CS261187B1 - Ztužujfcf plnivo pro kaučukové směsi a způsob jeho výroby - Google Patents

Abstract

Předmětem řešení je skladba ztužujícího plniva pro kaučukové směsi, které je připraveno na bázi krátkého celulózového vlákna a způsob jeho výroby. Podstata řešení spočívá v tom, že vlákno je povrchově upraveno směsí, obsahující na 100 hmotnostních dílů krátkého celulózového vlákna s poměrem 1/d v rozmezí od 100 do 220, 10 až 50 hmotnostních dílů asfaltové suspenze, dále 5 až 50 hmotnostních dílů butadienstyrénového kaučuku nebo polyakrylátové disperze, 10 až 100 hmotnostních dílů roztoku fenolformaldehydové pryskyřice v průmyslovém alkoholu s koncentrací 10 % až 30 % hmot. pryskyřice a 100 až 1 000 hmotnostních dílů vody. Ztužující plnivo se připraví postupem, při kterém se nejprve do vody nadávkuje asfaltová suspenze, potom butadienstyrénový latex nebo polyakrylátová disperze, dále roztok fenolformaldehydové pryskyřice v průmyslovém alkoholu a nakonec krátká celulózová vlákna. Po nasycení vlákna uvedenou směsí se vlákno vysuší při zvýšené teplotě na hodnotu zbytkové vlhkostí do max. 0,5 %. Řešení je možno použít k výrobě vlákna a následně pro ztužení kaučukových směsí, s výhodou směsí adhezivních. Vyšším ztužením kaučukových směsí se dosáhne zvýšení kvalitativních parametrů pryžových výrobků.

Description

Vynález se týká ztužujícího plniva na bázi krátkého celulózového vlákna a způsobu jeho výroby.

Řada gumárenských výrobků bývá za účelem zvýšení funkčních a užitných vlastností vyztužena textilní kostrou. V poslední době se začíná prosazovat u některých pryžových výrobků náhrada textilní kostry ztužujícím plnivem na bázi krátkých celulózových vláken. Ta jsou ve výrobcích obvykle příslušně naorientována a adhezivě zakotvena. Uvedený způsob vyztužení pryžových výrobků je z technologického hlediska velmi výhodný, nebot odpadá nejpracnější část výroby - konfekce nálože. Přitom lze u některých výrobků dosáhnout vlastností na úrovni ztužení textilní kostrou. Velmi výhodné je toto řešení zejména u vstřikovací technologie, nebot zapracování textilní kostry u tohoto způsobu výroby bývá značně problematické a v mnohých případech prakticky neproveditelné. Použití ztužujícího plniva na bázi krátkých celulózových vláken zjednodušuje tuto výrobní technologii a umožňuje vyztužení pryžového výrobku bez komplikované přípravy konfekce výztužné kostry. U výrobků, kde je výztužná textilní nebo ocelová kostra nezbytná, přináší aplikace ztužujícího plniva zvýšení kvalitativních parametrů a tedy zlepšení některých funkčních vlastností. Může se například jednat o zvýšení odolností proti vytržení výztužného materiálu z pryže výrobku nebo zlepšení dynamických vlastností výrobku při zajištění příslušné orientace výztužných vláken.

Uvedené příklady charakterizují typické oblasti aplikace ztužujícího plniva na bázi krátkých celulózových vláken a současně dokumentují přednosti ztužujícího plniva do pryžových výrobků z technologického hlediska. Z těchto důvodů proto současná vývojová technologie využívá předností vyztuženi pryžových výrobků tímto novým materiálem. Jejich konkrétní použití popisuje řada zahraničních patentů a několik tuzemských autorských osvědčení.

Pokud se týká zahraničních patentů je předmětem ochrany několik oblastí týkajících se aplikace tohoto výztužného materiálu do pryžových výrobků. Jedná se zejména o zajištění příslušné orientace vláken ve výrobku, o popis charakteristických vlastností a parametrů, o složení impregnačního nánosu, případně o postupy nánosu impregnace na tato vlákna. Tuzemská autorská osvědčení popisují krátká celulózová vlákna jako ztužujíci plnivo pro kaučukové směsi - AO 239 235, skladbu vulkanizovatelných vysoce ztužených směsí AO 237 729 a problematiku vyztužení dopravních pásů s ocelovými lany pomocí krátkých celulózových vláken AO 250 152.

Ve všech případech se jedná o krátká celulózová vlákna, která jsou opatřena různým impregnačním nánosem, umožňujícím proto i různý stupeň ztužení a adhezivního zakotvení do pryže výrobku po jeho vulkanizaci.

Nevýhody zahraničních ztužujících plniv na bázi krátkých celulózových vláken lze spatřovat zejména v tom, že impregnační nános obsahuje vedle různých modifikačnich surovin i rezorcinformaldehydovou pryskyřici, která omezuje tepelnou zpracovatelnost kaučukových směsí obsahující tento výztužný materiál. Konkrétně lze uvést, že kaučukové směsi s tímto výztužným plnivem jsou krátkodobě zpracovatelné při teplotě maximálně do 90 °C. Při překročeni uvedené teploty nastává polykondenzace pryskyřice, oož má za následek znehodnocení kaučukové směsi. Zabezpečení zpracovatelských teplot do 90 °C je v podmínkách našich gumárenských podniků značně obtížné a u některých technologií prakticky nesplnitelné. To pochopitelně omezuje aplikační oblasti zahraničních výztužných vláken v podmínkách našich výrobních závodů.

Tuzemská řešení umožňují podstatně vyšší zpracovatelské teploty pro kaučukové směsi obsahující tento výztužný materiál, což je příznivé pro stávající výrobní zařízeni, která jsou v gumárenských podnicích v současné době k dispozici. Při výhodě vyšších zpracovatelských teplot je jejich nedostatkem, že v určitých speciálních druzích pryže snižují fyzikálně-mechanické vlastnosti pryžového materiálu. Konkrétně se jedná o adhezivní směsi, zabezpečující spojení mezi pryží a výztužným materiálem, obvykle pomosazeným ocelovým kordem nebo pozinkovaným ocelovým lanem. Jak bylo zjištěno při experimentálních pracích, došlo při aplikaci dosud známých tuzemských ztužujících plniv na bázi celulózových vláken ke sníženi ztužení adhezivní pryže a tedy i ke sníženi odolnosti proti vytrženi ocelového kordu či lana z materiálu výrobku. Dalšími vývojovými pracemi však bylo prokázáno, že aplikaci ztužujícího plniva na bázi celulózových vláken lze při určitém speciálním impregnačním nánosu dosáhnout předpokládaného zvýšení ztužení adhezivní pryže a v důsledku toho i zvýšení odolnosti proti vytržení ocelového kordu či lana. Uvedné řešení z aplikačního hlediska chrání AO 250 152 pro dopravní pásy s ocelovými lany. Toto řešení však nekonkretizuje ztužující plnivo po stránce možností variability jeho složení a neobjasňuje způsob jeho výroby, který je třeba při jeho přípravě použít.

Uvedené nedostatky dosud známých řešení jsou odstraněny ztužujícím plnivem na bázi krátkého celulózového vlákna, jehož podstata spočívá v tom, že vlákno je upraveno směsí, obsahující na 100 hmotnostních dílů krátkého celulózového vlákna s poměrem 1/d v rozmezí od 100 do 220, 10 až 50 hmotnostních dílů asfaltové suzpenze, dále 5 až 50 hmotnostních dílů butadienstyrénového latexu nebo polyakrylátové disperze, 10 až 100 hmotnostních dílů roztoku fenolformaldehydové pryskyřice v průmyslovém alkoholu s koncentrací 10 % až 30 % hmot. pryskyřice a 100 až 1 000 hmotnostních dílů vody. Ztužující plnivo podle vynálezu se připraví postupem, při kterém se nejprve do vody nadávkuje asfaltová suspenze, potom butadienstyrénový latex nebo polyakrylátové disperze, dále roztok fenolformaldehydové pryskyřice v průmyslovém alkoholu a nakonec krátké celulózové vlákno, které se po nasycení uvedenou směsí vysuší při zvýšené teplotě na hodnotu zbytkové vlhkosti do max 0,5 %.

Uvedený postup obsahující pořadí dávkování jednotlivých komponent impregnační směsi nelze zaměnit, nebot při změně pořadí dávkování dojde k vysrážení jednotlivých komponent a nasyceni vlákna touto směsí není možno provést. Při praktických provedení je možno použít i vlákno obsahující vodu, což si vyžádá přepočet celkového obsahu vody při přípravě impregnační směsi. Vlastní nasycení vlákna je možno s výhodou provádět v bubnových míchačkách, čímž se dosáhne zvýšení účinnosti sycení. Sušení na zbytkovou hodnotu vlhkosti je třeba věnovat maximální pozornost s tím, že optimální hodnota by se měla pohybovat v rozmezí od 2 í do 3 S.

K bližšímu objasnění podstaty vynálezu slouží následující příklady, respektující zároveň i výrobní postup pro přípravu ztužujícího plniva podle vynálezu.

Přikladl

1. Voda technická 300 hmot. díly

2. Asfaltová suspenze 20 hmot. díly

3. Butadienstyrénový latex 15 hmot. díly

4. 20% roztok fenolformaldehydové pryskyřice v průmyslovém alkoholu 25 hmot. díly

5. Krátké celulózové vlákno z bukového dřeva s poměrem l:d od

100 do 220 150 hmot. díly celkem

460 hmot. díly

Příklad

1.	Voda technická	400	hmot.	díly
2.	Asfaltová suspenze	30	hmot.	díly
3.	Polyakrylátové disperze	10	hmot.	díly
4.	25% roztok fenolformaldehydové
	pryskyřice v průmyslovém
	alkoholu	15	hmot.	díly
5.	Krátké celulózové vlákno
	z bukového dřeva s poměrem
	l:d od 120 do 220	100	hmot.	díly

celkem

555 hmot. díly

Příklad 3

1.	Voda technická	1 000	hmot.	díly
2.	Asfaltová suspenze	50	hmot.	díly
3.	Butadienstyrenový latex	50	hmot.	díly
4.	108 roztok fenolformaldehydové pryskyřice v průmyslovém alkoholu	100	hmot.	díly
5.	Krátké celulózové vlákno z bukového dřeva s poměrem l:d od 120 do 200	100	hmot.	díly
celkem	1 300	hmot.	díly
P 1.	ř í k 1 a d 4 Voda technická	100	hmot.	díly
2.	Asfaltová suspenze	10	hmot.	díly
3.	Polyakrylátový latex	5	hmot.	díly
4.	308 roztok fenolformaldehydové pryskyřice v průmyslovém alkoholu	10	hmot.	díly
5.	Krátké celulózové vlákno z bukového dřeva s poměrem lid od 100 do 250	100	hmot.	díly
celkem	225	hmot.	díly

Výše uvedené příklady neomezují rozsah vynálezu, neboř prakticky lze použít celou řadu variant patřících do význaku řešení podle vynálezu.

Zavedení výroby ztužujícího plniva podle vynálezu umožní použití tohoto materiálu pro zvýšení ztužujících účinků u pryžových výrobků obsahujících výztužnou nosnou kostru.

V praxi to znamená zvýšení odolnosti proti vytržení výztužného materiálu z pryže výrobku.

Toto zvýšení pak pozitivně ovlivní funkční a užitné vlastnosti výrobků. Aplikace ztužujícího plniva podle vynálezu do adhezivních kaučukových směsí dále umožní zvýšení zpracovatelských teplot do 130 °C, což jsou již teploty zajistitelné v běžných výrobních podmínkách československých gumárenských podniků. Vynálezu je možno použít pro výrobu ztužujícího plniva, jehož aplikaci se zvýši technické parametry pryžových výrobků jako jsou např. dopravní pásy s ocelovými lany, pneumatik s pomosazeným ocelovým kordem, hadic s textilní nebo ocelovou výztuží apod.

Claims (2)

1. Ztužující plnivo na bázi krátkých celulózových vláken, vyznačené tím, že je upraveno směsi obsahujíc! na 100 hmotnostních dílů krátkého celulózového vlákna s poměrem 1/d v rozmezí od 100 do 220, 10 až 50 hmotnostních dílů asfaltové suspenze, dále 5 až 50 hmotnost nich dílů butadienstyrénového latexu nebo polyakrylátové disperze, 10 až 100 hmotnostních dílů roztoku fenolformaldehydové pryskyřice v průmyslovém alkoholu s koncentrací 10 % až 30 % hmot. pryskyřice a 100 až 1 000 hmotnostních dílů vody.

2. Způsob výroby ztužujícího plniva podle bodu 1, vyznačený tím, že do vody se nejprve nadávkuje asfaltová suspenze, potom butadienstyrénový latex nebo polyakrylátová disperze, dále roztok fenolformaldehydové pryskyřice v průmyslovém alkoholu a nakonec krátké celulózové vlákno, které se po nasycení uvedenou směsí vysuší při zvýšené teplotě na hodnotu zbytkové vlhkosti do max. 0,5 1.