DE4022877A1 - Verfahren zur verbesserung der haftung von textilmaterialien an bitumen - Google Patents
Verfahren zur verbesserung der haftung von textilmaterialien an bitumenInfo
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Description
Der Einsatz von Fasermaterialien zur Verstärkung anderer
Werkstoffe wird aufgrund der damit erreichbaren einzigartigen
Eigenschaften der resultierenden faserverstärkten Werkstoffe
immer bedeutsamer.
Bekannte Beispiele für faserverstärkte Werkstoffe sind etwa
Glas- oder Carbonfasern in Polyester (GFK, CFK), Asbestfasern
in Beton ("Heraklit"), Stahlfasern in Beton (Stahlfaserbeton)
sowie von Cordfäden aus Rayon, Polyamid, Stahl oder Aramid in
Gummi (Reifen, Antriebselemente, Transportbänder, Schläuche
usw.).
Dabei können die jeweils zur Verstärkung verwendeten Faserma
terialien sowohl gerichtet als auch ungerichtet zum Einsatz
gelangen. Als Fasermaterialien werden sowohl solche auf orga
nischer (Fasern aus natürlichen Rohstoffen und Kunstfasern)
als auch auf anorganischer Basis (Mineral- und Metallfasern)
eingesetzt. Je nach den Anforderungen handelt es sich bei den
Verstärkungsfasern um Kurz- oder Langfasern, Fäden oder Cord
materialien. Als umschließende Medien für die Fasermateria
lien sind etwa Polyestergießharze, Beton, Gummi und viele
andere Werkstoffe im Einsatz.
Es ist auch möglich, die Eigenschaften von Bitumen durch
Zusatz von Fasermaterialien zu verbessern. Dabei wurde jedoch
festgestellt, daß Nachteile bei der Verstärkung von Bitumen
durch Fasermaterial darin bestehen, daß viele Fasermateria
lien, insbesondere auf organischer oder Stahlbasis sehr
schlecht an Bitumen haften. Die erfindungsgemäße Aufgabe war
es daher, ein Verfahren zu entwickeln, durch welches diese
Nachteile mindestens teilweise beseitigt werden.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch ein Verfahren zur
Herstellung von faserverstärktem Bitumen gelöst, wobei man
Verstärkungsfasern auf anorganischer oder/und organischer
Basis verwendet, die mit einer Schicht von aufvulkanisiertem
Gummi überzogen sind, und diese in das Bitumen einarbeitet.
Als Bitumen im Sinne der vorliegenden Erfindung versteht man
vor allem natürlich vorkommende oder durch Destillation aus
Naturstoffen hergestellt flüssige oder feste, schmelzbare
oder lösliche Kohlenwasserstoffgemische, in denen auch Sauer
stoffverbindungen mehr oder weniger enthalten sein können.
Unter den Begriff Bitumen fallen auch verwandte Stoffe, wie
Teer und Pech, die durch zersetzende Destillation aus organi
schen Naturstoffen gewonnen werden, wobei die Peche den De
stillationsrückstand darstellen. Weiterhin betrifft die
vorliegende Erfindung auch Bitumenarten, die Polymerzusätze
enthalten.
Zu den Verstärkungsfasern auf organischer Basis, die bei dem
erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden können, zählen
etwa Fasern aus natürlichen Rohstoffen, wie Cellulose oder
modifizierte Cellulose (z. B. Rayon), Kunstfasern aus Polyme
risaten (z. B. Polyacrylnitril, Polyvinylchlorid, Polyvinyli
denchlorid, fluorhaltige Polyvinylverbindungen, Polyethylen,
Polypropylen, Polystyrol), aus Polykondensaten (z. B. Poly
amid, Polyester, Polycarbonat, Polyimid, Polytriazol) aus
Polyadditionsprodukten (z. B. Polyurethanelastomere), Carbon
fasern oder Gemische davon. Besonders bevorzugt sind Fasern
oder Cordmaterial aus Rayon, Polyester oder/und Polyamid.
Unter den Polyamidfasern sind Aramide, d. h. Fasern aus voll
aromatischen Polyamiden bevorzugt.
Zu den Verstärkungsfasern auf anorganischer Basis, die bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden können,
zählen etwa Mineralfasern wie z. B. Glasfasern oder Asbest,
metallische Fasern wie z. B. Stahlfasern oder Gemische davon.
Unter den anorganischen Verstärkungsfasern sind dabei Fasern
oder Cordmaterial aus Stahl besonders bevorzugt.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können die Verstärkungs
fasern gerichtet oder ungerichtet zum Einsatz kommen. Bei den
Verstärkungsfasern kann es sich um Kurz- oder Langfasern,
Fäden oder Cordmaterialien handeln, wobei Cordmaterialien
bevorzugt sind.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitet man Verstär
kungsfasern in das Bitumen ein, die mit einer haftfesten
Schicht von aufvulkanisiertem Gummi überzogen sind. Die Be
schichtung der Fasern mit Gummi kann dabei auf übliche Weise
erfolgen. So kann z. B. bei organischen Fasern eine verbesser
te Haftung von Gummi an die Faser durch eine Imprägnierung
erreicht werden. Das Imprägnieren der Verstärkungsfasern kann
durch Haftvermittler auf Isocyanat- oder/und Vinylpyridin/Re
sorcin/Formaldehyd-Basis bewirkt werden. Haftvermittler auf
Isocyanatbasis werden meist der Lösung einer Gummimischung
zugesetzt, die dann auf die zu imprägnierenden Fasern aufge
tragen wird. Zur Verbesserung der Haftung können der Mischung
auch Resorcin und Formaldehyd (z. B. in Form von Hexamethylen
tetramin) oder auch Resorcin/Formaldehyd-Vorkondensate
zugesetzt werden. Es kann jedoch auch eine Präparierung der
Faser- bzw. Textilmaterialien mit Vinylpyridinlatex-Resor
cin/Formadehydekombinationen z. B. durch Eintauchen der Fasern
in eine Haftlösung erreicht werden.
Auch die Gummibeschichtung von Stahlfasern kann durch Behand
lung der Fasern mit einem Haftvermittler erreicht werden. Als
Haftvermittler zwischen Metall und einer Gummimischung sind
etwa eine metallische Zwischenschicht, insbesondere aus Mes
sing oder Zink, Hartgummi, Isocyanate, Chlorkautschuk, Phe
nolharz-Haftmittel oder/und Siloxane geeignet. Beispielsweise
kann man Stahlfasern mit Gummi beschichten, indem man sie
zunächst mit einer Auflage von Zink oder Messing versieht und
anschließend Gummimischungen, welche bekannte Haftmittel wie
z. B. Cobaltseifen in Verbindung mit höheren Schwefelkonzen
trationen oder Resorcin und Formaldehyd (z. B. in Form von
Hexamethylentetramin) oder Resorcin/Formaldehyd-Vorkondensate
enthalten, auf die mit dem Haftvermittler beschichtete Faser
aufvulkanisiert.
Die auf diese Weise mit Gummi beschichteten Textilmaterialien
werden in den Bitumen vorzugsweise in zerkleinerter Form
eingebracht.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfin
dungsgemäßen Verfahrens verwendet man als Verstärkungsfasern
Cordmaterialien, die aus Altgummimaterialien, insbesondere
Altreifen gewonnen werden.
Die Gewinnung von Fasern aus Altreifen kann z. B. dadurch
geschehen, daß die Altmaterialien unter Verwendung der in der
DE-PS 29 11 251 beschriebenen Zerkleinerungsmaschine in Stük
ke zerschnitten werden. Dabei wird der Reifenkörper in einem
ersten Schneidvorgang tangential zum Wulst eingeschnitten und
in Umfangsstreifen unterteilt. Zumindest die Umfangsstreifen
der Lauffläche können dann in einem zweiten Schneidvorgang
quer durchgeschnitten werden. Die so zerkleinerten Stücke
können anschließend in einem Schredder noch weiter zerklei
nert werden. Anschließend können die in den zerkleinerten
Reifenstücken enthaltenen metallischen Faserbestandteile
mittels eines Magnetfelds und die Faserbestandteile auf or
ganischer Basis mittels Windsichtung isoliert werden.
Für das erfindungsgemäße Verfahren ist es möglich, Fasern zu
verwenden, die direkt vor der Verwendung, d. h. der Einarbei
tung in das Bitumen mit Gummi beschichtet wurden. Es ist aber
ebenso möglich, aus Altmaterial gewonnene Fasern zu verwen
den, die bereits vor längerer Zeit, z. B. bei der Reifenher
stellung mit Gummi beschichtet wurden. Die Verwendung von
bereits mit Gummi beschichteten Fasern, insbesondere aus
Rayon, Stahl, Polyester oder/und Polyamid aus Altreifen oder
anderen faserhaltigen Gummiartikeln durch Zerkleinerung ist
für das erfindungsgemäße Verfahren zur Faserverstärkung von
Bitumen bevorzugt.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren hat es sich als günstig
erwiesen, wenn man Verstärkungsfasern in einer Menge von 1
bis 70 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht des faserver
stärkten Bitumens in das Bitumen einarbeitet. Vorzugsweise
arbeitet man eine Menge von 5 bis 50 Gew.-%, besonders bevor
zugt 10 bis 40 Gew.-% Verstärkungsfasern bezogen auf das
Gesamtgewicht des faserverstärkten Bitumens ein. Für spe
zielle Anwendungsformen ist es jedoch möglich, daß die Menge
der eingearbeiteten Verstärkungsfasern auch außerhalb der
genannten Bereiche liegt.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein faserverstärktes Bitu
menmaterial, welches Verstärkungsfasern auf anorganischer
oder/und organischer Basis enthält, die mit einer Schicht von
aufvulkanisiertem Gummi überzogen sind. Vorzugsweise bestehen
die Verstärkungsfasern aus Rayon, Polyamid, Polyester
oder/und Stahl. Als Polyamidfasern sind Aramide besonders
bevorzugt.
Ein faserverstärktes Bitumenmaterial gemäß vorliegender Er
findung enthält günstigerweise 1 bis 70 Gew.-%, vorzugsweise
5 bis 50 Gew.-%, besonders bevorzugt 10 bis 40 Gew.-% Ver
stärkungsfasern bezogen auf das Gesamtgewicht des faserver
stärkten Bitumens.
Claims (19)
1. Verfahren zur Herstellung von faserverstärktem Bitumen,
dadurch gekennzeichnet,
daß man Verstärkungsfasern auf anorganischer oder/und
organischer Basis verwendet, die mit einer Schicht von
aufvulkanisiertem Gummi überzogen sind, und diese in das
Bitumen einarbeitet.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß man als Verstärkungsfasern auf organischer Basis
Fasern aus natürlichen Rohstoffen, insbesondere auf
Cellulosebasis, Kunstfasern, insbesondere aus Polykon
densaten, Carbonfasern oder Gemische davon verwendet.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß man als Fasern auf Cellulosebasis Rayon und als
Fasern aus Polykondensaten Polyester oder/und Polyamide
verwendet.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß man Verstärkungsfasern auf organischer Basis verwen
det, die zur besseren Haftung des Gummis an die Fasern
imprägniert werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß man das haftverbessernde Imprägnieren der Verstär
kungsfasern durch Haftvermittler auf Isocyanat- oder/und
Vinylpyridin/Resorcin/Formaldehyd-Basis bewirkt.
6. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß man als Verstärkungsfasern auf anorganischer Basis
Mineralfasern, metallische Fasern oder Gemische davon
verwendet.
7. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß man Fasern auf Stahlbasis als metallische Fasern
verwendet.
8. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß man Verstärkungsfasern auf Stahlbasis verwendet, die
zur besseren Haftung des Gummis an die Fasern mit einem
Haftvermittler behandelt werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß man als Haftvermittler eine metallische Zwischen
schicht, insbesondere aus Messing oder Zink, Hartgummi,
Isocyanate, Chlorkautschuk, Phenolharz-Haftmittel
oder/und Siloxane verwendet.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß man die Verstärkungsfasern aus Altgummimaterial
gewinnt.
11. Verfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß man als Verstärkungsfasern Stahl- oder Textilcord
aus Altgummimaterial verwendet.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß man Altgummimaterial, insbesondere Altreifen, zer
kleinert, die gummibeschichteten Fasern aus dem zerklei
nerten Material gewinnt und sie in den Bitumen einarbei
tet.
13. Verfahren nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß man Fasern auf Stahlbasis durch Magnetabscheidung
gewinnt.
14. Verfahren nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß man Fasern auf Textilbasis durch Windsichtung ge
winnt.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß man Verstärkungsfasern in einer Menge von 1 bis 70
Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht des faserverstärk
ten Bitumens in das Bitumen einarbeitet.
16. Verfahren nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß man 5 bis 50 Gew.-% Verstärkungsfasern einarbeitet.
17. Faserverstärktes Bitumenmaterial,
dadurch gekennzeichnet,
daß es Verstärkungsfasern auf anorganischer oder/und
organischer Basis enthält, die mit einer Schicht von
aufvulkanisiertem Gummi überzogen sind.
18. Faserverstärktes Bitumenmaterial nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verstärkungsfasern aus Rayon, Polyamid, Poly
ester oder/und Stahl bestehen.
19. Faserverstärktes Bitumenmaterial nach Anspruch 17 oder
18,
dadurch gekennzeichnet,
daß es 1 bis 70 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 50 Gew.-%
Verstärkungsfasern bezogen auf das Gesamtgewicht des
faserverstärkten Bitumens enthält.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19904022877 DE4022877A1 (de) | 1990-07-18 | 1990-07-18 | Verfahren zur verbesserung der haftung von textilmaterialien an bitumen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19904022877 DE4022877A1 (de) | 1990-07-18 | 1990-07-18 | Verfahren zur verbesserung der haftung von textilmaterialien an bitumen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE4022877A1 true DE4022877A1 (de) | 1992-01-23 |
Family
ID=6410540
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19904022877 Withdrawn DE4022877A1 (de) | 1990-07-18 | 1990-07-18 | Verfahren zur verbesserung der haftung von textilmaterialien an bitumen |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE4022877A1 (de) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1990
- 1990-07-18 DE DE19904022877 patent/DE4022877A1/de not_active Withdrawn
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