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Cordgewebeeinlage, insbesondere für Fahrzeug-reifen Cordgewebe für
Fahrzeug- oder rlugzeugreifen wurden bisher in der Hauptsache aus Baumwolle oder
Viskosekunstseide hergestellt. In besonderen Fällen, wo hohe mechanische Beanspruchungen
der Stoffeinlagen der Reifen auftraten, z. B. bei besonderen Flugzeugtypen, wurden
bereits Polyamidgewebe mit Erfolg eingesetzt. Trotz der hohen Reißfestigkeit der
Cordgewebe aus Polyamidseide hat sich dieses Material nicht allgemein durchsetzen
können, weil ihm noch einige Mängel anhaften, deren Beseitigung noch nicht befriedigend
gelungen war. Einige nachteilige Eigenschaften der Polyamidseiden, die bei anderen
Verwendungszwecken kaum störend in Erscheinung treten, z. B. die stets vorhandene
plastische Dehnbarkeit, eine gewisse Thermoplastizität bei Temperaturen, wie sie
in hochbeanspruchten Reifen vorkommen, sowie die geringe Affinität zu Gummi oder
gummiähnlichen Überzügen, standen einer allgemeinen Verwendung der Polyamidcordgewebe
bisher noch hindernd entgegen.
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Es hat an Versuchen nicht gefehlt, um diese Mängel zu beseitigen,
und das Patentschrifttum weist eine Reihe von Verfahren auf, die jeweils einzelne
der aufgezeigten Mängel zu beheben geeignet sind. So ist es beispielsweise gelungen,
die Gummifreundlichkeit der Polyamidseide durch Nachbehandlung der Seide mit
Düsocygnaienz'uveibessern,
DurchdieeBehancilung trat aber in bezug auf die plastische Dehnbarkeit und die Lage
des thermoplastischen Bereichs keine Verbesserung ein. Durch ein anderes Verfahren,
nämlich eine Nachverstreckung der Seide in derl-Hitze, ist es gelungen, die Dehnung
zu vermindern, allerdings in der Hauptsache den elastischen Anteil, während es nicht
gelungen ist, die plastische Dehnbarkeit ganz zu beseitigen. Auch durch die Heißverstreckung
wird nur eine der aufgezeigten mangelhaften Eigenschaften etwas verbessert. Was
die Hitzeempfl:udlichkeit#der Polyamide anbelangt, so findet sich bislang in der
Literatur noch kein Weg zu deren Verbesserung, es sei denn, man rechnet hierunter
Verfahren, nach denen ganz neue Polyamide, z. B. durch Einbau von Kohlenstoffringen
in die Molekülkette, hergestellt werden, die einen höheren Schmelzpunkt als die
bisher in den Handel gekommenen Polyamidfasern aufweisen. Die Ausgangsstoffe für
diese neue Klasse von Ringpolyamiden sind aber sehr schwer zugänglich, und es ist
noch fraglich, ob diese Kunstfasern je praktische Bedeutung erhalten werden.
Es wurde nun gefunden, daß es möglich ist, durch eine einzige und relativ einfache
Nachbehandlung von Polyamidseide mit #Tonnaldehyd oder,#,anderen ein- oder mehrwertigen
Aldehyden die bisher noch vorhandenen Mängel, -die den Polyamidcordgeweben anhaften,
nämlich die plastische Dehnbarkeit, die Hitzeempfindlichkeit und die geringe Affinität
zu Kautschuk -oder'ähnlichen Elastomeren in wirksamer Weise zu verbessern. Die Herstellung
der formalisierten Polyamidseide ist bereits in einer anderen Anmeldung beschrieben
worden. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Verwendung von mit Form aldehyd
oder anderen Aldehyden nachbehandelten Polyamidfasern für Cordgewebe.
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Das hervorstechendste Merkmal einer mit Formaldehyd nachbehandelten
Po#yamidfaser ist die Schmelzpunkterhöhung. Offenbar tritt durch die Aldehydbehandlung#
eine - Brückenbildung zwischen benachbarten Kettenmolekülen ein, wodurch
deren freie Beweglichkeit, die vor allem in der Wärme einsetzt und bereits
unterhalb des Schmelzpunkts zu .Volumänderungen -des' Materials füli#t, weitgehend
unterbunden wird.
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Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß neben der Schmelzpunkterhöhung
durch die Aldehydbehandlung noch weitere mechanische und chemische Eigenschaften
der Polyamidfasern eine Veränderung erfahren, wie sie für die Verwendung auf dem
Cordgewebesektor ganz besonders erwünscht sind.
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Die Gesamtdehnung einer Polyamidfaser setzt sich bekanntlich aus einem
plastischen und einem elastischen Anteil zusammen. Bei normalen Textilgeweben liegen
die mechanischen Beanspruchungen des Materials im allgemeinen innerhalb des elastischen
Bereichs der Dehnung, so daß bleibende Verformungen kaum zu befürchten. sind. Dagegen
haben beispielsweise die Cordgewebeeinlagen von Flugzeugreifen im Augenblick der
Landung enorme Dehnungsbeanspruchungen auszuhalten, wobei die Elastizitätsgrenze
überschritten W.ird- und bleibende, Verformungen auftreten. Dies kann
' so weit führen, daß die-Fahrgestelle nach Wiederholten Landungen infolgevon
Profilveränderungen der Reifen- nicht mehr in die -vorgesehenen Ausg*parungen im
Flugzeugrumpf eingezogen werden können. Ähnliche - Profilveränderungen können
auftreten, wenn Fahrzeugreifen unter hoher Dauerbeanspruchung stehen und sich durch
die Reibung mit dem Untergrund stark erwärmen. Die mechanische Prüfung von Polyan-lidseide,
die einer Nachbehandlung mit Aldehyden unterworfen wurde, zeigte mit zunehmendem
Einbau von vernetzenden Molekülgruppen nicht nur einen Rückgang der Gesamtdehnung,
sondern ebenfalls eine rückläufige Bewegung des plastischen Dehnungsanteils. Von
einem bestimmten Vernetzungsgrad an wird die plastische Verformung o und das Material
demzufolge rein elastisch dehnbar.
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Es besteht für jede mögliche Kombination aus einer Polyamidfaser und
einem zur Nachbehandlung herangezogenen Aldehyd ein -Optimum in bezug auf die gewichtsprozentuale
Aufnahme an vernetzenden Gruppen, die im allgemeinen zwischen 8 und 15 11/0
liegt. Nach Überschreitung dieses Optirnums fällt die Reißfestigkeit der behandelten
Fasern sehr schnell ab, so daß schließlich der textile Gebrauchswert völlig verlorengeht.
Die Dehnung zeigt oberhalb des Vernetzungsoptirnums einen starken Anstieg. Die Dehnung
ist dabei vollelastisch, und das Material erhält gummiähnliche Eigenschaften.
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Es wurde bereits erwähnt, daß durch das Verfahren auch die Haftfestigkeit
der Polyamidfaser an Kautschuk oder kautschukähnlichen natürlichen und synthetischen
Stoffen verbessert wird. Man wird sich die Wirkung der Formalisierung bzw. Behandlung
mit anderen Aldehyden so vorzustellen haben, daß die gummifeindlichen Säureamidgruppen
durch die Aldehydbehandlung blockiert werden -und somit der Kohlenwasserstoffcharakter
der Molekülketten stärker zum Vorschein kommt. Die Haftfestigkeit von verschiedenern
Polyamidmaterial an Kautschuk wurde in einer geeigneten Meßeiririchtung geprüft,
deren Prinzip im wesentlichen darin besteht, - daß ein in einen Kautschukwürfel
einvulkanisierter Cordzwirn von bestimmtem Titer und Aufbau durch Gewichtsbelastung
aus dem Kautschukwürfel herausgezogen wird. Setzt man die Haftfestigkeit eines unbehandelten
Polyamidzwirnes = i, so wurden mit formalisierten Polyamidzwirnen
je nach dem Grad der Formalisierung Werte zwischen 1,46 und 1,82 (= rel.
Haftfestigkeit) gefunden.
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Es liegt auf der Hand, daß man durch geeignete Auswahl von Aldehyden
die Möglichkeit besitzt, die mechanischen, thermischen und chemischen Eigenschaften
der vernetzten Polyamidfasern in mannigfaltiger Weise zu variieren und den jeweiligen
Bedürfnissen anzupassen. Man kann auch dadurch besondere Effekte erzielen, daß man
auf die Polyamidfasern Gemische von dampfförmigen Aldehyden nacheinander erfolgen
läßt. Beispiel Eine Cordseide Nm 34 aus Poly-co-Aminocaprolaetam wurde bei 14o bis
145' unter Stickstoffdruck von .3 bis 3,5 atü mit gasförrnigem Formaldehyd
behandelt,
bis die Gewichtszunahme 1:2,5 0/, betrug. Aus
der formalisierten Seide wurde ein Cordzwirn des Aufbaues Nm 34 (8o) 2 Z
x 4 S mit der Endnummer Nm 4,1 hergestellt. Der Cordzwirn ergab bei
der Reißprobe 56,5 Rkm und 8,7 0/0 Dehnung. Letztere war rein elastisch.
Der Schmelzpunkt der Seide war von 214'. auf 27o' gestiegen, und die relative Haftfestigkeit
an Kautschuk betrug 1,67.