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Verfahren zur Herstellung gewirkter Verstärkungseinlagen für Kautschukartikel
Die Erfindung betrifft die Herstellung von Gewirken von besonders hoher Reisskraft und niedriger Dehnung, die als Verstärkungseinlagen für technische Kautschukartikel hervorragend geeignet sind.
Die für die verschiedensten technischen Zwecke eingesetzten Kautschukartikel, wie Fahrzeugluftreifen, Schläuche, Förderbänder und Treibriemen, enthalten textile Verstärkungseinlagen, die ihnen die erforderlichen mechanischen Eigenschaften verleihen sollen. Von den als Verstärkungseinlagen geeigneten Textilien werden insbesondere verlangt hohe Reissfestigkeit, geringe Dehnung, gutes dynamisches Verhalten und eine gute Haftung an Kautschuk.
Diese besonderen Eigenschaften werden auf verschiedene Weise zu erzeugen versucht. So sind als Verstärkungseinlagen für Kautschukartikel ausser Geweben Gewirke bekannt, in die gestrecktliegende Kettfäden eingearbeitet sind. Sie werden aus geeignet vorbehandelten endlosen Fäden, Garnen oder Zwirnen hergestellt und in Form verklebter Bändchen eingesetzt. Als Textilmaterial ist Baumwolle besonders empfohlen worden.
Wenn auch mit diesen Mitteln gewisse Verbesserungen der Eigenschaften von Verstärkungseinlagen für technische Kautschukartikel erreicht werden konnten, so ist es bisher jedoch nicht gelungen, den durch die gesteigerten Leistungsansprüche erhöhten Anforderungen in vollem Umfange zu genügen. So erfordern z. B. die bei einem Fahrzeugluftreifen verschiedenartig wirkenden dynamischen Kräfte Verstärkungseinlagen mit Eigenschaften, die die bisher erreichten wesentlich übertreffen.
Es wurde nun gefunden, dass Kautschukverstärkungseinlagen von hervorragender Qualität, vor allem stark verminderter Dehnfähigkeit, erhalten werden, wenn stofflich hochwertiges Fadenmaterial in zweckmässiger Aufmachung und Ausrüstung in besonderer Weise zu Gewirken verarbeitet wird und in diese in an sich bekannter Weise gestrecktliegende Kettfäden eingebunden werden.
Die Herstellung solcher gewirkten, von geraden Längsfäden (Kettfäden) durchzogenen Verstärkungseinlagen für Kautschukartikel geschieht erfindungsgemäss in der Weise, dass mit Polyvinylalkohollösung und Dispersionen von Kunstharzen und natürlichem oder künstlichem Kautschuk präparierte Cordgarne oder-zwirne aus Reyon oder synthetischen Fäden, insbesondere Polyamiden oder Polyestern, mit einer Bruchdehnung von weniger als 4% auf einer Häkel-Galone-Maschine bandartig geflochten und geknüpft Fig. I oder als Kettengewirke mit Trikotlegung Fig. II oder in Form einer Marquisettelegung Fig. III gewirkt werden. Als 3 cm breite Bänder gemäss der Erfindung hergestellte Verstärkungseinlagen z.
B. aus 1650 den Längsfäden/2fach-Zwirn und 1650 den Legungsfäden/Einfach-Garn besitzen eine Querfestigkeit, die rund 100mal höher liegt als diejenige der bisher verwendeten, nur verklebten Bändchen (siehe Tabellen 1 und 2). Die Querfestigkeit ist die senkrecht zur Kettenfadenrichtung wirkende Reisskraft und für bändchenförmige Reifeneinlagen oder breite Gewirke bzw. Geflechte z. B. in Förderbändern besonders wichtig.
Für die Herstellung der Kautschukverstärkungseinlagen gemäss der Erfindung eignen sich sowohl Cordreyonfäden bzw. -garne und -zwirne als auch Garne und Zwirne, die aus geeigneten synthetischen Fäden, z. B. aus Polyamiden oder Polyestermaterial, hergestellt sind. Die Gewirke bestehen entweder aus einem einzigen Material, wie z. B. nach bekannten Verfahren vorbehandelten Cordreyonfäden, -garnen oder-zwirnen, aus Cordgarnen oder-zwirnen synthetischer Fäden oder aber aus beiden, wobei für die Längsfäden (Kettfäden) bzw. die Grundlegungsfäden (Schussfäden) wahlweise Cordreyon oder Cordgespinste aus synthetischem Material, wie beispielsweise aus Polyamiden oder Polyester (Polyäthylenterephthalat), verwendet werden können.
In jedem der genannten Fälle werden die Längsfäden bevorzugt aus entsprechend dem Einsatzgebiet vorbehandelten Zwirnen oder Kabelzwirnen gebildet, während die Legungsfäden aus Endlosgarnen, verzwirnten Endlosgarnen oder sogar aus Gespinsten bestehen können.
Die Vorbehandlung der verschiedenen Fäden kann entweder durch eine Nassnachverstreckung bei Cordreyon, durch eine Zeit-Temperatur-Verstreckungsbehandlung bei Polyamiden oder durch eine Heissnachverstreckung bei Polyestern erfolgen. Für Reyonfäden und-zwirne, besonders solche, die für Verstärkungseinlagen für Fahrzeugluftreifen vorgesehen sind, empfiehlt sich eine Sonderbehandlung, wie sie nachstehend beschrieben ist.
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Beispiel für Nachbehandlung von Reyonfäden :
Für die Nachbehandlung werden nach üblichem Viskoseverfahren hergestellte Fäden, die bereits um 8-100o nachverstreckt wurden und als gezwirnte, ungezwirnte oder auch lediglich mit einem Schutzdrall versehene Fäden vorliegen, verwendet. 16 parallellaufende Einzelfäden vom Titer 1650 den werden in ein Einzugswerk eingeführt und mittels eines weiteren Abzugsorgan durch eine zigue wässerige Polyvinylalkohollösung geleitet. Dabei wird eine Verstreckung von 6 bis 12 00 eingestellt. Die Fadenschar gelangt am Ende des Bades über Abstreifer, an welchen die überschüssig anhaftende PolyvinylalkoholLösung entfernt wird, in einer Trockenstrecke zum ersten Abzugsorgan.
Hierauf wird die Fadenschar durch
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Die Höhe der Temperatur richtet sich nach der Abzugsgeschwindigkeit bzw. nach der gewünschten Restfeuchtigkeit, die unter 8% liegen soll. Anschliessend wird die so getrocknete und verklebte Fadenschar erneut unter weiterer Verstreckung von 3% einem nachfolgend beschriebenen Imprägnierbad besonders hoher Konzentration zugeführt und in einer zweiten Trockenstrecke auf 300 und weniger Feuchtigkeit getrocknet.
Die verwendete Imprägnierlösung stellt eine wässerig-alkalische Dispersion dar, die Kunstharze (z. B. Resorcin-Formaldehyd) und Naturkautschuk und/oder Kunstkautschuk enthält, wobei der GesamtFeststoffgehalt der Imprägnierlösung über 20%, vorzugsweise 25% und mehr, beträgt. Die damit behandelte Fadenschar wird nach üblichem Verfahren aufgespult.
Vor der gesamten Behandlung der Fäden betrug die Festigkeit (ofentr.) 5, 5 g/den und die Bruchdehnung (ofentr. ) 9, 0%. Nach der Behandlung der Fäden mit Polyvinylalkohol und der Imprägnierlösung betrug die Festigkeit (ofentr.) 5, 3 g/den und die Bruchdehnung (ofentr. ) 3, 0%.
Aus der Gegenüberstellung der Festigkeit-un Dehnungswerte ist ersichtlich, dass die Festigkeit im wesentlichen unverändert geblieben ist, während die Dehnung nach der vorgenannten Behandlung einen bisher nicht erreichten, extrem niedrigen Wert von 3, 0% erreicht. Die so nachbehandelten Fäden bzw. Zwirne finden bei der Herstellung der gewirkten Verstärkungseinlagen besonders als Längsfäden Verwendung.
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verwendet.
Es ist auch möglich, die vorbeschriebene Nachbehandlung an einem Gewirke so durchzuführen, dass nur die Imprägnierlösung zur Anwendung kommt. Die dabei erreichte Festigkeit eines entsprechend gewirkten Bändchens (Längsfäden bestehen aus 10 Cordreyon-Zwirnen 1650 den, 2fach verzwirnt, Grundlegungsfäden aus 1650 den Cordreyon-Garnen) beträgt 3, 8 g/den, die Dehnung 3, 6%.
Die gemäss der Erfindung hergestellten Gewirke, die in Form von gewirkten Bändchen als Verstärkungseinlagen für technische Kautschukerzeugnisse dienen, werden besonders vorteilhaft in den drei Mustern hergestellt, die in den Fig. 1 bis 3 dargestellt sind.
Das in Fig. 1 gezeigte Gewirke wird auf einer Häkel-Galone-Maschine hergestellt und kann als geflochtenes bzw. geknüpftes Band angesehen werden. Dabei werden die speziell imprägnierten und als nicht abgewinkelte Kette 1 bezeichneten Garn- oder Zwirnstränge mit einem Flechtfaden 2 verbunden,
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wo dieser bereits vom ersten Flechtfaden 2 umschlungen worden ist.
Das Trikotgewirke gemäss Fig. 2 besteht aus nicht abgeknickten Längsfäden 4 (Kettfäden) und den Grundlegungsfäden 5 (Schussfäden).
Fig. 3 zeigt ein Gewirke in einer Marquisette-Legung. Hier bilden die nicht abgewinkelten Längsfäden 6 die Futterkette und die quergelegten Fäden 7 und 8 glatte Futterlegungen, die zwischen der Futterkette 6 durch eine Fransenlegung 9 miteinander verbunden sind.
Die nachstehenden beiden Tabellen geben einen Vergleich der gemäss der Erfindung hergestellten Gewirke mit den üblicherweise erzeugten Bändchen und Geweben.
TABELLE 1 Querfestigkeit der bisher als Kautschukverstärkungseinlagen verwendeten, verklebten Bänder
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<tb>
<tb> absolute <SEP> Querfestigkeit <SEP> relative <SEP> Querfestigkeit
<tb> Bandkonstruktion <SEP> Breite <SEP> der <SEP> Probe <SEP> in <SEP> cm <SEP> in <SEP> kp <SEP> in <SEP> kp/cm
<tb> Garn <SEP> 1650 <SEP> den <SEP> .......... <SEP> 3 <SEP> 1,2 <SEP> 0,4
<tb> 2fach-Zwirn <SEP> 1650/2...... <SEP> 3 <SEP> 0, <SEP> 6-1, <SEP> 2 <SEP> 0, <SEP> 2-0, <SEP> 4 <SEP>
<tb> 3fach-Zwirn <SEP> 1650/3......
<SEP> 3 <SEP> 0, <SEP> 3 <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP>
<tb> I
<tb>
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TABELLE 2 Querfestigkeit der erfindungsgemäss hergestellten Gewirke zur Verstärkung von technischen Kautschuk- artikeln
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<tb>
<tb> absolute <SEP> Querfestigkeit <SEP> relative <SEP> Querfestigkeit
<tb> Bandkonstruktion <SEP> Breite <SEP> der <SEP> Probe <SEP> in <SEP> cm <SEP> !. <SEP> , <SEP> kn/cm <SEP>
<tb> Längsfäden <SEP> 1650 <SEP> den
<tb> 2fach-Zwirn.......... <SEP> 3 <SEP> 33, <SEP> 6 <SEP> 11, <SEP> 2 <SEP>
<tb> Legungsfäden <SEP> 1100 <SEP> den
<tb> Einfach-Garn
<tb> Längsfäden <SEP> 1650 <SEP> den
<tb> 2fach-Zwirn..........
<SEP> 3 <SEP> 44, <SEP> 0 <SEP> 14, <SEP> 7 <SEP>
<tb> Legungsfäden <SEP> 1650 <SEP> den
<tb> Einfach-Garn
<tb>
Aus den beiden Tabellen geht hervor, dass die gemäss der Erfindung hergestellten Gewirke eine Querfestigkeit besitzen, die rund 100mal höher ist als diejenige der bisher verwendeten, verklebten Bändchen. Diese ausserordentlich hohe Querfestigkeit bei stark verminderter Längsdehnung ist das Ergebnis einer besonders zweckmässigen und damit wirkungsvollen Kombination teilweise im Prinzip an sich bekannter Einzelmassnahmen, bei der das Fadenmaterial, seine Aufmachung, Ausrüstung und textile Verarbeitung ein Optimum an Wirkung ergeben.
Bei einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens werden zwei oder mehr Ketten zusammengefasst, so dass Gewirke mit zwei-oder mehrfädigen Ketten entstehen. Dadurch können das Querdehnungsvermögen der als Bändchen vorliegenden Gewirke sowie der Raumbedarf wesentlich herabgesetzt werden.
Die gemäss der Erfindung hergestellten besonderen Gewirke und Geflechte sind u. a. vorzüglich geeignet als Verstärkungseinlagen für Fahrzeugluftreifen und Förderbänder.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung gewirkter Verstärkungseinlagen für Kautschukartikel, die von geraden Längsfäden (Kettfäden) durchzogen sind, dadurch gekennzeichnet, dass mit Polyvinylalkohollösung und Dispersionen von Kunstharzen und natürlichem und/oder künstlichem Kautschuk präparierte Cordgarne oder-zwirne aus Reyon oder synthetischen Fäden, insbesondere Polyamiden oder Polyestern, mit einer Längs-Bruchdehnung von weniger als 4% auf einer Häkel-Galone-Maschine bandartig geflochten und geknüpft (Fig. I) oder als Kettengewirke mit Trikot-Legung (Fig. II) oder in Form einer MarquisetteLegung (Fig. III) gewirkt werden.