DE68923038T2 - Monofilament zum Einbetten in Kautschuk. - Google Patents

Monofilament zum Einbetten in Kautschuk.

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Description

    HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines verstärkten Gummigewebes aus Monofilamentfasern aus organischen Polymeren, geeignet zum Einbetten in Kautschuk. Insbesondere kommen bei dieser Erfindung ein Monofilament mit 550 - 11 000 dtex (500 bis 10 000 Denier pro Filament (dpf)), das mit einem Klebstoff beschichtet ist, ein Verfahren zur Herstellung von verstärktem Gummigewebe sowie Gummierzeugnisse zum Einsatz, die orientierte Monofilamente enthalten und frei von Pickgarnen oder -filamenten sind.
  • Multifilamentgarne aus organischen Polymeren für Reifen, wie zum Beispiel aus Polyamid und Polyester, werden vielen Bearbeitungsstufen unterworfen, bevor sie bereit sind zum Einbetten in Kautschuk und in Reifenkonstruktionen. Die üblichen Stufen sind das Drehen von Einfachgarnen, das Kablieren (Mehrfachverdrillen) der gedrehten Einfachgarne zu Rohkord, das Verweben des Rohkords, das Eintauchen des Rohkordgewebes in Klebstoff aus RFL (Resorcinol- Formaldehyd-Latex), das Strecken und das Heizen, um den Reifenkord zu trocknen und zu fixieren. Der Kord ist dann bereit zum Einbetten in Kautschuk. Das Verdrillen und das Kablieren gelten als wesentlich, Llm den gewünschten Grad an Ermüdungsfestigkeit für Endgebrauchszwecke wie Reifen und Gurte zu erreichen.
  • Monofilamente aus Polyamid-Polymeren werden bisher begrenzt in Reifen eingesetzt. Ein solcher Einsatz wurde offenbart in den USA- Patenten 4,009,551 und 4,056,652 sowie im Project Licensing Index vom April 1972.
  • In dem USA-Patent Nr. 3,298,417 wird die Verwendung von Monofilamenten aus Polyhexamethylenadipainid zum Verstärken von Gummi offenbart, wobei ein Einbettungsverfahren durch Aufwickeln auf eine Trommel angewandt wird. Das Aufwickeln auf eine Trommel eignet sich nur für Laborzwecke und wird in der Industrie nicht angewandt.
  • Der Einsatz von Monofilament aus Nylon in Radialreifen ist Gegenstand von EP-A 312 038 (88 116 987).
  • Es wäre höchst wünschenswert, ein Monofilament herzustellen, das keine der obigen Web- und Fixiervorgänge erfordert, die gegenwärtig vor dem Einbetten in Kautschuk erforderlich sind.
    • Zusammenfassung der Erfindung
  • Gemäß der Erfindung wird ein Monofilament aus organischem Polymer geschaffen, geeignet zum Einbetten in Kautschuk. Das Monofilament weist eine Oberfläche auf, die die Querschnittsform des Monofilaments begrenzt, ein Längengewicht im Bereich von 550 - 11 000 dtexpf (500 - 10 000 dpf), eine Schrumpfung von weniger als 4,5 %, einen Modul von mehr als 39 dN/tex (45 gpd), eine Festigkeit von mehr als 6,2 dN/tex (7,0 gpd) und eine Klebstoffschicht von etwa 0,5 bis etwa 5 Gew.-% auf dem Filament. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren geschaffen zur Herstellung von verstärktem Gummigewebe, bei dem Monofilamente zu einem Kettgarn geformt werden, wobei die Monofilamente im allgemeinen parallel und im allgemeinen gleichmäßig voneinander beabstandet verlaufen und unter Spannung in Kautschuk eingebettet werden. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung werden Gummierzeugnisse geschaffen, enthaltend mindestens eine Schicht Monofilamente, die in einer im allgemeinen parallel und im allgemeinen gleichmäßig voneinander beabstandeten Anordnung verlaufen und frei von Schußgarnen oder -filamenten sind.
    • Beschreibung der Zeichnungen
  • Figur 1 stellt schematisch eine Querschnittsansicht des Monofilaments gemäß dieser Erfindung dar;
  • Figur 2 ist eine schematische Draufsicht auf ein Verfahren zur Herstellung eines verstärkten Gummigewebes gemäß dieser Erfindung;
  • Figur 3 ist eine schematische Seitenansicht des in Figur 2 veranschaulichten Verfahrens;
  • Figur 4 ist eine grafische Darstellung von Werten, in der eine zweilagige Verklebung in heißem Zustand als Funktion des prozentualen Einsatzes von Klebstoff bei Monofilamenten gemäß der Erfindung und bei Multifilament-Kordgarnen aufgezeichnet ist.
    • Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
  • In Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht eines bevorzugten Monofilaments gemäß dieser Erfindung dargestellt, worin 1 das Monofilament mit einer rundlichen Form (d.h. im allgemeinen flach und bandartig mit gerundeten Ecken) darstellt, das auf seiner Oberfläche eine Klebstoffschicht 2 aufweist.
  • Monofilamente, die sich für diese Erfindung eignen, werden aus organischen Polymeren oder Copolymeren wie Polyamiden, Polyestern, Polyolefinen, Polyvinylalkohol usw. hergestellt, die sich für Fasern zum Verstärken von Gummi eignen. Typischerweise werden zur Herstellung von Industriefilamenten mit einer hohen Festigkeit (höher als 6,2 dN/tex) (7 gpd)) und einer hohen Strapazierfähigkeit hochviskose Polymere (z.B. mit einer Intrinsicviskosität von mehr als 0,6 bei Polyestern und mit einer relativen Viskosität auf der Basis von Ameisensäure von mehr als 50 bei Polyamiden) verwendet. Geeignete Polyamide sind Poly(hexamethylenadipamid), Poly(caproamid), Poly(tetramethylenadipamid) usw. und deren Copolymere. Geeignete Polyester sind Poly(ethylenterephthalat), Poly(propylenterephthalat), Poly(butylenterephthalat), Poly(ethylen-2,6-naphthoat), Poly(1,4-cyclohexandimethanolterephthalat) und deren Copolymere. Geeignete Polyolefine sind Polyethylen, Polypropylen, Polybutylen usw. und deren Copolymere.
  • Ein Verfahren wie das in U.S. 4,009,511 wird für die Monofilamente aus Polyamid gemäß dieser Erfindung bevorzugt, weil die Dämpfungsstufe dazu führt, daß sich auf der Oberfläche des Filaments eine hochporöse Schicht mit etwa 3 - 15 Mikrometer Dicke bildet. Diese poröse Oberfläche läßt sich leicht unter einem Mikroskop im Querschnitt des Filaments erkennen und kann leicht umgrenzt werden durch Färben unter schonenden Färbebedingungen, bei denen die Oberflächenschicht im Vergleich zu dem Kern des Filaments tiefgefärbt wird. Die Oberflächenschicht ist weiter gekennzeichnet durch ihren Brechungsindex n//, der geringer ist als 1,57. Die poröse Oberfläche ist, wie man glaubt, verantwortlich für die bessere Bindung von Monofilamenten aus Polyamid, die eine solche Oberfläche aufweisen, an Gummi, wenn solche Monofilamente mit einem Klebstoff wie RFL beschichtet werden, selbst bei relativ geringen Mengen an Klebstoff, wie im folgenden beschrieben wird.
  • Die Denier-Werte der Monofilamente gemäß dieser Erfindung liegen im Bereich von 500 - 10 000 (550 - 11 000 dtex). Monofilamente, die sich für Reifen eignen, weisen Denier-Werte im Bereich von 750 - 10 000 (820 - 11 000 dtex) auf.
  • Der Querschnitt des Monofilaments kann jede beliebige Form aufweisen. Für Reifen und für die meisten anderen Einsatzzwecke wird jedoch ein unrunder Querschnitt bevorzugt, wie z. B. ein rundlicher. "Rundlich" ist ein im allgemeinen flacher, bandartiger Querschnitt, an dem die Ecken gerundet sind. Der bandartige Querschnitt ist bei der Herstellung von Endgebrauchserzeugnissen, wie zum Beispiel von Reifen, im allgemeinen leichter zu handhaben.
  • Die Monofilamente gemäß dieser Erfindung weisen eine Schrumpfung von weniger als 4,5 % auf, da sonst die Streckbarkeit, die Größe und die Gleichmäßigkeit des Endgebrauchserzeugnisses nachteilig beeinflußt würden. Das trifft insbesondere zu für Reifen, Gurte und ähnliche solche Endgebrauchszwecke. Außerdem ist der Modul der Monofilamente höher is 39 dN/tex (45 gpd), vorzugsweise höher als 44,2 dN/tex (50 gpd), und ihre Festigkeit ist höher als 6,2 dN/tex (7,0 gpd), vorzugsweise höher als 7,0 dN/tex (8,0 gpd). Die Monofilamente gemäß dieser Erfindung sind ihren Multifilament-Gegenstükken, die durch die Prozeßfolge aus Verdrillen, Kablieren, Weben, Eintauchen, Strecken und Fixieren hergestellt werden, sowohl bezüglich ihres Moduls als auch ihrer Festigkeit überlegen. So weisen zum Beispiel Monofilamente gemäß dieser Erfindung aus Poly(hexamethylenadipamid) im allgemeinen Festigkeiten im Bereich von 7,5 - 7,9 dN/tex (8,5 - 9,0 gpd) und Module von 48,6 - 53,0 dN/tex (55 - 60 gpd) auf; analoge Kordgarne aus Multifilamenten von Poly(hexamethylenadipamid) besitzen Festigkeiten von etwa 7,0 bis etwa 7,5 dN/tex (etwa 8,0 bis etwa 8,5 gpd) und Module von 30,9 - 35,3 dN/tex (35 - 40 gpd). Die höhere Festigkeit und der höhere Modul führen zu einer verbesserten Stabilität und Festigkeit der Endgebrauchserzeugnisse. Diese verbesserten Eigenschaften widerspiegeln sich zum Beispiel im Falle von Reifen in einer höheren Energie des Preßkolbens, einem kühleren Lauf und besserer Gleichmäßigkeit, wenn die Monofilamente dazu dienen, die Karkassenlage oder -lagen zu verstärken.
  • Die Monofilamente gemäß dieser Erfindung weisen auf den Filamenten eine Klebstoffschicht auf, die die Bindung des Filaments an Gummi erleichtert. Die gewöhnlich am meisten aufgebrachte Schicht enthält eine Kombination von Resorcinol, Formaldehyd und Latex und wird gewöhnlich als RFL bezeichnet. Andere Klebstoffschichten könnten verwendet werden, solange diese die Bindung zwischen dem Monofilament und dem Kautschuk erleichtern. Überraschenderweise ergeben geringe Mengen an RFL auf den Monofilamenten (0,5 - 5 %) eine gute Haftung an Kautschuk. Dagegen erfordern analoge Kordgarne aus Multifilamenten aus Poly(hexamethylenadipamid) viel höhere Mengengrade an der RFL-Klebstoffschicht (4 -7 %), um eine akzeptable Haftung zustandezubringen.
  • Die Klebstoffschicht kann auf das Monofilament mit jedem der typischen Verfahren zum Beschichten eines Filaments aufgebracht werden, wie zum Beispiel durch Eintauchen in ein Bad, enthaltend eine Dispersion oder Lösung von klebefähigen Materialien, Aufsprühen einer Dispersion oder Lösung von klebefähigen Materialien auf das Filament, Aufbringen von geschmolzenem oder oder von reinem flüssigen Klebstoff auf das Filament usw. Bei einem bevorzugten Verfahren wird das unverdrillte und ungefachte Monofilament in eine wäßrige Lösung von Klebstoff wie RFL getaucht, so daß 0,5 - 5,0 Gew.-% Klebstoff aufgenommen werden (Trockengewicht des Klebstoffs auf der Basis des Trockengewichts des Filaments). Das noch feuchte Monofilament wird bei 149 - 260 ºC (300 - 500 ºF) im Ofen behandelt, so daß das Monofilament in einer oder in mehreren Stufen getrocknet und fixiert wird. Das Monofilament wird gewöhnlich während der Heizstufen gestreckt, kann jedoch je nach den gewünschten Endeigenschaften des Kordgarns entspannt werden. Die Bedingungen für das Eintauchen, Strecken und Fixieren des Monofilaments werden so geregelt, daß sie dem polymeren Charakter des Monofilaments und dem Endgebrauchszweck entsprechen, zu dem es bestimmt ist. Bei bestimmten Monofilamenten, wie z.B. bei Polyestern, ist es zweckdienlich, das Filament vor dessen Beschichtung mit dem Klebstoff mit einem Adhäsionsaktivator vorzubeschichten. Eine typische Vorbeschichtung für Polyester enthält ein Gemisch von LVBI-Isocyanat, Tragantgummi und Epoxidharz (N.E.R.-10A) als wäßrige Dispersion. Weitere Vorbeschichtungen aus Epoxidharz, Aziridin, Isocyanat oder Urethan oder Kombinationen von solchen Vorbeschichtungen können aufgebracht werden.
  • Das Monofilament gemäß dieser Erfindung, hergestellt mit den spezifischen Eigenschaften, und die oben beschriebene Klebstoffschicht sind bereit zum direkten Einbetten in Kautschuk. Bei dem Erzeugnis sind folgende Schritte nicht notwendig: Drehen von Einfachgarnen oder Drehen beim Fachen, Kablieren, Weben, Eintauchen in Klebstoff, Strecken oder Fixieren. Überraschenderweise wurde festgestellt, daß das Monofilament keine zusätzliche Drehung erforderte, da wohlbekannt ist, daß bei analogen Garnen aus Multifilamenten das Drehen von Einfachgarnen und das Drehen beim Fachen notwendig sind, um den gewünschten Grad des Ermüdungswiderstands zustandezubringen, zum Beispiel bei Verwendung in Reifen.
  • Gemäß der Erfindung werden Monofilamente, die auf einer Spule oder einem Kettbaum bereit sind zum direkten Einbetten in Kautschuk, zu einem Kettgarn mit im allgemeinen parallelen Filamenten und einem im allgemeinen gleichmäßigen Abstand geformt. Das Kettgarn wird unter Spannung in Kautschuk eingebettet, z.B. mit einer oder mit mehreren Schichten Grüngummimasse vom Gatter kalandriert, so daß ein mit Monofilament verstärktes Gummigewebe ensteht, das sich zur Herstellung von Reifen oder zu anderen Zwecken eignet. In den Figuren 2 und 3 ist nun ein typisches Verfahren veranschaulicht. Die Monofilamente 10 gemäß dieser Erfindung, die bereit sind zum Einbetten in Kautschuk, werden von Spulen 12 abgewickelt, die auf einem mit der Ziffer 13 bezeichneten Gatter aufgesteckt sind. Die Kordgarne aus Monofilament werden durch ein Webblatt 14 geführt, das die Monofilamente zu einem Kettgarn 16 aus parallelen und gleichmäßig voneinander beabstandeten Kordgarnen formt. Das Kettgarn 16 wird unter Spannung zwischen Kalanderwalzen 18 hindurchgeführt, denen gleichzeitig zwei Schichten einer Grüngummimasse 20 zugeführt werden, so daß auf die Fadenschar aus Monofilamenten von oben und von unten eine Schicht Gummi aufkalandriert oder aufgepreßt wird. Dadurch entsteht ein mit Monofilamenten verstärktes Gummigewebe 22, das sich zur Herstellung von verstärkten Gummierzeugissen wie Reifen eignet.
  • Gummierzeugnisse gemäß der Erfindung weisen mindestens eine Schicht Monofilamente auf, die im allgemeinen parallel und im allgemeinen gleichmäßig voneinander beabstandet sind und frei sind von Pickgarnen und Filamentbrücken zwischen den Filamenten, wie diese in Gummerzeugnissen vorkommen, die mit Verstärkungen aus Webkord hergestellt werden.
  • Das Monofilament und das Gummigewebe, die gemäß dieser Erfindung hergestellt wurden, können in einem großen Bereich von Erzeugnissen eingesetzt werden, wie zum Beispiel in Reifen, Schläuchen, Treibriemen, Gurtförderern usw. Bei Reifen eignen sie sich für Wulstgewebe, Protektoreinlagen sowie als Verstärkung für Karkassen. Zusammenfassend gesagt, mit solchen Monofilamenten und Geweben werden Bearbeitungsstufen bei der Herstellung von verstärkten Gummierzeugnissen vermieden und werden bedeutende Einsparungen in der Branche möglich.
    • TESTVERFAHREN
  • Denier-Werte: Das Monofilament wird (in Strangform) in entspanntem Zustand über einen Mindestzeitraum von 48 Stunden bei 55 ± 2 % relativer Feuchtigkeit und 23,9 ± 1,1 ºC (75 ± 2 ºF) konditioniert. Von dem entspannten Strang wird eine 9 Meter messende Probe des Monofilaments abgeschnitten und gewogen. Aus diesem Gewicht wird das Gewicht einer 9 000 Meter messenden Probe in Gramm errechnet; das ist der Denier-Wert. Ist ein Klebstoff beteiligt, erfolgt eine Korrektur des Denier-Wertes auf der Basis der gemessenen Menge des Klebstoffs auf dem Filament nach der obigen Bestimmungsweise.
  • Zugdehnungseigenschaften: Vor dem Testen der Monofilamente auf Zugdehnung werden diese über einen Mindestzeitraum von 48 Stunden bei 55 ± 2 % relativer Feuchtigkeit und 23,9 ± 1,1 ºC (75 ± 2 ºF) in entspanntem Zustand (in Strangform) konditioniert. Zur Bestimmung des Spannungs-Dehnungs-Verhaltens des in entspanntem Zustand konditionierten Monofilaments wird ein Instron-Registriergerät benutzt. Die Proben werden bei einem Druck von mindestens 275 kPa (40 psi) in luftaktivierte Instron-Klauen des Typs 4-D30 eingespannt. Die Proben werden bis zum Zerreißen gedehnt, während kontinuierlich die Spannung der Monofilamente als Funktion der Dehnung registriert wird. Die anfängliche Einspannlänge beträgt 25,4 cm (10 Zoll), und die Geschwindigkeit des Zugkopfes wird konstant auf 30,5 cm/Minute (12 Zoll/Minute) gehalten.
  • Die Reißfestigkeit ist die maximale Belastung, die zustandegebracht werden kann, bevor die Probe reißt.
  • Die Festigkeit wird errechnet aus der Reißfestigkeit, dividiert durch das Längengewicht in dtex (Denier) (nach der Korrektur wegen eines Klebstoffs auf dem Filament).
  • Die Längsdehnung ist die Dehnung in der Probe, wenn diese reißt.
  • Der Modul ist die Schräge der Tangentenlinie zum anfänglichen geradlinigen Abschnitt der Spannungs-Dehnungs-Kurve, multipliziert mit 100 und dividiert durch den korrigierten Denier-Wert. Der Modul wird allgemein bei weniger als 2 % Dehnung registriert.
  • Schrumpfung: Nachdem das Monofilament 48 Stunden lang bei 55 ± 2 % relativer Feuchtigkeit und 23,9 ± 1,1 ºC (75 ± 2 ºF) in entspanntem Zustand konditioniert wurde, wird eine Schlinge aus einem 1 Meter langen Stück des Monofilaments gebildet und mit 0,01 Gramm pro Denier (0,011 dN/tex) belastet. Es wird die Anfangslänge der Schlinge gemessen, dann wird die belastete Probe in eine Heißluftkammer gebracht, die 15 Minuten lang auf einer Temperatur von 160 ± 2 ºC gehalten wird. Dann wird die Endlänge der Schlinge gemessen, während diese noch 160 ± 2 ºC aufweist, wodurch die Längenänderung und die Schrumpfung in % errechnet werden können.
  • Gew.-% Klebstoff auf dem Monofilament: Der Klebstoff auf dem Monofilament wird bestimmt, indem eine mit Klebstoff behandelte Probe gewogen wird, die in kurze Abschnitte (2,54 cm = 1 Zoll oder weniger) zerschnitten wurde. Dann wird der polymere Abschnitt der zerschnittenen Probe in einem geeigneten Lösungsmittel (heißer Ameisensäure bei Polyamid, Gemisch aus Trichloressigsäure und Methylenchlorid bei Polyester) aufgelöst. Nach dem Spülen und Trocknen wird das Gewicht des ungelösten Klebstoffs gemessen, und es werden die Gew.-% des Klebstoffs auf dem Monofilament bestimmt, indem das Gewicht des ungelösten Klebstoffs durch das Gewicht des Monofilaments ohne Klebstoff geteilt und mit 100 multipliziert wird.
  • Klebkrafttest an Zweilagenstreifen in heißem Zustand: Der angewendete Test war der gleiche wie der ASTM-Test D-4393-85 - Streifenablösefestigkeit von Verstärkungskordgarnen oder Geweben an Kautschukmischungen - (Seite 1133 - 1142; 1985 Annual Book of ASTM Standards; Abschnitt 7, Bd. 7.01) mit einigen Modifikationen. Die spezielle benutzte Variation diente dazu, einzelne Reifenkords aus Monofilament zu testen, die einzeln in RFL getaucht worden waren. Die verwendete Gummimasse war eine Kombination aus Naturkautschuk (80 Gewichtsteilen), Styrol-Butadien-Gummi (20 Gewichtsteilen), Ruß N351 (35 Gewichtsteilen) sowie kleineren Mengen von anderen herkömmlichen Bestandteilen. Die eingetauchten Reifenkords wurden so gebäumt, daß benachbarte Kordgarne direkt aneinanderstießen. Bei eingetauchtem Kordgarn von 2200 dtex (2 000 Denier) sind zum Beispiel etwa 28 Fäden pro 2,54 cm (Zoll) erforderlich. Nach dem Einbetten der Kordgarne in die Gummimasse wurde die Probe 20 Minuten lang bei 160 ± 2 ºC bei einem Druck von 1340 kPa vulkanisiert. Da eine Heißverklebung gewünscht war, wurden die Proben vor dem Test 25 ± 5 Minuten lang bei 120 ºC in dem Instron-Ofen erhitzt. Die Ablösekraft basierte auf der Option 1 (der Mittellinie zwischen den oberen und unteren Spitzenwerten der Ablösekraft). Es wurden acht Proben pro Kettgarn getestet, und die Ergebnisse sind als durchschnittliche Kraft in Pounds pro Quadratzoll verzeichnet.
    • BEISPIELE Beispiele 1 - 3
  • In diesen Beispielen wird die Herstellung von Ausführungsformen dieser Erfindung beschrieben, beruhend auf einem Polymer von Poly(hexamethylenadipamid).
  • Mit dem in U.S. 4,009,511 beschriebenen Verfahren wurden drei Monofilamente aus Poly(hexamethylenadipamid) mit Denier-Nennwerten von 2 000, 3 000 und 4 000 den (2 200, 3 300 und 4 400 dtex) hergestellt. Jedes wurde aus einem Polymer mit einer relativen Viskosität von 70 (auf der Basis von Essigsäure) hergestellt und wies einen Querschnitt mit der Form eines Zylinders mit gewölbten Polen auf.
  • Jedes Monofilament wurde ohne Drehen oder Fachen bei Umgebungstemperaturen (18 - 27 ºC - 65 - 80 ºF) in eine wäßrige Dispersion von RFL (D-5A) eingetaucht, die 20 % Feststoffe enthielt. Dann wurde jedes um 1,5 % gestreckt und 60 Sek. lang auf 215.5 ºC (420 ºF) erhitzt. Die Eigenschaften der drei auf diese Weise hergestellten Monofilamente (Beispiele 1, 2 und 3) sowie die Menge an Klebstoff als Gew.-% trockenen Klebstoffs, basierend auf dem Gewicht des trockenen Monofilaments, sind in Tabelle 1 aufgeführt.
  • Die Beispiele 1, 2 und 3 wurden wurden in Gummimasse eingebettet und (bei 120 ºC) auf Zweilagen-Klebkraft in heißem Zustand getestet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt. Es ist zu sehen, daß jedes der Beispiele des Monofilaments gemäß dieser Erfindung eine bessere Klebkraft an Gummi im Vergleich zu der eines analogen Kordgarns aus Multifilament aus Poly(hexamethylenadipamid) (Kontrollbeispiel 1) ergab, auch wenn die Klebstoffmenge auf dem Monofilament deutlich geringer war als auf dem Kontrollbeispiel (36 - 48 %).
  • In einer zweiten Reihe von Experimenten wurden die drei in dem zweiten Abschnitt dieses Beispiels beschriebenen Monofilamente unter einer großen Vielzahl von Bedingungen in Klebstoff aus RFL (20 % Feststoffe, DSA) getaucht, gestreckt und erhitzt. Jedes dieser Kordgarne wurde in Kautschuk eingebettet und auf Zweilagen- Klebkraft in heißem Zustand untersucht, wobei die Ergebnisse in Figur 4 als Funktion der Gew.-% des trockenen Klebstoffs, basierend auf dem trockenen Filament, eingetragen sind. Zum Vergleich wurde Nylongarn aus Multifilament T-728, umgewandelt in Rohkordgarn nach der Beschreibung in dem Kontrollbeispiel 1, in ähnlicher Weise unter einer Vielzahl von Bedingungen in RFL eingetaucht, gestreckt und erhitzt. Dann wurden die Kordgarne T-728 in Kautschuk eingebettet und auf Zweilagen-Klebkraft in heißem Zustand untersucht. Die Ergebnisse bei dem Kordgarn T-728 sind ebenfalls in Figur 4 eingetragen.
  • Aus Figur 4 ist leicht zu ersehen, daß die Klebkraft des Zweilagenstreifens in heißem Zustand bei Monofilament aus Nylon bei allen ausgewerteten Mengen an RFL besser ist im Vergleich zu Kordgarn aus Multifilament; d.h. in dem gesamten Bereich von etwa 0,5 % bis etwa 5 % Klebstoff auf dem Filament.
    • BEISPIEL 4
  • In dem Beispiel wird die Herstellung einer Ausführungsform dieser Erfindung beschrieben, basierend auf einem Polymer von Polyester.
  • Mit dem in U.S. 3,963,678 beschriebenen Verfahren wurde aus Poly(ethylenterephthalat) ein Monofilament mit 2749 Denier (3024 dtex) hergestellt. Dieses wurde dann aus einem Schlitzauftragegerät heraus mit Polyarylpolyisocyanat (PAPI) vorbeschichtet, das ein Adhäsionsaktivator ist. Dann wurde das Monofilament in Klebstoff aus RFL eingetaucht (DSA; 20 % Feststoffe) und dann in drei Stufen erhitzt und gestreckt, so daß ein Kordgarn aus Monofilament entstand, das bereit war zum Einbetten in Kautschuk (Beispiel 4). Die Bedingungen in den drei Stufen lauteten: Temperatur 232/232 /218 ºC (450/ 450/425 ºF); Streckung (oder Entspannung) 15/0/ (-4 %); Zeit 60/60/60 Sekunden.
  • Das auf diese Weise hergestellte Kordgarn wurde in Gummi eingebettet und auf Zweilagen-Klebkraft in heißem Zustand getestet. Das eingetauchte Kordgarn und die Ergebnisse zur Klebkraft sind in Tabelle 1 angegeben.
  • Im Vergleich zu einem analogen Kordgarn aus Multifilament aus Poly(ethylenterephthalat) wie bei Kontrollbeispiel 2 zeigt Beispiel 4 einen beträchtlichen Vorteil im Modul und einen akzeptablen Grad der Haftfähigkeit an Gummi bei nur 1,6 % Klebstoff aus RFL, was 33 % weniger Klebstoff ist als bei Kontrollbeispiel 2.
    • Kontrollbeispiel 1
  • Es wurde ein Kordgarn, geeignet zum Einbetten in Kautschuk, hergestellt aus einem Multifilament-Garn aus Poly(hexamethylenadipamid) von 138,6 dtex (1260 Denier), das 210 Filamente enthielt; das Garn wurde als Typ 728 von E. I. du Pont de Nemours Co. hergestellt und verkauft. Das Garn wurde als Einfachgarn auf 10 Drehungen pro 2,54 cm (Zoll) (tpi) gedreht. Zwei Fäden des gedrehten Einfachgarns wurden auf 10 tpi in einer Richtung entgegen der Drehung des Einfachgarns kabliert (gedreht), so daß ein Rohkordgarn entstand. Das Kordgarn wurde in Klebstoff D-5A aus RFL (20 % Feststoffe) eingetaucht und dann in drei Stufen unter folgenden Bedingungen erhitzt und gestreckt (oder entspannt): Temperatur 135/216/210 ºC (275/420/410 ºF); Streckung 1/12/(-2 %); Zeit 84/48/77 Sekunden.
  • Das oben hergestellte Kordgarn wurde in Gummimasse eingebettet und auf Klebkraft des Zweilagenstreifens in heißem Zustand (120 ºC) getestet. Werte zu dem eingetauchten Kordgarn und den Eigenschaften der Klebkraft sind in Tabelle 1 aufgeführt.
    • Kontrollbeispiel 2
  • Es wurde ein Mulitifilament-Kordgarn aus Polyester, geeignet zum Einbetten in Kautschuk, hergestellt aus einem Garn des Typs 68 von E. I. du Pont Co.) aus Poly(ethylenterephthalat) mit 1100 dtex (1 000 Denier) (mit 192 Filamenten). Das Einfachgarn wurde gedreht (9 tpi), und drei Fäden des Einfachgarns wurden gefacht und in einer Richtung entgegen der des Einfachgarns gedreht (9 tpi), so daß ein Rohkordgarn entstand. Dieses Kordgarn wurde mit einem Adhäsionsaktivator aus Isocyanat (D417B) vorbeschichtet und dann in zwei Stufen unter folgenden Bedingungen in einen Klebstoff aus RFL eingetaucht (DSA, 20 % Feststoffe), gestreckt und erhitzt Temperatur 243/216 ºC (470/420 ºF); Streckung 3/0 %; Zeit 50/80 Sekunden. Die Eigenschaften des auf diese Weise hergestellten Kordgarns sind in Tabelle 1 aufgeführt.
    • Beispiel 5
  • 14 Spulen eines "gummifertigen" Monofilaments aus Polyamid, hergestellt wie in Beispiel 2, wurden auf ein Gatter aufgesteckt. Jeder Faden wurde durch eine Reihe von Fadenführern geführt und dann in eine 1 Zoll breite Siebplatte mit 14 Löchern geleitet, die zur Aufrechterhaltung eines gleichmäßigen Abstands zwischen den Kordgarnen diente. Auf die Kordgarne aus Monofilament wurde (bei etwa 155 ºC) ein Gummi aus 80 % Naturkautschuk und 20 % Styrol- Butadien extrudiert, der sich zur Verwendung in der Karkasse von Autoreifen eignet, und durch eine Düse gezogen, um einen 1 Zoll breiten Streifen von gummibeschichtetem Gewebe auszubilden. Der guinmierte Streifen wurde auf eine Trommel gewickelt, wobei der Rand des Streifens an sich selbst angefügt wurde, so daß ein breiteres, kontinuierliches Gewebe entstand.
  • Zwei 19,3 x 21,9 cm (8 x 9 Zoll) messende Lagen dieses gummierten Gewebes wurden zusammengelegt, wobei die Kordgarne aus aus Monofilament in den beiden Lagen im wesentlichen parallel zueinander orientiert waren. Der Zweilagenstoff wurde dann 20 Minuten lang bei 160 ºC bei einem Druck von 1340 kPa vulkanisiert. Die Klebkraft des Zweilagenstreifens in heißem Zustand betrug 19 kg (42 lbs). Tabelle 1 Eigenschaften des eingetauchten Kordgarns Kontrollbeispiel Multifilament Nylon Beispiel Monofilament Nylon Kontrollbeispiel Multifilament Polyester Beispiel Monofilament Polyester Polymer Klebstoff (Gew.-%) Denier (dtex) Reißfestigkeit, kg (lbs) Festigkeit, gpd (dN/tex) Dehnung, % Modul, gpd (dN/tex) Schrumpfung, % Einfachgarn Drehung (tpi) Drehungen /dm Kabel Zweilagenhaftung

Claims (3)

1. Verfahren zur Herstellung eines verstärkten Kautschukgewebes, umfassend:
Abwickeln von Monofilamenten aus einem organischen Polymer von einer Vielzahl von Monofilamentspulen und Herstellung eines Kettgarns aus den Monofilamenten, worin die Monofilamente im allgemeinen parallel und im allgemeinen gleichmäßig voneinander beabstandet verlaufen, wobei die Monofilamente im wesentlichen drehungsfrei sind und eine Oberfläche aufweisen, die die Querschnittsform der Monofilamente umgrenzt, und ein Längengewicht im Bereich von 550 - 11 000 dtexpf (500 - 10 000 dpf), eine Schrumpfung von weniger als 4,5 %, einen Modul von mehr als 40 dN/tex (45 gpd), eine Festigkeit von mehr als 6 dN/tex (7,0 gpd) und eine Klebstoffschicht von etwa 0,5 bis etwa 5 Gew.-% auf der Oberfläche der Monofilamente besitzen;
Einbetten des Kettgarns aus Monofilamenten in Kautschuk, um ein verstärktes, pickgarnfreies Kautschukgewebe herzustellen und dabei die Spannung an den Monofilamenten so aufrechtzuerhalten, daß die Monofilamente in einer im allgemeinen parallelen und gleichmäßig voneinander beabstandeten Anordnung verbleiben.
2. Verfahren nach Anspruch 1, worin das Einbetten des Kettgarns aus Monofilamenten in Kautschuk durch Hindurchführen des Kettgarns zwischen einem Paar Kalanderwalzen erfolgt, wobei jeder Walze eine Schicht Kautschuk zugeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, worin die Querschnittsform der Filamente länglich ist.
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