übernommen, wofür eine deutlich geringere Mischungsmenge als bei Einsatz faserhaltiger EPDM-Grundkörper erforderlich ist. Dadurch entstehen geringere Mischungskosten, was wirtschaftlich von Vorteil ist.
In den beigefügten Zeichnungen zeigt
Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch ein Beispiel für einen erfindungsgemäßen Elastomerartikel, Fig. 2 eine schematische dreidimensionale Teildarstellung eines Beispiels für einen erfindungsgemäßen Elastomerartikel in Form eines Zahnriemens mit Draufsicht auf die Kraftübertragungszone,
Fig. 3 einen schematischen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen
Elastomerartikel in Form eines Zahnriemens analog dem Beispiel von Fig. 2.
Im Folgenden werden Mengenangabe unter anderem in phr angegeben. Die Angabe phr ist eine in der Kautschukindustrie übliche Mengenangabe und bedeutet Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile der Gesamtmenge an in der betreffenden Komponente vorhandenem Kautschuk.
Der erfindungsgemäße Elastomerartikel umfasst einen Grundkörper aus einer vulkanisierten Kautschukmischung, die Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk enthält. Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk ist ein Copolymer aus Ethylen, Propylen und mindestens einem Dienmonomer, für das EPDM als Kurzzeichen verwendet wird.
Der Grundkörper ist insbesondere ein elastomerer Grundkörper bzw. ein elastischer Grundkörper. Der Grundkörper wird durch Vulkanisation der EPDM enthaltenden Kautschukmischung gebildet, wobei ein EPDM-Elastomer erhalten wird.
Die Kautschukmischung für den Grundkörper umfasst EPDM, welches unverschnitten oder im Verschnitt mit mindestens einem weiteren Kautschuk enthalten sein kann. Es ist besonders bevorzugt, dass der EPDM unverschnitten in der Kautschukmischung enthalten ist, d.h. außer EPDM ist kein weiterer Kautschuk enthalten. In diesem Fall sind in dem Grundkörper 100 phr EPDM enthalten.
In einer alternativen Ausführungsform umfasst die Kautschukmischung für den Grundkörper EPDM im Verschnitt mit mindestens einem weiteren Kautschuk, wobei in diesem Fall der Grundkörper bevorzugt mehr als 50 phr, bevorzugter mehr als 75 phr EPDM enthält.
Der mindestens eine weitere Kautschuk kann z.B. ausgewählt sein aus Ethylen- Propylen-Kautschuk (EPM), (teil)hydriertem Nitrilkautschuk (HNBR), Polychloropren-Kautschuk (CR), Fluor-Kautschuk (FKM), Silikonkautschuk, Ethylen-Vinyl-Acetat-Copolymer (EVA) oder einer Kombination davon, wobei EPDM im Verschnitt mit EPM bevorzugt ist.
Die Kautschukmischung für den Grundkörper enthält neben EPDM und gegebenenfalls weiteren Kautschuken in der Regel noch ein oder mehrere Additive. Die Kautschukmischung umfasst in der Regel mindesten einen Vernetzer oder ein Vernetzersystem aus Vernetzungsmittel und Beschleuniger. Der Vernetzer bzw. das Vernetzersystem können z.B. mindestens ein Peroxid und/oder mindestens ein Metalloxid beinhalten. Weitere Beispiele für Additive sind Füllstoffe, Verarbeitungshilfsmittel, Weichmacher, Alterungsschutzmittel und Kombinationen davon. Weitere nach Bedarf einsetzbare Additive sind z.B. Farbpigmente oder Flarze. Es wird auf den allgemeinen Stand der Kautschukmischungstechnologie verwiesen.
Die Kautschukmischung des Grundkörpers wird im Verbund mit dem textilen Flächenkörper und dazwischenliegender Flaftschicht vulkanisiert, um den Elastomerartikel zu bilden. Bei der Vulkanisation handelt es bevorzugt um eine radikalische Vernetzung oder besonders bevorzugt um eine peroxidische Vernetzung.
Der erfindungsgemäße Elastomerartikel umfasst ferner einen textilen Flächenkörper. Der textilen Flächenkörper ist an einer Seite des Grundkörpers angebunden. Der textile Flächenkörper kann z.B. ein Gewebe, ein Gewirke oder ein Gestrick sein, wobei ein Gewebe bevorzugt ist.
Der textile Flächenkörper, insbesondere das Gewebe, bzw. die Garne oder Fasern, aus denen der textile Flächenkörper gebildet wird, können z.B. aus Polyamid (PA), Polyester, Baumwolle, Aramid, Polyetheretherketon (PEEK), Polyimid (PI) oder einer Kombination davon gebildet sein. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der textile Flächenkörper, insbesondere das Gewebe, aus Polyamid gebildet.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der textile Flächenkörper, insbesondere das Gewebe, mit einer polymeren Ausrüstung versehen. Die polymere Ausrüstung kann durch Imprägnierung und/oder Oberflächenbeschichtung des textilen Flächenkörpers mit einem Polymer oder einer Polymermischung gebildet werden, wobei eine Imprägnierung bevorzugt ist. Wenn eine polymere Ausrüstung eine Oberflächenbeschichtung beinhaltet, wird im Allgemeinen die Seite des textilen Flächenkörpers beschichtet, die dem Grundkörper abgewandt ist.
Die polymere Ausrüstung kann aus fluorhaltigem Polymer, Silicon, Polyurethan (PU), Resorcin-Formaldehyd-Latex (RFL) oder einer Kombination davon gebildet sein. Beispiele für das fluorhaltige Polymer sind Polyvinylfluorid (PVF), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polytetrafluorethylen (PTFE) oder Mischungen davon, bevorzugt PTFE. Bevorzugt wird der textile Flächenkörper, insbesondere das Gewebe, mit RFL ausgerüstet. Die RFL-Ausrüstung erfolgt bevorzugt durch Tauchen des textilen Flächenkörpers in eine Imprägnierflüssigkeit auf Basis von Resorcin, Formaldehyd und Kautschuklatex, einem so genannten RFL-Dip.
Der erfindungsgemäße Elastomerartikel umfasst ferner eine Haftschicht, die zwischen dem Grundkörper und dem textilen Flächenkörper angeordnet ist. Die Haftschicht dient zur verbesserten Anbindung des textilen Flächenkörpers an den Grundkörper. Die Haftschicht wird aus einer vulkanisierten Mischung gebildet, wobei die Mischung EPDM und Fasern enthält.
Die Mischung für die Haftschicht umfasst EPDM, welches unverschnitten oder im Verschnitt mit mindestens einem weiteren Kautschuk enthalten sein kann. Es ist besonders bevorzugt, dass der EPDM unverschnitten in der Mischung enthalten ist, d.h. außer EPDM ist kein weiterer Kautschuk enthalten. In diesem Fall sind in der Haftschicht 100 phr EPDM enthalten. In einer alternativen Ausführungsform umfasst die Mischung für die Haftschicht EPDM im Verschnitt mit mindestens einem weiteren Kautschuk, wobei in diesem Fall die Haftschicht bevorzugt mehr als 50 phr, bevorzugter mehr als 75 phr EPDM enthält. Desweiteren enthält die Mischung für die Haftschicht in der Regel noch ein oder mehrere Additive, z.B. insbesondere mindestens einen Vernetzer oder ein Vernetzersystem aus Vernetzungsmittel und Beschleuniger.
Als optionale weitere Kautschuke und mögliche Additive für die Mischung der Haftschicht können solche eingesetzt werden, die vorstehend für die Kautschukmischung des Grundkörpers genannt wurden, worauf verwiesen wird.
Die Mischung für die Haftschicht wird bei der Vulkanisation des Verbunds aus Grundkörper und textilem Flächenkörper ebenfalls unter Bildung der Haftschicht vulkanisiert. Auch hier handelt es bei der Vulkanisation bevorzugt um eine radikalische Vernetzung oder besonders bevorzugt um eine peroxidische Vernetzung.
In der Mischung für die Haftschicht bzw. in der Haftschicht sind ferner Fasern enthalten. Die Fasern sind in der Mischung bzw. in der Haftschicht vorzugsweise homogen verteilt. Die Fasern können rein oder in Mischform als Hybrid vorliegen.
Die Fasern sind bevorzugt Kurzfasern mit einer durchschnittlichen Faserlänge von nicht mehr als 10 mm. In einer Ausführungsform kann es sich um fibrillierte Fasern, d.h. eine Pulpe, bevorzugt fibrillierte Kurzfasern mit einer durchschnittlichen Faserlänge von nicht mehr als 10 mm, handeln. Fibrillierte Fasern haben durch die enthaltenen Fibrillen eine sehr hohe Faseroberfläche und bieten somit eine gute Anbindung an die EPDM-Matrix. Die Fasern können zur besseren Anbindung gegebenenfalls noch mit einer Beschichtung aus RFL oder einem anderen geeigneten Haftvermittler versehen sein.
Die Fasern der Haftschicht können z.B. aus Polyamid (PA), Polyimid (PI), Aramid, Polyvinylalkohol (PVA), Polyetheretherketon (PEEK), Polyester, Polysulfon (PSU), Polyoxadiazol (POD), Poly(p-phenylen-2,6-benzobisoxazol) (PBO), Polyphenylen oder Polyphenylenderivat, insbesondere Polyphenylensulfid (PPS), Baumwolle, Cellulose, Kohle oder Glas, oder einer Kombination davon, bevorzugt PVA oder Aramid, insbesondere para-Aramid oder meta-Aramid, gebildet sind. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Fasern z.B. eine Aramidpulpe.
Die Fasern, z.B. fibrillierte Fasern (Pulpe), in der Mischung für die Flaftschicht bzw. in der Flaftschicht weisen z.B. eine durchschnittliche Faserlänge im Bereich von 0,1 bis 10 mm, bevorzugt 0,5 bis 5 mm, bevorzugter 0,7 bis 3 mm, auf. Es versteht sich, dass die Längenangaben für alle der vorstehend genannten Fasermaterialien gelten.
Der Mengenanteil an Fasern in der Haftschicht liegt z.B. im Bereich von 1 bis 20 phr, bevorzugt 1,5 bis 15 phr, bevorzugter 2 bis 8 phr.
Die Haftschicht kann insbesondere in Form einer dünnen Beschichtung auf dem textilen Flächenkörper in den Elastomerartikel eingebaut werden. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Haftschicht eine Dicke im Bereich von 0,05 bis 1 ,0 mm, bevorzugt von 0,3 bis 0,5 mm, auf.
Wie bereits angeführt besteht ein besonderer Vorteil der Erfindung in einer verbesserten Haftung und einer erhöhten Lebensdauer, ohne dass der Einsatz von Fasern in dem Grundkörper erforderlich ist. Der Grundkörper kann nichtsdestotrotz aus anderen Gründen gegebenenfalls Fasern enthalten, z.B. in geringen Mengen, wobei für die Fasern dasselbe gilt, wie bezüglich der Haftschicht ausgeführt.
Jedenfalls ist der Faseranteil in der Haftschicht insbesondere größer als der Faseranteil in dem Grundkörper, bevorzugt mindestens doppelt so groß. Der Faseranteil in der Haftschicht bzw. dem Grundkörper bezieht sich dabei jeweils auf den Gewichtsanteil an Fasern in Prozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Haftschicht bzw. dem Grundkörper. In der üblichen und bevorzugten Ausführungsform ist der Grundkörper frei von Fasern. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der erfindungsgemäße Elastomerartikel ferner einen Festigkeitsträger, der in dem Grundkörper eingebettet ist.
Der Festigkeitsträger kann aus einem oder mehreren Zugsträngen gebildet werden. Mehrere Zugstränge, die nebeneinander angeordnet sind, können dabei eine Festigkeitsträgerlage bilden. Der Festigkeitsträger im Grundkörper kann durch eine Festigkeitsträgerlage oder mehrere Festigkeitsträgerlagen gebildet sein. Der Zugstrang, insbesondere in Form von Corden, kann z.B. aus Polyamid (PA), Aramid, Polyester, Glas (z.B. E- oder K-Glas), Kohle, Polyetheretherketon (PEEK) oder Polyethylen-2,6-naphthalat (PEN) gebildet sein.
Wenn der Elastomerartikel ein Riemen, insbesondere ein Antriebsriemen oder Zahnriemen ist, verlaufen die eingebetteten Zugstränge bzw. die eingebettete Zugstranglage gewöhnlich in Riemenlängsrichtung, wobei die Zugstränge bevorzugt in Cordkonstruktion sind.
Der erfindungsgemäße Elastomerartikel kann jeder Elastomerartikel auf Basis von EPDM im Textilverbund sein, z.B. ein Riemen. In der bevorzugten Ausführungsform ist der Elastomerartikel ein Antriebsriemen, bevorzugt ein Zahnriemen.
Wenn der Elastomerartikel in der bevorzugten Ausführungsform als Antriebsriemen, insbesondere als Zahnriemen ausgebildet ist, ist es bevorzugt, dass der Grundkörper eine Decklage als Riemenrücken und einen Unterbau mit einer Kraftübertragungszone, bevorzugt einer zahnförmigen Kraftübertragungszone, aufweist, wobei ein Festigkeitsträger in dem Riemenrücken eingebettet ist, der textile Flächenkörper auf der Seite des Unterbaus mit der Kraftübertragungszone angeordnet ist und die Flaftschicht zwischen Grundkörper und textilem Flächenkörper angeordnet ist. Der textile Flächenkörper ist somit über die Flaftschicht auf der Außenseite des Unterbaus des Grundkörpers mit der Kraftübertragungszone angebunden, die gewöhnlich eine Profilierung, insbesondere eine zahnförmige Profilierung, aufweist. Der Elastomerartikel in Form eines Antriebsriemens, insbesondere Zahnriemens, kann auf der Decklage mit einer Textilauflage versehen sein, die z.B. eine Schutzfunktion ausübt. Als Textilauflage eignen sich prinzipiell die textilen Flächenkörper mit den optionalen Ausrüstungen, wie sie vorstehend beschrieben wurden, so dass darauf verwiesen wird.
Die Erfindung betriff auch ein Verfahren zur Fierstellung eines Elastomerartikels, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: a) Beschichten eines textilen Flächenkörpers mit einer Mischung, die EPDM und Fasern enthält, b) Aufbauen eines Verbunds durch Aufeinanderlegen von einem unvulkanisierten Grundkörper aus einer EPDM enthaltenden Kautschukmischung und dem beschichteten textilen Flächenkörper, wobei die Beschichtung des textilen Flächenkörpers dem Grundkörper zugewandt ist, um eine Flaftschicht zu bilden, und c) Vulkanisieren des Verbunds.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere zur Fierstellung eines erfindungsgemäßen Elastomerartikels, bevorzugt eines Antriebsriemens, insbesondere Zahnriemens, wie vorstehend beschrieben. Es wird dementsprechend auf die vorstehenden Angaben zu den einzelnen Komponenten verwiesen.
Der textile Flächenkörper, insbesondere ein Gewebe, zum Beispiel aus Polyamid, ist bevorzugt mit einer polymeren Ausrüstung versehen, vorzugsweise ist er mit einem RFL ausgerüstet. Die Beschichtung des textilen Flächenkörpers mit einer Mischung, die EPDM und Fasern enthält, erfolgt gewöhnlich auf einer Seite des textilen Flächenkörpers.
Der textile Flächenkörper wird mit der Mischung, die EPDM und Fasern (z.B. eine Pulpe, wie Aramidpulpe, oder andere Kurzfasern) enthält, beschichtet, vorzugsweise dünn beschichtet, um eine dünne Haftschicht zu erhalten.
Geeignete Schichtdicken sind vorstehend angegeben.
Diese faserhaltige EPDM-Mischung kann an einer Gewebestreichanlage als Lösung aufgebracht werden oder als kalandrierte Platte auf den textilen Flächenkörper bzw. das Gewebe aufgebracht werden, insbesondere in einem Skimprozess. Der Skimprozess beinhaltet das Aufbringen einer dünnen Gummiplatte auf ein Gewebe. Das kann zum Beispiel mit einem Walzenkalander durchgeführt werden. Die Eindringtiefe der Gummiplatte in das Gewebe kann über die Prozessparameter eingestellt werden. Eine weitere Möglichkeit ist das Aufbringen einer dünnen Kalanderplatte mit Hilfe eines Andruckbandes, wie es in Rotocure Anlagen verwendet wird.
Der so beschichtete textile Flächenkörper, insbesondere Gewebe, wird dann beim Aufbauprozess des Elastomerartikels, z.B. beim Riemenaufbauprozess, mit der vorzugsweise faserfreien EPDM-Kautschukmischung für den Grundkörper konfektioniert, wobei die Beschichtung des textilen Flächenkörpers zwischen dem textilen Flächenkörper und dem Grundkörper platziert wird.
Die Vulkanisation des Verbunds erfolgt nach den üblichen Methoden der Kautschuktechnologie, mit denen der Fachmann vertraut ist, in der Regel bei erhöhter Temperatur und gegebenenfalls erhöhtem Druck. Die Mischung für die Haftschicht und die EPDM-Kautschukmischung für den Grundköper werden dabei bevorzugt peroxidisch vernetzt.
Im fertigen Produkt liegt dann nur eine sehr dünne, faserhaltige EPDM-Haftschicht an der Grenze zum textilen Flächenkörper bzw. Gewebe vor, während der Grundkörper faserfrei sein kann.
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf schematische Zeichnungen weiter erläutert. Die Zeichnungen und konkreten Ausführungsbeispielen sollen die Erfindung in keiner Weise beschränken. Fig. 1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Beispiel für einen erfindungsgemäßen Elastomerartikel. Der Elastomerartikel umfasst eine Grundkörper 1 aus einem EPDM-Elastomer, insbesondere einem faserfreien EPDM-Elastomer. Ferner ist auf einer Seite des Grundkörpers 1 ein textiler Flächenkörper 8, z.B. ein Gewebe, wie ein Polyamidgewebe, angebracht. Zwischen dem Grundkörper 1 und dem textilen Flächenkörper 8 befindet sich die Flaftschicht 10, die aus einer faserhaltigen EPDM-Matrix gebildet ist. Die Flaftschicht verbessert die Anhaftung des textilen Flächenkörpers 8 an dem Grundkörper 1.
Fig. 2 zeigt eine schematische dreidimensionale Teildarstellung eines Beispiels für einen erfindungsgemäßen Elastomerartikel in Form eines Zahnriemens mit Draufsicht auf die Kraftübertragungszone. Der Zahnriemen weist eine Decklage 2 als Riemenrücken, einen eingebetteten Festigkeitsträger 3 sowie einen Unterbau 4 auf. Der Festigkeitsträger besteht aus mehreren Zugsträngen, die nebeneinander angeordnet eine Festigkeitsträgerlage bilden, und zwar hier im Rahmen einer einlagigen Ausführung. Der Zugstrang, insbesondere in Form von Corden, kann z.B. aus Polyamid (PA), Aramid, Polyester, Glas (z.B. E- oder K- Glas), Kohle, Polyetheretherketon (PEEK) oder Polyethylen-2,6-naphthalat (PEN) bestehen.
Die Decklage 2 und der Unterbau 4 bilden als Gesamteinheit den elastischen bzw. elastomeren Grundkörper 1 , der aus einem EPDM-Vulkanisat, z.B. auf Basis von unverschnittenem EPDM oder einem EPM/EPD-Verschnitt, besteht.
Der Unterbau 4 ist mit einer zahnförmigen Profilierung, umfassend Zähne 5 und Zahnstege 6, versehen und bildet die Kraftübertragungszone 7, die besonders verschleißanfällig ist durch Abrieb und den Einfluss von Ölen. Aus diesem Grunde ist die Kraftübertragungszone mit einem textilem Flächenkörper 8 ausgestattet, der ein Gewebe, Gewirke oder Gestrick sein kann, wobei Gewebe bevorzugt ist, insbesondere bei einem Zahnriemen. Der textile Flächenkörper, insbesondere das Gewebe, kann z.B. aus Polyamid (PA), Polyester, Baumwolle, Aramid, Polyetheretherketon (PEEK) oder Kombinationen davon gebildet sein. Der textile Flächenkörper ist vorzugsweise mit einer polymeren Ausrüstung versehen, z.B. damit getränkt und/oder oberflächenbeschichtet (Außenschicht 9). Bevorzugt handelt es sich um eine Ausrüstung mit RFL, z.B. ein mit RFL ausgerüstetes Polyamidgewebe.
Zwischen dem textilen Flächenkörper 8 und dem Unterbau 4 des Grundkörpers befindet sich die Flaftschicht 10 aus einem faserhaltigen EPDM-Vulkanisat, die hier aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt ist (vgl. Fig. 3).
Die Decklage 2 ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 frei von einer schützenden Textilauflage. Ansonsten entspricht das Ausführungsbeispiel dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3.
Fig. 3 zeigt einen schematischen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Elastomerartikel in Form eines Zahnriemens analog dem Beispiel von Fig. 2. Der Zahnriemen nach Fig. 3 umfasst eine Decklage 2 als Riemenrücken, einen eingebetteten Festigkeitsträger 3 in Form von Zugsträngen und einen Unterbau 4 mit einer zahnförmigen Kraftübertragungszone 7. Auf dem Unterbau 4 ist der textile Flächenkörper 8 aufgebracht. Zwischen dem textilen Flächenkörper 8 und dem Unterbau 4 ist die Haftschicht 10 aus faserhaltigen EPDM-Vulkanisat angeordnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Decklage 2 noch mit einer Textilauflage 11 ausgestattet. Hinsichtlich Werkstoffdetails der jeweiligen Komponenten wird auf die Beschreibung gemäß Fig. 2 verwiesen.
Beispiele
Bei den in den folgenden Beispielen eingesetzten Fasern handelt sich um Aramidpulpe. Der Anteil in der faserhaltiger EPDM-Beschichtung (Haftschicht) beträgt hier jeweils 3 phr. Die durchschnittliche Faserlänge beträgt 1-1,5 mm. Die Schichtdicke der Haftschicht beträgt 0,4 mm. Alle eingesetzten EPDM-Mischungen sind reine EPDM-Mischungen ohne andere Arten von Kautschuk (unverschnitten) und wurden peroxidisch vernetzt.
Der Aufbau der in Beispielen 2 und 3 hergestellten Zahnriemen entspricht dem Aufbau gemäß den Fig. 2 und 3.
Beispiel 1:
Es werden unterschiedlich beschichtete Polyamidgewebe auf eine unvulkanisierte Gummiplatte aus einer faserfreien Mischung auf Basis einer peroxidvernetzenden EPDM-Kautschukmischung gelegt, wobei die Beschichtung des Gewebes jeweils zwischen Gewebe und Gummiplatte platziert wird und als Haftschicht dient. Das Gebilde wird 20 Minuten bei 180°C unter Druck vulkanisiert. Die EPDM-Haftschicht ist einmal faserfrei und einmal faserhaltig. Alle anderen Bestandteile für die faserfreie EPDM-Beschichtung und die faserhaltige EPDM- Beschichtung sind identisch.
Die Trennkraft wurde gemäß der Messmethode nach DIN 53530 bestimmt. Je nach eingesetzter Beschichtung für das Polyamidgewebe ergeben sich folgende Trennkräfte:
Figure imgf000014_0001
Fazit: Die Beschichtung mit faserhaltiger EPDM Mischung zeigt eine signifikante Verbesserung der Haftungswerte.
Beispiel 2:
Zahnriemen aus EPDM, die mit Polychloropren, nichtfaserhaltigem und faserhaltigem EPDM-beschichtetem Gewebe (Polyamidgewebe wie in Beispiel 1) hergestellt wurden, werden auf einem Fünfscheibenprüfstand bei Raumtemperatur und 7 kW Kraft geprüft. Die Vulkanisationsbedingen für das Produkt sind 30 min bei 180°C.
Es ergeben sich folgen Laufzeiten bis zur Zerstörung des Riemens für die jeweilige Beschichtung:
Polychloropren-Beschichtung: 210 h EPDM faserfreie Beschichtung: 260 h EPDM faserhaltige Beschichtung: 330 h
Beispiel 3:
Zahnriemen aus EPDM, die mit Polychloropren, nichtfaserhaltigem und faserhaltigem EPDM beschichtetem Gewebe (Polyamidgewebe wie in Beispiel 1) hergestellt wurden, werden auf einem Fünfscheibenprüfstand bei 120°C und 5 kW Kraft geprüft. Die Vulkanisationsbedingen für das Produkt sind 30 min bei 180°C.
Es ergeben sich folgen Laufzeiten bis zur Zerstörung des Riemens für die jeweilige Beschichtung:
Polychloropren Beschichtung: 150 h EPDM faserfreie Beschichtung: 198 h EPDM faserhaltige Beschichtung: 315 h Bezugszeichenliste
1 Grundkörper
2 Decklage des Grundkörpers als Riemenrücken 3 Festigkeitsträger in Form von Zugsträngen
4 Unterbau des Grundkörpers
5 Zahn des Grundkörpers
6 Zahnsteg des Grundkörpers
7 Kraftübertragungszone 8 textiler Flächenkörper
9 Außenschicht aus Polymer
10 Flaftschicht
11 Textilauflage

Claims

Patentansprüche
1. Elastomerartikel, umfassend einen Grundkörper (1) aus einer vulkanisierten Kautschukmischung enthaltend Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), einen textilen Flächenkörper (8) und eine Haftschicht (10) zwischen dem Grundkörper und dem textilen Flächenkörper, wobei die Haftschicht aus einer vulkanisierten Mischung, enthaltend EPDM und Fasern, gebildet ist.
2. Elastomerartikel nach Anspruch 1, wobei die Kautschukmischung für den Grundkörper (1) EPDM unverschnitten oder im Verschnitt mit mindestens einem weiteren Kautschuk enthält und/oder die Mischung für die Haftschicht (10) EPDM unverschnitten oder im Verschnitt mit mindestens einem weiteren Kautschuk enthält.
3. Elastomerartikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der textile Flächenkörper (8) ein Gewebe, ein Gewirke oder ein Gestrick, bevorzugt ein Gewebe, ist.
4. Elastomerartikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der textile Flächenkörper (8) aus Polyamid (PA), Polyester, Baumwolle, Aramid, Polyetheretherketon (PEEK), Polyimid (PI) oder einer Kombination davon gebildet ist.
5. Elastomerartikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der textile Flächenkörper (8) mit einer polymeren Ausrüstung versehen ist, wobei die polymere Ausrüstung bevorzugt aus fluorhaltigem Polymer, Silicon, Polyurethan (PU), Resorcin-Formaldehyd-Latex (RFL) oder einer Kombination davon, bevorzugter aus RFL, gebildet ist.
6. Elastomerartikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Faseranteil in der Haftschicht (10) größer ist als der Faseranteil in dem Grundkörper (1), wobei der Grundkörper bevorzugt frei von Fasern ist.
7. Elastomerartikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Fasern der Haftschicht aus Polyamid (PA), Polyimid (PI), Aramid, Polyvinylalkohol (PVA), Polyetheretherketon (PEEK), Polyester, Polysulfon (PSU), Polyoxadiazol (POD), Poly(p-phenylen-2,6-benzobisoxazol) (PBO), Polyphenylen oder Polyphenylenderivat, insbesondere Polyphenylensulfid (PPS), Baumwolle, Cellulose, Kohle oder Glas, bevorzugt PVA oder Aramid, insbesondere para- Aramid oder meta-Aramid, oder einer Kombination davon gebildet sind.
8. Elastomerartikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Fasern der Haftschicht eine durchschnittliche Faserlänge im Bereich von 0,1 bis 10 mm, bevorzugt 0,5 bis 5 mm, bevorzugter 0,7 bis 3 mm, aufweisen und/oder wobei die Fasern fibrillierte Fasern sind.
9. Elastomerartikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Mengenanteil an Fasern in der Haftschicht 1 bis 20 phr, bevorzugt 1,5 bis 15 phr, bevorzugter 2 bis 8 phr, beträgt.
10. Elastomerartikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Haftschicht eine Dicke im Bereich von 0,05 bis 1 ,0 mm, bevorzugt von 0,3 bis 0,5 mm, aufweist.
11. Elastomerartikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend einen Festigkeitsträger (3), der in dem Grundkörper (1) eingebettet ist.
12. Elastomerartikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Elastomerartikel ein Antriebsriemen, bevorzugt ein Zahnriemen, ist.
13. Elastomerartikel nach Anspruch 12, wobei der Grundkörper eine Decklage (2) als Riemenrücken und einen Unterbau (4) mit einer Kraftübertragungszone (7), bevorzugt einer zahnförmigen Kraftübertragungszone (7), umfasst, wobei ein Festigkeitsträger (3) in dem Riemenrücken eingebettet ist, der textile Flächenkörper (8) auf der Seite des Unterbaus mit der Kraftübertragungszone angeordnet ist und die Haftschicht (10) zwischen Grundkörper und textilem Flächenkörper angeordnet ist.
14. Verfahren zur Herstellung eines Elastomerartikels, umfassend a) Beschichten eines textilen Flächenkörpers (8) mit einer Mischung, die EPDM und Fasern enthält, b) Aufbauen eines Verbunds durch Aufeinanderlegen von einem unvulkanisierten Grundkörper (1) aus einer EPDM enthaltenden Kautschukmischung und dem beschichteten textilen Flächenkörper, wobei die Beschichtung des textilen Flächenkörpers dem Grundkörper zugewandt ist, um eine Haftschicht (10) zu bilden, und c) Vulkanisieren des Verbunds.
15. Verfahren nach Anspruch 14 zur Herstellung eines Elastomerartikels nach einem der Ansprüche 1 bis 13.
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