DE1769814A1

DE1769814A1 - Process for treating and impregnating glass fibers to reinforce elastomeric materials

Info

Publication number: DE1769814A1
Application number: DE19681769814
Authority: DE
Inventors: Leary David Edward; Alfred Marzocchi; Janetos Nicholas Simon
Original assignee: Owens Corning Fiberglas Corp
Current assignee: Owens Corning
Priority date: 1967-07-25
Filing date: 1968-07-18
Publication date: 1971-07-15
Also published as: SE337469B; CH486313A; CA927259A; GB1179380A; NL6810570A; DK127877B; DK123163B; LU56585A1; DK124122B; FR1576043A; BE718589A

Description

OH.-ING. DIPL.-INS. U.SC. DIPL-PHYS. DR. DIPL-PHY3. OH. -ING. DIPL.-INS. U.SC. DIPL-PHYS. DR. DIPL-PHY3.

HÖGER - STELLRECHT - GRIESSBACH - HAECKERHÖGER - LEGAL RIGHTS - GRIESSBACH - HAECKER

PATENTANWÄLTE IN STUTTGART 1 *7 R Q Q 1 /PATENT LAWYERS IN STUTTGART 1 * 7 R Q Q 1 /

A 36 602 bA 36 602 b

Verfahren zum Behandeln und Imprägnieren von Glasfasern zur Verstärkung von elastomeren StoffenProcess for treating and impregnating glass fibers to reinforce elastomeric materials

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln und Imprägnieren von Glasfasern zur Verstärkung von elastomeren Stoffen, um glasfaserverstärkte Produkte wie Gummiriemen, Gummireifen und dergleichen herzustellen, die aus natürlichem oder synthetischem Gummi oder Kautschuk bestehen, und deren Festigkeit, Zähigkeit und DimensionsstaMlität durch Glasfasern stark verbessert wird.The invention relates to a method for treating and impregnating from glass fibers to reinforce elastomeric materials to glass fiber reinforced products such as rubber belts and rubber tires and the like made of natural or synthetic rubber or caoutchouc, and their Strength, toughness and dimensional stability are greatly improved by glass fibers.

Über die Anwendung von Glasfasern als Verstärkung für derartige elastomere Stoffe sind bereits umfangreiche Untersuchungen und Entwicklungsarbeiten durchgeführt worden. Es wurde nun gefunden, daß eine optimale Ausnützung der hohen Festigkeit und Zähigkeit, die durch die Glasfasern geschaffen wird, dann möglich ist, wenn diese Glasfasern sich mit demExtensive information is already available on the use of glass fibers as reinforcement for such elastomeric materials Research and development work has been carried out. It has now been found that an optimal use of the high Strength and toughness, which is created by the glass fibers, is possible when these glass fibers are in contact with the

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elastomeren Stoff verbinden und die kontinuierliche Phase des elastomeren Produktes bilden, wobei die Glasfasern in Form von Glasfaserbündeln aus einigen hundert Glasfaden vorliegen und diese Glasfaserbündel mit etwa 10 bis 12 Gewichtsprozent und vorzugsweise mehr als 13 Gewichtsprozent eines Imprägniermittels auf elastomerer Basis imprägniert oder überzogen sind.elastomeric fabric connect and the continuous phase of the elastomeric product, the glass fibers in the form of glass fiber bundles made of a few hundred glass threads are present and these glass fiber bundles at about 10 to 12 percent by weight and preferably more than 13 percent by weight an impregnating agent based on elastomer are impregnated or coated.

Es hat sich als schwierig gezeigt, eine 10 bis 15 ^ige Imprägnierung oder Beladung der Glasfasern mit einem elastomeren Imprägniermittel zu erreichen, wenn eine gleichmäßige Verteilung des Imprägniermittels über den gesamten Querschnitt des Glasfaserbündels erhalten und beibehalten werden soll. Die gewünschte Imprägniermittelmenge kann durch mehrfaches Tränken aufgebracht werden, das Imprägniermittel baut sich jedoch auf den Außenflächen des Glasfaserbündels auf und dringt, wenn überhaupt, nur sehr wenig ins Innere des Glasfaserbündels ein. Hierdurch bleiben die meisten der Glasfasern im Zentrum des Bündels gegen Zerstörung oder Beschädigung durch wechselseitigen Abrieb ungeschützt und die Glasfasern im Zentrum sind mit dem elastomeren System nicht verbunden und daher effektiv nicht in der Lage, zur Festigkeit oder Zähigkeit des glasfaserverstärkten Kautschukproduktes beizutragen. It has proven difficult to get a 10 to 15 ^ ige Impregnation or loading of the glass fibers with an elastomeric impregnant to achieve a uniform Distribution of the impregnating agent over the entire cross-section of the glass fiber bundle should be obtained and maintained. The desired amount of impregnating agent can be applied by soaking several times, the impregnating agent builds up however, on the outer surfaces of the fiber optic bundle and penetrates very little, if at all, into the interior of the fiber optic bundle a. This will keep most of the glass fibers in the center of the bundle against destruction or damage unprotected by mutual abrasion and the glass fibers in the center are not connected to the elastomeric system and therefore effectively unable to contribute to the strength or toughness of the glass fiber reinforced rubber product.

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Es wurden Versuche gemacht, eine höhere Beladung über das gesamte Glasfaserbündel unter gleichmäßiger Verteilung des elastomeren Imprägniermittels zu erreichen, indem das Imprägniermittel auf die Glasfaden während deren Herstellung aufgebracht wird und ehe die Pasern oder Fäden zusammengefaßt werden, um eine Litze oder ein Garn etc. zu bilden. Wenn jedoch der gesamte Anteil an Imprägniermittel bei der Herstellung der Glasfasern auf deren Oberflächen aufgebracht wird, wird es schwierig wenn nicht unmöglich, das Glasfaserbündel in die Form zu bringen, die bei der Verwendung als Verstärkung erwünscht ist, zum Beispiel in die Form von Litzen, Garnen oder Seilen, wozu die Fasern dubliert, verdrillt oder gezogen werden, oder wenn die Fasern in Gewebe eingewebt werden.Attempts have been made to achieve a higher loading over the entire glass fiber bundle with an even distribution of the elastomeric impregnating agent to be achieved by applying the impregnating agent to the glass thread during the process Manufacture is applied and before the pasers or threads are combined to a braid or a yarn, etc. to form. However, if the entire proportion of impregnant in the manufacture of the glass fibers on their surfaces is applied, it becomes difficult, if not impossible, to shape the fiber optic bundle into the shape it would have when Use as reinforcement is desired, for example in the form of strands, yarns or ropes, including the fibers doubled, twisted, or drawn, or when the fibers are woven into fabric.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Erzeugung von Glasfaserbündeln, wie Litzen, Garnen, Seilen oder Geweben zu schaffen, wobei das Glasfaserbündel mit einem elastomeren Imprägniermittel in einer Menge von mehr als 10 $ des Gewichtes der Glasfasern und vorzugs- weiee in einer Menge von mehr als 13 bis 14 % imprägniert und das Imprägniermittel über den gesamten Querschnitt des Glasfaserbündels verteilt wird. Hierdurch können die Glasfasern besser als Verstärkung ausgenützt und die Festigkeit und Zähigkeit des elastomeren Glasfaserproduktes gesteigert werden.The invention is therefore based on the object of creating a method for the production of glass fiber bundles, such as strands, yarns, ropes or fabrics, the glass fiber bundle with an elastomeric impregnating agent in an amount of more than 10 $ of the weight of the glass fibers and preferably in white impregnated in an amount of more than 13 to 14 % and the impregnating agent is distributed over the entire cross section of the glass fiber bundle. As a result, the glass fibers can be better used as reinforcement and the strength and toughness of the elastomeric glass fiber product can be increased.

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Die imprägnierten Glasfasern eignen sich besser zur Verbindung mit elastomeren Stoffen bei der Herstellung von glasfaserverstärkten elastomeren Erzeugnissen und sie können besser in die Form gebracht werden, die bei der Kombination mit dem elastomeren Material erforderlich ist, das die gewünschte Menge an elastomerera Imprägniermittel in der gewünschten Verteilung über das gesamte Glasfaserbündel aufnimmt, um die Verwendbarkeit der Glasfasern als Mittel zur Verstärkung, zur Erhöhung der Festigkeit und der Zähigkeit besser ausnutzen zu können.The impregnated glass fibers are more suitable for bonding with elastomeric materials during manufacture of fiberglass-reinforced elastomeric products and they can be better brought into the shape that the Combination with the elastomeric material is required that has the desired amount of elastomerera impregnating agent in the desired distribution over the entire fiber optic bundle in order to ensure the usability of the glass fibers as Means for reinforcement, to increase the strength and the toughness to be able to better exploit.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die einzelnen Glasfasern ,ehe sie zu einem Bündel zusammengefaßt werden, mit einem elastomeren Mittel in einer Menge von bis zu 8 $> des Gewichtes der Glasfasern überzogen werden, daß dann die überzogenen Glasfasern zu Glasfaserbündeln zusammengefaßt und diese Bündel in die für die Verbindung mit dem Elastomer erwünschte Form weiterbearbeitet werden, und daß das so bearbeitete Glasfaserbündel vor seiner Verbindung mit dem Elastomer mit einem Imprägniermittel auf Kautschukbasis imprägniert wird, so daß der Anteil des Gesamtüberzugs aus den elastomeren Imprägniermitteln mehr als 12 $> des Gewichtes der Glasfasern beträgt.The object on which the invention is based is achieved in that the individual glass fibers, before they are combined into a bundle, are coated with an elastomeric agent in an amount of up to 8% the weight of the glass fibers, and then the coated glass fibers are combined into glass fiber bundles and these bundles are further processed into the shape desired for the connection with the elastomer, and that the thus processed glass fiber bundle is impregnated with a rubber-based impregnating agent before its connection with the elastomer, so that the proportion of the total coating of the elastomeric impregnating agents is more than $ 12 > the weight of the glass fibers.

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Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert, in derAn example embodiment of the invention is explained below with reference to the drawing in which

Figur 1 schematisch eine Stufe des Verfahrens zum Überziehen der Glasfasern bei der Herstellung zeigt.Figure 1 shows schematically one stage of the process for coating the glass fibers during manufacture.

• Figur 2 ist ein Schnitt durch das gemäß Figur 1 hergestellte Glasfaserbündel.• FIG. 2 is a section through the glass fiber bundle produced according to FIG.

Figur 3 zeigt schematisch eine weitere Stufe der Behandlung der Glasfasern gemäß der Erfindung und.FIG. 3 shows schematically a further stage in the treatment of the glass fibers according to the invention and.

Figur 4 zeigt einen Schnitt durch ein gemäß den Verfahrensstufen der Figuren 1 und 3 hergestelltes Glasfaserbündel. FIG. 4 shows a section through a glass fiber bundle produced in accordance with the process steps of FIGS. 1 and 3.

Die Erfindung hängt nicht von der Verwendung irgendeines besonderen Imprägniermittels auf Kautschukbasis für die Glasfasern ab noch von irgendeinem besonderen elastomeren Material, mit dem die Glasfasern bei der Herstellung des glasfaserverstärkten Erzeugnisses kombiniert werden. Es können Imprägniermittel auf elastomerer Basis der obengenannten Art verwendet werden, die zur Verwendung mit Glasfasern entwickelt wurden, und die in den USA-Patentanmeldungen »r. 398 305, Nr. 400 517, Nr. 397 956 und Nr. 494 654 beschrieben sind.The invention does not depend on the use of any particular rubber-based impregnating agent for The glass fibers also depend on some particular elastomeric material with which the glass fibers are used in manufacture of the glass fiber reinforced product. Impregnating agents based on elastomer of the above can be used Kinds designed for use with fiberglass and those described in United States patent applications »R. 398 305, No. 400 517, No. 397 956 and No. 494 654 are described.

Als elastomeres Material, das den kontinuierlichen Teil des fertigen Produktes bildet, kann Naturgummi oder ein synthetischer Gummi wie Neopren, Isopren, Butylgummi, Butadienacrylonitrilcopqlymer, Butadienstyrolcopolymer oderAs the elastomeric material that forms the continuous part of the finished product, natural rubber or a synthetic rubber such as neoprene, isoprene, butyl rubber, butadiene acrylonitrile copolymer, butadiene styrene copolymer or

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ein anderer synthetischer Gummi verwendet werden.another synthetic rubber can be used.

Wenn auf die Glasfasern bei ihrer Herstellung weniger als 8 $ und vorzugsweise weniger als 6 $ des Gewichtes der Glasfasern an elastomerem Imprägniermittel aufgebracht wird, können die überzogenen Glasfasern zusammen ausgehärtet und dabei in die Form einer Litze gebracht werden, die durch eine Vielzahl von Glasfasern gebildet wird, und diese Litze kann weiterbehandelt werden, ohne daß die Garne, Seile oder Gewebe anfressen, oder einem Abrieb unterliegen, wobei das elastomere Imprägniermittel in und über das gesamte Glasfaserbündel gleichmäßig verteilt bleibt. Nachdem das Glasfaserbündel in die zur Verwendung als Verstärkung notwendige Form gebracht worden ist, kann es mit dem Imprägniermittel getränkt oder anderweitig benetzt werden, um die zusätzliche Menge an elastomerem Imprägniermittel aufzubringen, die zur besten Ausnützung der Glasfasern in dem elastomeren Endprodukt notwendig ist.If less than $ 8 and preferably less than $ 6 des Weight of the glass fibers is applied to elastomeric impregnation agent, the coated glass fibers can together cured and thereby brought into the shape of a strand, which is formed by a large number of glass fibers, and this strand can be treated further without the yarn, rope or fabric corroding or being subject to abrasion, wherein the elastomeric impregnating agent remains evenly distributed in and over the entire glass fiber bundle. After that If the glass fiber bundle has been brought into the form necessary for use as reinforcement, it can be treated with the impregnating agent soaked or otherwise wetted in order to apply the additional amount of elastomeric impregnation agent, which is necessary for the best utilization of the glass fibers in the elastomeric end product.

Auf die Glasfasern wird also bei der Herstellung ein Teil des Imprägniermittels,und zwar eine Menge von weniger als 10 Jo des Gewichtes der Glasfasern, bezogen auf das Trockengewicht des Imprägniermittels, aber vorzugsweise mehr als 4 i> des Gewichtes der Glasfasern aufgebracht. Vorzugsweise wird ein Überzug aufgebracht, dessen Anteil im Bereich von 7 bis 8 $> des Gewichtes der Glasfasern liegt, bezogen aufPart of the impregnating agent is applied to the glass fibers during production, namely an amount of less than 10 Jo of the weight of the glass fibers, based on the dry weight of the impregnating agent, but preferably more than 4 liters of the weight of the glass fibers. Preferably, a coating is applied, the proportion of the weight of the glass fibers in the range of 7 to 8 $>, based on

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sein Trockengewicht, und es werden die so klassierten Glasfasern zu Litzen, Garnen, Seilen, Geweben oder andere gebündelte Formen weiterverarbeitet, die aus einer Vielzahl dieser überzogenen Glasfasern bestehen, worauf die zuvor mit dem Imprägniermittel überzogenen Glasfaserbündel Imprägniert werden, um den gesamten Imprägniermittelanteil auf mehr als 12 $> und vorzugsweise auf einen Anteil im Bereich von 13 bis 18 $> des Gewichtes der Glasfasern zu bringen, bezogen auf das Trockengewicht des Imprägniermittels. its dry weight, and the glass fibers classified in this way are processed into strands, yarns, ropes, fabrics or other bundled forms, which consist of a large number of these coated glass fibers, whereupon the glass fiber bundles previously coated with the impregnating agent are impregnated to increase the total amount of impregnating agent than 12 $> and preferably to a proportion in the range from 13 to 18 $> of the weight of the glass fibers, based on the dry weight of the impregnating agent.

Das fertige Glasfaserbündel enthält in seinen äußeren !eilen sehr viel Imprägniermittel, es ist jedoch auch über seinen gesamten Querschnitt genügend viel Imprägniermittel gleichmäßig verteilt, um eine optimale Ausnützung der Glasfasern als Verstärkung für das elastomere Material zu erreichen, aus welchem das elastomere Erzeugnis hergestellt ist. Die Imprägnierung des Bündels aus bereits überzogenen Glasfasern kann durch das übliche Eintauchen erfolgen oder durch Überziehen des Bündels in einer Strömung, wobei das Bündel einmal oder mehrmals, vorzugsweise mit einer Zwischentrocknung, eingetaucht und getränkt wird.The finished fiberglass bundle contains a great deal of impregnating agent in its outer parts, but it is also over A sufficient amount of impregnating agent is evenly distributed over its entire cross-section in order to make optimum use of the glass fibers as reinforcement for the elastomeric material from which the elastomeric product is made is. The bundle of already coated glass fibers can be impregnated by the usual immersion or by coating the bundle in a flow, the bundle once or several times, preferably with intermediate drying, is immersed and soaked.

Das fertige Bündel kann in der bei GlasfaserverStärkungen üblichen Weise mit dem fortlaufenden elastomeren Material verbunden werden, indem es zum Beispiel bei der Herstellung von Riemen oder Bändern um Gummischichten gewickeltThe finished bundle can be used in the case of fiberglass reinforcements usual way to be connected to the continuous elastomeric material, for example by making it wrapped around layers of rubber by straps or ribbons

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wird, wie in der USA-Patentanmeldung Nr. 247 244 beschrieben ist, oder indem bei der Herstellung von Reifen die Seile radial oder schräg eingelegt werden, wie in der USA-Patentanmeldung Nr. 453 938 beschrieben ist.as described in U.S. Patent Application No. 247,244 or by in the manufacture of tires the ropes are laid radially or at an angle, as described in U.S. Patent Application No. 453,938.

Nachfolgend werden Beispiele der Imprägniermittel zur Behandlung der Glasfasern gemäß der Erfindung gegeben:The following are examples of the impregnating agents for treating the glass fibers according to the invention:

Imprägniermittel, wie in der USA-Patentanmeldung Nr. 398 305 beschrieben:Impregnating agents as described in U.S. Patent Application No. 398 305:

Beispiel 1example 1

Gewichtsprozent Naturgummi-Latex-Resorcinol-Pormaldehydharz, verteilt in einer wässrigen Lösung bis zu 38 # Peststoffen (Lotoi 5440, US Rubber Company)Weight percent natural rubber-latex-resorcinol-formaldehyde resin, disperses up to 38 # pesticides in an aqueous solution (Lotoi 5440, US Rubber Company)

Gewichtsprozent WasserWeight percent water

Beispiel 2Example 2

Gewichtsprozent Naturgummi-Latex-Resorcinol-Formaldehydharz, verteilt in einer wässrigen Lösung bis zu 38 fi Peststoffen Weight percent natural rubber-latex-resorcinol-formaldehyde resin, distributed in an aqueous solution up to 38 fi pesticides

Gewichtsprozent Wasser
Gewichtsprozent Gamma-AminopropyltriäthoxysilanWeight percent water
Weight percent gamma-aminopropyltriethoxysilane

Das Gemisch aus Wasser und der Dispersion wurde vor der Zugabe des Silane mit quartärem Ammoniumhydroxyd alkalisch gemacht.The mixture of water and the dispersion was before the addition of the silane with quaternary ammonium hydroxide made alkaline.

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Imprägniermittel, wie in der USA-Patentanemldung ITr. 400 "beschrieben:Impregnation agent, as in the USA patent application ITr. 400 "described:

Beispiel 3Example 3

2,0 Gewichtsteile Resorcinol-Formaldehydharz 1,4 GewiehtBteile Fonnaldehyd2.0 parts by weight resorcinol-formaldehyde resin 1.4 parts by weight formaldehyde

5,0 Gewichtsteile "konzentriertes Ammoniumhydroxyd5.0 parts by weight of "concentrated ammonium hydroxide

25,0 Gewichtsteile Vinyl-Pyrtfidin-Butadien-Styrol-Eerpolymer, 41 ^ Feststoffe (Gentac FS, General Tire & Rubber Company)25.0 parts by weight of vinyl pyramidine butadiene styrene polymer, 41 ^ Solids (Gentac FS, General Tire & Rubber Company)

50,0 Gewichtsteile Neopren-Gummilatex (50 $ Feststoffe) 7,4 GewiohtBteile Butadien-Latex (60 # Feststoffe) 0,2 Gewichtsteile Hatriumhydroxyd50.0 parts by weight neoprene rubber latex ($ 50 solids) 7.4 parts by weight of butadiene latex (60 # solids) 0.2 parts by weight of sodium hydroxide

58,0 Gewichtsteile Wasser58.0 parts by weight of water

Beispiel 4Example 4

2,0 Gewichtsteile Resorcinol-Formaldehydharz 1,0 Gewichtsteile Formaldehyd (37 $ige Lösung) 2,7 Gewichtsteile "konzentriertes Ammoniumhydroxyd2.0 parts by weight resorcinol formaldehyde resin 1.0 parts by weight formaldehyde (37 $ solution) 2.7 parts by weight of "concentrated ammonium hydroxide

25,0 Gewichtsteile Vinyl-Pyridin-Terpolymer-Latex25.0 parts by weight vinyl pyridine terpolymer latex

(42 # Feststoffe)(42 # solids)

41,0 Gewichtsteile Neopren-Gummilatex (50 °/> Feststoffe) 5,0 Gewichtsteile Butadien-Latex (60 fi Feststoffe)41.0 parts by weight neoprene rubber latex (50 ° /> solids) 5.0 parts by weight butadiene latex (60 fi solids)

0,05 Gewichtsteile ITatriumhydroxyd 1,0 Gewichtsteile Gamma-Aminopropyltriäthoxysilan Gewichtsteile V/asser0.05 part by weight of sodium hydroxide 1.0 part by weight of gamma-aminopropyltriethoxysilane Parts by weight v / water

Imprägniermittel, wie in der USA-Patentanmeldung Nr. 494 beschrieben:Impregnating agents as described in U.S. Patent Application No. 494:

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Beispiel 5Example 5

220 Gewichtsteile Wasser
1,0 Gewichtsteile Natriumhydroxyd220 parts by weight of water
1.0 part by weight sodium hydroxide

22 Gewichtsteile Resorcinol-Formaldehydharz22 parts by weight of resorcinol-formaldehyde resin

(70 £ Peststoffe)(£ 70 pests)

15 Gewichtsteile Formalin15 parts by weight of formalin

30 Gewichtsteile Ammoniumhydroxyd30 parts by weight of ammonium hydroxide

250 Gewichtsteile Vinyl-Pyridin-Butadien-Styrol-T er polymer-Latex (41 τ> Peststoffe)250 parts by weight vinyl-pyridine-butadiene-styrene- ter polymer latex (41 τ> pesticides)

415 Gewichtsteile Neopren-Gummilatex (50 i» Peststoffe)415 parts by weight of neoprene rubber latex (50 i »pesticides)

51 Gewichtsteile Butadien-Gummilatex (60 36 Peststoffe) 115 Gewichtsteile Ofenruß51 parts by weight butadiene rubber latex (60 36 pesticides) 115 parts by weight of furnace black

Durch schnelle Verdünnung der schmelzflüssigen Glasstrahlen 12, die aus Öffnungen im Boden einer Muffe 16, die schmelzflüssiges Glas enthält, austreten, werden fortlaufende Glasfasern oder Glasfaden 10 hergestellt. Die schmelzflüssigen Strahlen werden schnell zu Päden oder Pasern verdünnt und zu einem Bündel oder einer Litze 18 zusammengefaßt, indem sie um eine schnell rotierende Trommel 20 geführt werden.By rapidly diluting the molten glass jets 12 emerging from openings in the bottom of a sleeve 16, the molten Contains glass, leak, continuous glass fibers or glass thread 10 are produced. The molten ones Rays are quickly thinned and closed to pads or pasers a bundle or a strand 18 combined by being guided around a rapidly rotating drum 20.

Die Imprägniermittel nach den Beispielen 1 bis 5 oderThe impregnating agents according to Examples 1 to 5 or

'r'r

andere Imprägniermittel auf Gummibasis werden auf die einzelnen Glasfaden 10 aufgebracht, ehe diese zusammengefaßt werden, und zwar beispielsweise mit Hilfe eines Polsters 22, so daß die einzelnen Fasern oder Päden separat mit einer Schicht des Imprägniermittels überzogen werden.other rubber-based impregnating agents are applied to the individual glass threads 10 before they are combined, for example with the help of a pad 22, so that the individual fibers or threads separately with a layer of the Impregnating agent are coated.

Vorzugsweise wird dieses Mittel mit Hilfe einer Rolle aufgebracht, deren Umfang kontinuierlich durch ein Blatt oderPreferably, this agent is applied with the help of a roller, the circumference of which is continuous by a sheet or

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eine Bürste benetzt wird, die von einem Behälter 26 versorgt v/erden und die einzelnen Päden laufen über den Umfang der Rolle 24, nachdem sie verdünnt worden sind, aber ehe sie zu einem Bündel zusammengefaßt werden. An Stelle einer Rolle kann ein Polster 22 verwendet werden, das mit der Imprägnierlösung getränkt ist und durch das die Päden zu einem Bündel zusammengefaßt werden, so daß die Einzelfäden 10 mit dem Imprägniermittel getränkt werden. Es kann mehr als eine Rolle verwendet werden, um die einzelnen Glasfaden oder Glasfasern zu tränken, was in einigem Umfang von dem Peststoffgehalt des ÜberzugBmittels und der Menge abhängt, die durch die Fasern aufgenommen wird. Die einzelnen Glasfasern erhalten so einen Überzug 30, der ein Gewicht, bezogen auf das Trockengewicht der Peststoffe, von mehr als 4 $>, aber weniger als 10 $ und vorzugsweise etwa 7 bis 8 $ des Gewichtes der Glasfasern hat.a brush is wetted, which is supplied by a container 26 and the individual strands run over the circumference of the roll 24 after they have been thinned but before they are combined into a bundle. Instead of a roll, a pad 22 can be used which is impregnated with the impregnating solution and by means of which the threads are combined into a bundle so that the individual threads 10 are impregnated with the impregnating agent. More than one roller can be used to soak the individual glass filaments or fibers, depending to some extent on the contaminant content of the coating agent and the amount that is picked up by the fibers. The individual glass fibers are thus provided with a coating 30 which has a weight, based on the dry weight of the pesticides, of more than 4 $> but less than 10 $ and preferably about 7 to 8 $ of the weight of the glass fibers.

Die Bündel 18 aus überzogenen Glasfasern können in der üblichen Weise durch Dublieren, Verdrillen und Weben zu Litzen, Garnen, Seilen oder Geweben weiterverarbeitet werden, und die hier kollektiv als Bündel bezeichnet werden und zur Verstärkung elastomerer Stoffe dienen.The bundles 18 of coated glass fibers can be doubled, twisted and woven in the usual manner are further processed into strands, yarns, ropes or fabrics, and which are collectively referred to here as bundles and serve to reinforce elastomeric fabrics.

Nachdem die überzogenen Glasfasern in die gewünschte Btindelform gebracht worden sind, um bei der Herstellung von glasfaserverstärkten elastomeren Erzeugnissen mit dem kontinuierlichen Elastomer kombiniert werden zu können, werden 'After the coated fiberglass into the desired Btindelform have been brought to the production of glass fiber reinforced elastomeric products with the continuous To be able to be combined with elastomer '

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sie in eines der genannten Imprägniermittel auf Gumraibasis der Beispiele 1 bis 5 oder in ein anderes Imprägniermittel auf Gummibasis eingetaucht oder anderweitig getränkt.them in one of the mentioned impregnating agents based on gumrai of Examples 1 to 5 or immersed or otherwise impregnated in another rubber-based impregnating agent.

Beispielsweise wird ein Seil 40 aus überzogenen Glasfasern kontinuierlich über eine Rolle 42 nach unten, unter den Rollen 44 und 46, dann nach oben durch eine Matrize 48 geführt und dadurch vollständig in das durch das Behandlungsmittel gebildete Bad 50 eingetaucht. Während des Durchganges durch das Bad wird das Bündel aus überzogenen Glasfasern mit dem Imprägniermittel imprägniert, um die Menge an Feststoffen auf Gummibasis innerhalb des Glasfaserbündels zu erhöhen. For example, a rope 40 made of coated glass fibers is continuously passed over a pulley 42 down, under the rollers 44 and 46, then passed upwards through a die 48 and thereby completely into the through the treatment agent formed bath 50 immersed. During the passage through the bath, the bundle becomes made of coated glass fibers impregnated with the impregnant to increase the amount of gum-based solids within the fiberglass bundle.

Ein Teil des Imprägniermittels dringt ins Innere des Bündels ein, das meiste wird jedoch auf den Außenteilen des Bündels zurückgehalten, so daß die Konzentration an Imprägniermittel-Peststoffen in den Außenteilen des Bündels größer als im Inneren des Bündels ist. Das Bündel kann ein oder mehrmals durch das Bad geführt werden, vorzugsweise mit Zwischentrocknung, bis die Gesamtmenge an Imprägniermittel auf Gummibasis, und zwar nur der Anteil der Peststoffe, größer als 12 fo und vorzugsweise etwa 13 bis 18 # des Gewichtes der Glasfasern beträgt.Some of the impregnant penetrates inside the bundle, but most of it is retained on the outer parts of the bundle so that the concentration of impregnant pesticides is greater in the outer parts of the bundle than inside the bundle. The bundle can be passed through the bath one or more times, preferably with intermediate drying, until the total amount of gum-based impregnant, namely only the proportion of pesticides, is greater than 12 fo and preferably about 13 to 18 # of the weight of the glass fibers.

Beim Durchlauf des imprägnierten Glasfaserbündels durch die Matrize 48 wird das Imprägniermittel ins Innere des Bündels hineingedrückt und der Überschuß von der Außenseite des Bündels abgestreift. Es können andere HilfsmittelAs the impregnated glass fiber bundle passes through the die 48, the impregnating agent becomes inside of the bundle and scraped the excess from the outside of the bundle. Other aids can be used

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verwendet werden, um eine maximale Imprägnierung zu erhalten, so kann zum Beispiel das Bündel während der Imprägnierung gebogen werden oder es können abwechselnd Druckimpulse und dergleichen auf das Bündel ausgeübt werden, um das Imprägniermittel ins Innere des Bündels hineinzubringen .can be used to obtain maximum impregnation, for example the bundle can be used during the Impregnation can be bent or alternating pressure pulses and the like can be applied to the bundle, to bring the impregnant inside the bundle.

Das imprägnierte Glasfaserbündel wird getrocknet, indem es einer Temperatur von etwa 121 bis 260⁰C (250 bis 500°]?) kurzzeitig ausgesetzt wird, um die flüchtigen Stoffe zu entfernen und vorzugsweise so lange, um das elastomere Material des Imprägniermittels teilweise auszuhärten. Es muß darauf geachtet werden, daß Behandlungszeit und Temperatur so begrenzt werden, daß eine vollständige Aushärtung des elastomeren Materials vermieden wird, da sonst keine einwandfreie Verbindung mit dem kontinuierlichen elastomeren Material während der normalen Druckverforraung oder Vulkanisierung bei ■fler Herstellung des elastomeren Endproduktes erreichbar ist.The impregnated glass fiber bundle is dried by a temperature of about 121-260 ⁰ C (250 to 500 °]?) Is exposed briefly to the volatile substances to be removed and preferably so long, the elastomeric material of the impregnant cure partially. Care must be taken that treatment time and temperature are limited in such a way that complete curing of the elastomeric material is avoided, otherwise no proper connection with the continuous elastomeric material can be achieved during normal compression deformation or vulcanization during the manufacture of the elastomeric end product.

Man erhält auf diese V/eise ein Glasfaserbündel 52, dessen einzelne Glasfasern einen Überzug 30 aus einem elastomeren Imprägniermittel auf Gummibasis haben, das über den gesamten Querschnitt des Glasfaserbündels verteilt ist, wobei die Konzentration des Imprägniermittels 54 auf die Außenteile des Bündels zu steigt und wobei das Bündel außen durch eine aus dem Imprägniermittel bestehende Schicht 56 umschlossen ist.In this way, a glass fiber bundle 52 is obtained, the individual glass fibers of which have a coating 30 made of an elastomeric material Have rubber-based impregnating agent distributed over the entire cross-section of the glass fiber bundle, wherein the concentration of the impregnating agent 54 on the outer parts of the bundle increases and with the bundle outside by a Layer 56 consisting of the impregnating agent is enclosed.

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Auf diese V/eise können die Eigenschaften der zur Verstärkung des elastomeren Materiales dienenden Glasfasern hinsichtlich Festigkeit und Zähigkeit optimal ausgenutzt werden, ohne daß ein Verankerungsmittel zur Steigerung der Bindung zwischen den Glasfaserflächen und dem elastomeren Material notwendig ist. Das die Glasfasern umgebende Imprägniermittel auf Gummibasis füllt das Bündel aus und bewirkt einen guten Zusammenhalt der Pasern des Bündels und eine gute Verbindung des Glasfaserbündels mit dem kontinuierlichen elastomeren Stoff, so daß sämtliche Fasern als Verstärkung wirksam werden.In this way, the properties of the glass fibers used to reinforce the elastomeric material can be determined can be optimally used in terms of strength and toughness, without an anchoring means to increase the Bonding between the fiberglass surfaces and the elastomeric material is necessary. The impregnating agent surrounding the glass fibers based on rubber fills the bundle and causes good cohesion of the strands of the bundle and one good connection of the fiberglass bundle with the continuous elastomeric fabric so that all fibers are used as reinforcement be effective.

Es wird also eine neue und verbesserte Behandlung von Glasfasern und der daraus gebildeten Bündel geschaffen, wobei die Glasfasern in die gewünschte Bündelform gebracht werden können, um als Verstärkungselement zu dienen, wobei sie größere Mengen eines Imprägniermittels auf Gummibasls enthalten, um eine bessere Ausnutzung der Festigkeit der Glasfasern in dem herzustellenden elastoraeren Endprodukt zu erreichen. A new and improved treatment of glass fibers and the bundles formed therefrom is thus created, wherein the glass fibers can be brought into the desired bundle shape to serve as a reinforcing element, whereby they contain larger amounts of an impregnating agent on rubber basls in order to make better use of the strength of the glass fibers in the elastomeric end product to be produced.

Der Anteil des Imprägniermittels beträgt hierbei etwa 12 bis 18 io des Gewichtes der Glasfasern, wobei ein Teil des Imprägniermittels auf die einzelnen Fasern oder Fäden bei deren Herstellung und ein weiterer Teil nach der Zusammenfassung der Fäden zu einem Bündel auf dieses Bündel aufgebracht v,^fird.The proportion of the impregnating agent in this case is about 12 to 18 io by weight of the glass fibers, wherein a portion of v applied to a bundle on this bundle after the conclusion of the threads of the impregnating agent on the individual fibers or filaments in their manufacture and a further part, ^f ird .

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Die Erfindung betrifft dagegen nicht die letzte Formgebung oder Vulkanisierung des behandelten Glasfasersystems und des elastoraeren Materials in dem glasfaserverstärkten elastomeren Erzeugnis, sondern diese Pabrikationsstufen können in üblicher Weise durchgeführt werden.In contrast, the invention does not relate to the final shaping or vulcanization of the treated fiberglass system and the elastomeric material in the glass fiber reinforced elastomeric product, but these manufacturing stages can be carried out in the usual way.

Es sind ferner Änderungen und Modifikationen möglich, ohne vom Rahmen der Erfindung abzuweichen.Changes and modifications are also possible without departing from the scope of the invention.

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Claims

PatentansprücheClaims

1. Verfahren zum Behandeln und Imprägnieren von Glasfasern, wobei die Glasfasern in Form von Bündeln, die aus einer Vielzahl von Glasfasern bestehen, zur Verstärkung in einem elastomeren Material angeordnet werden, das die kontinuierliche Phase des glasfaserverstärkten elastoraeren Produktes bildet, wobei die Glasfasern zu einem Bündel zusammengefaßt und mit einem Überzug aus einem Elastomer versehen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Glasfasern, ehe sie zu einem Bündel zusammengefaßt werden, mit einem Mittel auf Elastomer-Basis in einer Menge überzogen werden, die bis zu 8 Gewichtsprozent an trockenen Peststoffen beträgt, daß dann die überzogenen Glasfasern zu einem Glasfaserbündel zusammengefaßt und dieses Bündel in die für die Verbindung mit dem kontinuierlichen Elastomer-Material gewünschte Porm gebracht wird, und daß danach das so behandelte Glasfaserbündel vor seiner Verbindung mit dem kontinuierlichen Elastomer-Material mit einem Imprägniermittel auf Gummibasis imprägniert wird, um das Glasfaserbündel mit einer Gesamtmenge von mehr als 12 Gewichtsprozent trockener Peststoffe der überzugsmittel auf Elastomer-Basis zu überziehen.1. Process for treating and impregnating glass fibers, wherein the glass fibers in the form of bundles consisting of a plurality of glass fibers for reinforcement be placed in an elastomeric material, which is the continuous phase of the glass fiber reinforced elastoraeren product forms, the glass fibers combined into a bundle and with a coating are provided from an elastomer, characterized in that the individual glass fibers before they become one Bundles are gathered together, coated with an elastomer-based agent in an amount equal to up to 8 percent by weight of dry pesticides is that then the coated glass fibers into a glass fiber bundle summarized and this bundle in those for connection with the continuous elastomeric material desired Porm is brought, and that then the so treated glass fiber bundle before its connection with the continuous elastomeric material impregnated with a rubber-based impregnant to the fiberglass bundle with a total amount of more than 12 percent by weight of dry pesticides of the coating agents To cover elastomer base.

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Überzugsmittel auf Elastomer-Basis und das Imprägniermittel auf Elastomer-Basis die selben sind.2. The method according to claim 1, characterized in that the elastomer-based coating agent and the impregnating agent based on elastomers are the same.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des auf die einzelnen Glasfasern aufgebrachten Überzugs etwa 4 bis 7 Gewichtsprozent trockener Feststoffe beträgt.3. The method according to claim 1, characterized in that the amount of applied to the individual glass fibers Coating is about 4 to 7 weight percent dry solids.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elastomere Überzug bei der Herstellung der Glasfasern aufgebracht wird, um die einzelnen Glasfasern zu überziehen. 4. The method according to claim 1, characterized in that the elastomeric coating is applied during the manufacture of the glass fibers in order to cover the individual glass fibers.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des gesamten auf das Glasfaserbündel aufgebrachten elastomeren Überzuges etwa 13 bis 18 fo des Gewichtes der imprägnierten Glasfasern beträgt.5. The method according to claim 1, characterized in that the amount of the entire elastomeric coating applied to the glass fiber bundle is about 13 to 18 fo of the weight of the impregnated glass fibers.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das imprägnierte Glasfaserbündel mit dem kontinuierlichen ElaBtomer-Material kombiniert und ein glasfaserverstärktes elastomeres Erzeugnis hergestellt wird.6. The method according to claim 1, characterized in that the impregnated glass fiber bundle is combined with the continuous elastomer material and a glass fiber reinforced elastomer product is produced.

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7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Überzugsmittel auf Gummibasis praktisch durch das ganze Glasfaserbündel verteilt ist, und daß die Konzentration dieses Mittels in den äußeren Teilen des Glasfaserbündels größer ist als in seinem Inneren.7. The method according to claim 1, characterized in that the gum-based coating agent is practically distributed throughout the entire glass fiber bundle, and that the concentration this means in the outer parts of the fiber optic bundle is greater than inside.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Bündel praktisch durch eine Schicht des Materials auf Elastomer-Basis umschlossen ist.8. The method according to claim 7, characterized in that the bundle practically through a layer of the material is enclosed on an elastomer basis.

9. Glasfaserbündel, das praktisch vollständig mit einem Mittel auf Elastomer-Basis imprägniert ist und in Verbindung mit dem kontinuierlichen Elastomer-Material zur Herstellung von glasfaserverstärkten elastomeren Erzeugnissen geeignet ist, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Imprägniermittel auf Gummibasis im Inneren des Glasfaserbündels eine geringere Konzentration hat als in den äußeren Teilen des Glasfaserbündels.9. Glass fiber bundle which is practically completely impregnated with an elastomer-based agent and in connection with the continuous elastomer material suitable for the manufacture of glass fiber reinforced elastomer products according to claim 1, characterized in that the rubber-based impregnating agent is inside the glass fiber bundle has a lower concentration than in the outer parts of the fiber optic bundle.

10. Glasfaserbündel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das imprägnierte Glasfaserbündel von einer Schicht des Materials auf Elastomer-Basis umschlossen ist.10. glass fiber bundle according to claim 9, characterized in that the impregnated glass fiber bundle of a layer of the Elastomer-based material is enclosed.

11. Verfahren zum Behandeln und Imprägnieren von Glasfasern zur Verwendung als Verstärkung eines elastomeren Materials,11. A method of treating and impregnating glass fibers for use as reinforcement of an elastomeric material,

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das die kontinuierliche Phase bei der Herstellung von glasfaserverstärkten elastoseren Erzeugnissen bildet, wobei die Verbindung der Glasfasern mit dem elastomeren Material verbessert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die zahlreichen aus einer Glasschmelze austretenden Strahlen aus schraelzflüssigem Glas schnell zu dünnen flexiblen Glasfasern verdünnt werden, daß die einzelnen Glasfasern mit einem Mittel auf Elastomer-Basis in einer Menge bis zu 8 io trockener Feststoffe überzogen werden, daß die überzogenen Glasfasern zu einem Glasfaserbündel zusammengefaßt und dieses Bündel in die für die Verbindung mit dem kontinuierlichen Elastomer-Material erforderliche Form gebracht wird, und daß das so bearbeitete Glasfaserbündel mit einem Imprägniermittel auf Gummibasis imprägniert wird, bis die Gesamtmenge aus Überzugs- und Imprägniermittel mehr als 12 Gewichtsprozent trockener Feststoffe beträgt.which forms the continuous phase in the manufacture of glass fiber reinforced elastoseren products, the connection of the glass fibers with the elastomeric material being improved, characterized in that the numerous jets of molten glass emerging from a glass melt are quickly thinned into thin flexible glass fibers that the individual Glass fibers are coated with an elastomer-based agent in an amount of up to 8 IO dry solids, that the coated glass fibers are combined into a glass fiber bundle and this bundle is brought into the form required for connection with the continuous elastomer material, and that the thus processed fiberglass bundle is impregnated with a rubber-based impregnant until the total amount of coating and impregnating agent is more than 12 percent by weight dry solids.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des auf die Glasfasern aufgebrachten Überzuges etwa 4 bis 7 Gewichtsprozent Feststoffe beträgt.12. The method according to claim 11, characterized in that the proportion of the coating applied to the glass fibers is about 4 to 7 weight percent solids.

13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtanteil an Überzugs- und Imprägniermittel etwa 13 bis 18 Gewichtsprozent Feststoffe beträgt.13. The method according to claim 11, characterized in that the total proportion of coating and impregnating agent is approximately Is 13 to 18 weight percent solids.

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14. Verfahren zur Herstellung von glasfaserverstärkten, elastomeren Erzeugnissen, dadurch gekennzeichnet, daß das elastomere Material, das die kontinuierliche Phase in dem elastomeren Erzeugnis bildet, in ungehärtetem oder unvulkanisiertem Zustand mit Glasfaserbündeln verbunden wird, die einen Überzug aus einem Mittel auf Elastomer-Basis haben, der mehr als 13 Gewichtsprozent beträgt, daß dann die Kombination aus Glasfaserbündeln und kontinuierlichem Elastomer-Material geformt und verfestigt wird.14. Process for the production of glass fiber reinforced, elastomeric products, characterized in that the elastomeric material which is the continuous phase forms in the elastomeric product, connected in the uncured or unvulcanized state with glass fiber bundles that have a coating of an elastomer-based agent that is greater than 13 percent by weight is that the combination of fiberglass bundles and continuous elastomeric material is then formed and solidified will.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasfaserbündel mit einem Mittel auf Elastomer-Basis in einer Menge von etwa 13 bis 18 Gewichtsprozent überzogen sind.15. The method according to claim 14, characterized in that the glass fiber bundle with an elastomer-based agent are coated in an amount of about 13 to 18 percent by weight.

16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das geformte Elastomer-Material und die Glasfaserbündel ausgehärtet werden.16. The method according to claim 14, characterized in that the molded elastomer material and the glass fiber bundle to be cured.

17. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das geformte Elastomer-Material und die Glasfaserbündel vulkanisiert werden.17. The method according to claim 14, characterized in that the molded elastomer material and the glass fiber bundle to be vulcanized.

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18. Gummi-Riemen, bestehend aus Gummi, der die kontinuierliche Phase bildet, und Glasfaserbundeln, die in dieser als Verstärkung verteilt sind, naeh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasfaserbündel mit mehr als 13 Gewichtsprozent eines Mittels auf Elastomer-Basis überzogen sind.18. Rubber belt, consisting of rubber that is continuous Phase forms, and glass fiber bundles, which are distributed in this as reinforcement, according to claim 1, characterized in, that the glass fiber bundles with more than 13 percent by weight of an elastomer-based agent are coated.

19. Gummi-Riemen nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des Überzuges der Glasfaserbündel aus dem Mittel auf Elastomer-Basis etwa 13 bis 18 Gewichtsprozent beträgt.19. Rubber belt according to claim 18, characterized in that the proportion of the coating of the glass fiber bundle from the Elastomer-based agent is about 13 to 18 percent by weight.

20. Gummi-Reifen, bestehend aus einem Elastomer-Material als kontinuierlicher Phase und einer in dieser angeordneten Glasfaserverstärkung, die aus Glasfaserbundeln nach Anspruch .1 besteht, dadurch gekennzeichnet, daß diese Bündel mit mehr als 13 Gewichtsprozent eines Mittels auf Elastomer-Basis überzogen sind.20. Rubber tire, consisting of an elastomer material as a continuous phase and one arranged in this Glass fiber reinforcement consisting of glass fiber bundles according to claim 1, characterized in that these bundles are coated with more than 13 percent by weight of an elastomer-based agent.

21. Gummi-Reifen nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des Überzuges des Glasfaserbündels aus dem Mittel auf Elastomer-Basis etwa 13 "bis 18 Gewichtsprozent beträgt. 21. Rubber tire according to claim 20, characterized in that the proportion of the coating of the glass fiber bundle from the elastomer-based agent is about 13 "to 18 percent by weight .

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