CH637083A5 - Foerderband und verfahren zu seiner herstellung. - Google Patents

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CH637083A5 CH1027578A CH1027578A CH637083A5 CH 637083 A5 CH637083 A5 CH 637083A5 CH 1027578 A CH1027578 A CH 1027578A CH 1027578 A CH1027578 A CH 1027578A CH 637083 A5 CH637083 A5 CH 637083A5
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Förderband, das eine Mehrzahl im wesentlichen paralleler Textilgarne, mindestens eine mit diesen durch Nadelung verbundene Lage aus faserförmigem Material und eine die Garne, die Lage und deren Fasern umschliessende Matrix aus einem elastomeren Poly-mer-Kunstharz aufweist und ein Verfahren zu seiner Herstellung.
Eine Zusammenfassung des Standes der Technik ist in «Man Made Textile Encyclopedia», Seiten 309-312, enthalten. Im Allgemeinen werden Förderbänder auf Textilbasis nach dem sogenannten PVC-Nass web verfahren hergestellt, bei dem Polyester-Schussfäden in Polyvinylchlorid getaucht und dann im nassen Zustand zusammengewebt werden. Alternativ können Förderbänder durch Verbinden von Textilstoffen mit Elastomer-Bahnen hergestellt werden. Die sich ergebenden Bänder sind nicht für alle Zwecke zufriedenstellend. Beispielsweise können sich schichtweise aufgebaute Bänder auflösen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Förderbänder zu schaffen, die wirtschaftlich hergestellt werden können, einen hohen Widerstand gegen Abrieb, insbesondere an den Kanten, aufweisen, grosse Biegsamkeit haben und eine grosse strukturelle und Lauf-Stabilität aufweisen.
Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 und 11 gelöst.
Die Textilgarne können Bestandteil eines Tuches sein. Beispielsweise können sie als Längsfäden in einem gewebten oder auch in einem gewirkten Tuch vorliegen, wobei sie im wesentlichen parallel zueinander in Längsrichtung des Bandes verlaufen können und voneinander unabhängig sind. Der Ausdruck «im wesentlichen parallel» soll besagen, dass diese Garne einander überwiegend nicht überkreuzen. Die verwendeten Textilgarne sollen eine relativ hohe Zugfestigkeit, beispielsweise in der Grössenordnung von etwa 88,3 N/Garn, haben.
Das verwendete Textilgarn hat eine geringe Dehnung, in der Grössenordnung von 4 bis 20% bei einer Belastung, die 50% der nominalen Reisslast entspricht.
Es ist wesentlich, dass die Garne eine gleichförmige Schrumpfung haben, d.h. Garne mit hoher Schrumpfung sollten nicht mit Garnen mit geringer Schrumpfung gemischt werden, um zu verhindern, dass sich der fertige Riemen wölbt.
Die Garne können synthetische Garne, wie Polyester-Polyamid- und dgl. Garne sein. Vorzugsweise sind die Garne gesponnen und haben die Eigenschaft, harzbildende Flüssigkeiten zu absorbieren und zu halten.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Textilgarne in einem lockeren Gewebe als Längsgarne vorgesehen. Es kann jede beliebige Webart vorgesehen sein, jedoch hat sich eine Leinwandbindung als stabil und vorteilhaft erwiesen. Bei dieser Ausführung ist die Art der Quergarne nicht kritisch und es können hierfür übliche Garne aus synthetischen und natürlichen Fasern verwendet werden.
Vorzugsweise werden das Gewicht der Garne und die Dichte des Gewebes so gewählt, dass ein Gewicht zwischen 135 und 1350 g/m2 für optimale Festigkeit erreicht wird.
Im nächsten Verfahrensschritt werden diskrete Stapelfasern, so wie sie in einer nicht gewebten Faserlage vorliegen, mit den vorher beschriebenen Textilgarnen vernadelt.
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Die Lage kann aus ungerichteten Stapelfasern, wie synthetischen Polyamid-, Polyester-, Polyolefin-, Acryl- und ähnlichen Fasern, sowie Mischungen solcher Fasern und natürlichen Fasern, wie Jutefasern und Mischungen derselben bestehen. Falls erforderlich, können die Fasern in bestimmten Richtungen innerhalb der Lage durch bekannte Verfahren orientiert werden.
Die Stapelfaserlagen, die zum Vernadeln mit den Textil-garnen ausgewählt wurden, haben vorzugsweise ein Gewicht zwischen 68 und 680 g/m2. Die Stapelfasern können einen breiteren Denier-Bereich haben. Die Lagen können mit üblichen Verfahren vorgenadelt sein, um einen gewissen Zusammenhalt der Fasern vor dem Vernadeln der Lage mit den Garnen zu erzielen.
Durch das Vernadeln der Faserlagen mit den Garnen wird eine Schicht aus konsolidierten Stapelfasern gebildet, die durch Verankerung mit den Garnen mit diesen verbunden wird. Wenn Faserlagen nur auf eine Seite der Garne genadelt werden, werden Fasern auch auf die andere Seite hinüber gebracht, und sie bilden einen leichten Flor oder Flaum auf dieser Seite, welcher die Garne umhüllt. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung werden Faserlagen auf beiden Seiten der Textilgarne genadelt, um ein dickeres genadeltes Produkt zu erhalten.
Die Technik, mit der Faserlagen mit Garnen und Tüchern, welche aus Textilfasern gewoben oder gewirkt sind, vernadelt werden, ist allgemein bekannt. Die Dicke der verwendeten Nadeln, die Form der Hakennadeln, die Nummer, Grösse und andere Veränderliche sind in gewissem Masse abhängig von der Dichte des Gewebes, um ein Zerreissen der Textilgarne zu vermeiden. Eine Nadel mit einer gg-Zahl Nr. 28, deren Haken so ausgerichtet ist, dass sie die Längsgarne nicht herauszieht, hat sich als brauchbar für das Nadeln erwiesen. Der Nadelkamm kann mit einem Nadelbrett hoher oder geringer Dichte versehen werden, wobei als Beispiel ein Nadelbrett mit einer Dichte 34 genannt sei. Das Nadeln wird vorzugsweise so ausgeführt, dass ein genadeltes Produkt entsteht, das ein Gewicht zwischen etwa 200 und 3050 g/m2 hat.
Nach dem Nadeln ist es vorteilhaft, solche genadelte Produkte zu kalandern, die eine weitere Verfestigung erfordern, insbesondere in den Fällen, in denen eine Faserlage nur auf eine Seite der Garne genadelt wurde. Das Kalandern verdichtet und konsolidiert die Stapelfasern zusätzlich, um die Durchlässigkeit des genadelten Produktes zu verringern.
Dies fördert das Festhalten der elastomer-bildenden Flüssigkeit, die von dem genadelten Material beim Tränken aufgenommen wird. Allgemein ist wünschenswert, für den Tränkungsvorgang ein Material zu haben, das in der Lage ist, die elastomerbildende Flüssigkeit anzunehmen und zu halten, bis sie verfestigt ist. Wenn das genadelte Fabrikat diese Eigenschaft nicht hat, dann ist es vorteilhaft, das Material zu kalandern. Kalandern ist normalerweise nicht nötig, wenn Faserlagen an beide Seiten der Textilgarne angenadelt wurden.
Der nächste Verfahrensschritt besteht darin, das genadelte und möglicherweise kalandrierte Produkt in einem Ofen durch Wärme zu verfestigen, um es selektiv zu schrumpfen. Während der Wärmeverfestigung wird das Fabrikat in Längsrichtung, d.h. entlang der Achse der Textilgarne, gestreckt und zwar mit einer Zugkraft zwischen 1,766 N und 68,7 N pro cm Breite. Dies verhindert eine übermässige Dehnung des Endproduktes und vermeidet die Entstehung von Quer- und/oder Längsfalten. Die Wärmeverfestigung findet bei Temperaturen statt, die von der Art der in dem genadelten Fabrikat verwendeten Fasern und Garnen abhängt. Wenn beispielsweise nur Polyester-Komponenten verwendet werden, findet die Warm Verfestigung bei Temperaturen zwischen etwa 150 und 215°C statt.
Das genadelte, wärmeverfestigte Material wird dann mit einem flüssigen, ein zellenfreies Elastomer bildenden poly-meren Kunstharz getränkt. Dies kann durch Eintauchen des Materials in das flüssige Kunstharz erfolgen. Es sei darauf hingewiesen, dass zum Tränken mancher Stoffe ein einziges Eintauchen ausreicht, während mehrfache Tauchvorgänge mit dazwischenliegenden Quetsch- und Teiltrocknungsstufen erforderlich sind, um dichte Faserlagen in anderen genadelten Fabrikaten vollständig zu tränken.
Es können viele verschiedene flüssige Kunstharze zur Tränkung verwendet werden, beispielsweise die flüssigen Zwischenstoffe von Polyurethan, Polyvinylchlorid, Neopren, Styrol-Butadien und dgl. zellenfreie Polymerharze. Besonders bevorzugte flüssige Tränkungsmittel sind die flüssigen karboxilierten Acryl-Nitril-Butadien-Copolymer-Latex-Harze. Die Acryl-Nitril-Butadien-Copolymer-Elastomere, die von ihnen gebildet werden, sind im höchsten Masse biegsam, brechen selbst bei tiefen Temperaturen nicht und bilden feste Bindungen mit und zwischen den Textilkomponenten des Produktes. Flüssige Kunstharze ohne Trägerflüssigkeiten oder Lösungsmittel können ebenfalls verwendet werden. Vorteilhaft ist jedoch die Verwendung von Latex mit Wasser als Trägerflüssigkeit. Flüssige Tränkungsmittel mit organischen Lösungsmittel und Trägerflüssigkeiten können ebenfalls verwendet werden.
Die Tränkung des genadelten und wärmeverfestigten Produktes bewirkt ein hohes Beladen mit Elastomer, welches das Textilprodukt weitgehend durchtränkt und die verfestigte Lage, die Einzelfasern und die Garne umhüllt. In vorteilhafter Weise werden Hohlräume in dem Textilprodukt mit Elastomer gefüllt, so dass das Elastomer über das und in dem ganzen Endprodukt verteilt ist. Die Tränkung geht vorzugsweise derart vor sich, dass das Band 50 bis 500%, vorzugsweise 100 bis 350% des Gewichtes der Textilbestand-teile an ausgehärtetem Elastomer enthält.
Der nächste Verfahrensschritt zur Herstellung der erfin-dungsgemässen Riemen oder Bänder besteht darin, das Kunstharztränkungsmittel an Ort und Stelle auszuhärten. Das Aushärten erfolgt auf bekannte Weise mit Mitteln, die abhängig von den verwendeten Polymerharzen sind, beispielsweise durch Hitze bei wärmehärtbaren Kunstharzen. Vorzugsweise wird das getränkte Material durch eine erhitzte Plattenpresse bei einer Temperatur geführt, die ausreichend ist, um das Kunstharz auszuhärten. Vorzugsweise wird das getränkte Material gleichzeitig gepresst, um das Band zu formen. Drücke zwischen 3,45 und 13,8 bar sind brauchbar. Vorzugsweise wird das getränkte Material bei Drücken zwischen 6,2 und 9 bar gepresst und ausgehärtet.
Es sei nun auf die Zeichnung bezuggenommen, in welcher ein Längsschnitt durch einen erfindungsgemässen Riemen 10 in vergrössertem Massstab dargestellt ist, der nach dem vorher beschriebenen Verfahren hergestellt wurde. Das Band 10 besteht aus einem lockeren Gewebe 12 mit Längsgarnen 14, die aus den vorstehend beschriebenen Textilgar-nen bestehen. Quergarne 16 können beispielsweise gesponnene Polyestergarne sein. Integriert mit dem Gewebe 12 ist eine Lage aus Stapelfasern 18, beispielsweise Polyesterfasern, die mit dem Gewebe 12 vernadelt und dadurch konsolidiert sind. Bei der Herstellung des Bandes 10 wurden Lagen aus Stapelfasern mit der Oberseite und der Unterseite des Gewebes 12 vernadelt. Dadurch ergibt sich eine dichte, faserige Lage (von der aus Gründen der Anschaulichkeit nur wenige Fasern 18 in der Zeichnung dargestellt sind), die mit dem Gewebe 12 verbunden ist. Das Gewebe 12 und die Fasern 18 sind vollständig in eine Matrix aus einem poly-meren Elastomer 20 eingebettet. Das Band 10 hat keine s
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Hohlräume, und es besteht eine feste Bindung zwischen dem Elastomer 20, den Fasern 18 und den Garnen 14 und 16.
Im folgenden werden einige Beispiele zur Herstellung des erfindungegemässen Bandes gegeben.
Beispiel 1
Zunächst wird ein Gewebe in Leinwandbindung aus Längsfäden, bestehend aus 5000 Denier Mehrfach-Dacron-Polyester Fäden (Dupon Typ 97), durchschnittliche Längung bei 50% nomineller Reisslast 8,4%, Bruchfestigkeit 263 N, Schrumpfung in Trockenhitze bei 160°C 9%, und Quergarnen aus 1150 Denier gesponnenem Polyestergarn, hergestellt. Das Tuch setzt sich zusammen aus 11 Längsfäden pro Zoll und 10 Schussfäden pro Zoll und wiegt 305 g/m3. Dieses Tuch wird mit einer genadelten Matte aus 100% Polyesterfasern (nicht verwebt) mit einer Masse von 6 Denier und einer Stapellänge von 7,5 cm, die ein Gewicht von 135 g/m2 hat, in einem Durchgang durch einen Nadelwebstuhl verbunden. Das genadelte Fabrikat wird mit einer Geschwindigkeit von 5,5 m/min. auf eine durchschnittliche Dicke von 1,8 mm kalandriert und dann unter gleichzeitiger mässiger Längsspannung hitzeverfestigt, indem es mit einer Geschwindigkeit von 2,75 m/min. durch einen 27,5 m langen Ofen geführt wird, der in der Anfangszone eine Temperatur von 160°C, in einer Mittelzone eine Temperatur von 176°C und in der Endzone eine Temperatur von 199°C aufweist. Das hitzeverfestigte Fabrikat wird dann durch Eintauchen mit einer Nitril-Latex-Verbindung folgender Zusammensetzung getränkt:
Gew.-% (nass)
68151 Latex*
91,4
Ammoniakwasser 28%
0,9
50%iger Butyl-Ziram-Brei**
0,2
68%ige Schwefeldispersion
0,3
60% ige Zinkoxid-Dispersion
2,1
Schwarzes Pigment
4,2
Coagulant WS***
0,9
100,0
* Carboxiliertes Acryl-Nitril-Butadien-Copolymer Latex
(Tylac 68-151, Reichhold Chemicals, Inc., Bulletin TB-1) ** Zink di-n- Butyl Dithiocarbamat *** Polyäther-Polysiloxan, (Mobay Chemical Co.)
Das getränkte Gewebe wird dann getrocknet, indem es 20 Minuten lang Infrarotlampen ausgesetzt wird, und dann nochmals mit der gleichen Latexverbindung getränkt und wieder durch Infrarotlampen auf einen Feuchtigkeitsgrad von etwa 5 % trocknet.
Das imprägnierte Gewebe wird dann 3 Minuten lang bei
149°C und einem Druck von 8,3 bar in einer ebenen, glatten, hydraulischen Pressenplatte gepresst, um ein biegsames Band zu erhalten, das 1,9 mm dick ist, ein Gewicht von 1,930 g/cm2, eine Endzugfestigkeit von 1403 N pro cm Breite und Längung von 3 % bei 174,6 N pro cm Breite aufweist. Die Taber-Scheuerprüfung ergab einen Gewichtsverlust von 0,7% nach 1000 Zyklen.
Das Endprodukt enthält 1354 g/m2 Elastomer, das während des Tränkungsvorganges zugegeben wurde.
Beispiel 2
Ein Leinwandgewebe aus den gleichen Garnen wie im Beispiel 1, jedoch mit 17 Längsfäden pro Zoll und mit einem Gewicht von 474 g/m2 wird mit zwei vernadelten, nicht gewebten 100% Polyesterfaser-Matten, die jeweils 203 g/m2 wiegen, mittels zweier Durchgänge durch einen Nadelwebstuhl verbunden. Im ersten Durchgang wird eine Matte mit einer Seite des Gewebes vernadelt und im zweiten Durchgang wird eine Matte mit der anderen Seite des Gewebes vernadelt. Dieses Gewebe wird dann unter den gleichen Bedingungen wie beim Beispiel 1 wärmeverfestigt.
Das genadelte Produkt dieses Beispiels wird dann mit der gleichen Nitril-Latex-Verbindung wie im Beispiel 1 durch Eintauchen getränkt, dann 20 Minuten lang Infrarotlampen zwecks Trocknung ausgesetzt, dann ein zweites Mal in die gleiche Latexverbindung getaucht und schliesslich wiederum Infrarotlampen zwecks Trocknung auf einen Feuchtigkeitsgrad von ca. 5 % ausgesetzt. Das imprägnierte Gewebe wird dann in einer ebenen, glatten, hydraulischen Plattenpresse etwa 4 Minuten lang auf 149°C erhitzt und darauf drei Minuten lang mit einem Druck von 5,86 bar zusammengedrückt, um einen flexiblen Riemen mit folgenden Eigenschaften zu erhalten:
Dicke 3,25 bis 3,48 mm Gewicht 3500 g/m2
Endzugfestigkeit 1934 N pro cm Breite Längung 1% bei 82,4 N Last pro cm Breite 2% bei 148,1 N Last pro cm Breite 3% bei 207,0 N Last pro cm Breite
Taber-Scheuerprüfung: 0,4% Gewichtsverlust nach 1000 Zyklen.
3 Bandrollen mit je 40,6 cm Breite wurden von dieser 183 m Rolle abgeschnitten, um 15 Förderer auszustatten. Die Förderer zeigten keine Probleme beim Starten bei kaltem Wetter, und viele Monate nach der Erstbenutzung arbeiteten die Bänder in jeder Hinsicht zufriedenstellend.
Selbstverständlich sind viele Abwandlungen der beschriebenen Ausführungsbeispiele möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. So kann beispielsweise das erfin-dungsgemässe Band mit anderen Werkstoffen beschichtet werden, um bestimmte Forderungen auf anderen Anwendungsgebieten zu erfüllen. So kann beispielsweise eine Be-schichtung mit Polyurethan, Polyvinylchlorid, Polytetrafluor-äthylen, Silicongummi, und ähnliche Polymerisaten vorgenommen werden.
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1 Blatt Zeichnungen

Claims (20)

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1. Förderband, das eine Mehrzahl im wesentlichen paralleler Textilgarne, mindestens eine mit diesen durch Nade-lung verbundene Lage aus faserförmigem Material und eine die Garne, die Lage und deren Fasern umschliessende Matrix aus einem elastomeren Polymer-Kunstharz aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass als Textilgarne (14) solche mit einer Dehnung von 4 bis 20% bei einer Belastung von 50% der nominellen Bruchlast verwendet sind, dass die Lage aus faserförmigem Material aus einzelnen, miteinander verfilzten Stapelfasern (18) besteht und dass die Matrix von einem zellenfreien Polymer-Kunstharz gebildet ist.
2. Band nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Garne Bestandteile eines Tuches sind.
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PATENTANSPRÜCHE
3. Band nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Garne die Längsgarne eines gewirkten Tuches sind.
4. Band nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Garne Längsgarne eines gewebten Tuches sind.
5. Band nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage durch Vernadeln einer Matte aus Stapelfasern mit einer Seite des Tuches erzeugt ist.
6. Band nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf jeder Seite des Tuches eine Lage aus Stapelfasern angenadelt ist.
7. Band nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Garne Polyestergarne sind.
8. Band nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern Polyesterfasern sind.
9. Band nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunstharz ein Acryl-Nitril-Butadien-Copolymerisat ist.
10. Band nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewicht der Matrix 15 bis 500 Gewichtsprozent der Garne und Fasern beträgt.
11. Verfahren zur Herstellung eines Förderbandes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an eine Vielzahl von im wesentlichen parallelen Textilgamen mindestens eine Lage aus einzelnen Stapelfasern angenadelt wird, darauf das genadelte Produkt in Längsrichtung entlang der Achse der Textilgarne mit einer Kraft zwischen 1.766 N und 68.7 N pro cm Breite gespannt und gleichzeitig hitzefixiert wird,
dann das hitzefixierte Material mit einem flüssigen, zellenfreien, Elastomer-bildenden Polymer-Kunstharz getränkt und schliesslich das Kunstharz ausgehärtet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass auf jede Seite der Garne eine Fasermatte angenadelt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass Garne eines Gewebes verwendet werden.
14. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fasermatte nur auf eine Seite der Garne angenadelt und dann das genadelte Produkt zur weiteren Verfestigung kalandriert wird.
15. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Garne während der Wärmeverfestigung des genadelten Produkts unter Spannung gehalten werden.
16. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Tränken durch Eintauchen des wärmeverfestigten Materials in die Flüssigkeit erfolgt.
17. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass als Imprägnierflüssigkeit eine wässrige Latexlösung verwendet wird und dass nach dem Tränken das getränkte Material getrocknet wird, um einen Teil des Wassers zu entfernen.
18. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass als Imprägnierflüssigkeit eine Mischung aus dem Kunstharz und einer Trägerflüssigkeit verwendet wird und die Trägerflüssigkeit vor dem Aushärten verdampft wird.
19. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das getränkte Material getrocknet und dann ausgehärtet wird.
20. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich- ' net, dass das Aushärten durch Hindurchführen des getränkten Materials durch eine erhitzte Plattenpresse erfolgt.
CH1027578A 1977-11-04 1978-10-03 Foerderband und verfahren zu seiner herstellung. CH637083A5 (de)

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