DE102014208860A1 - Verfahren zur Herstellung eines gummierten Gewebes für den Materialeinsatz bei Fahrzeugreifen - Google Patents

Abstract

Um ein Verfahren zu schaffen, bei dem eine dünne Gummierungsschicht bei der Herstellung eines gummierten Gewebes erzeugt wird, wird folgendes Verfahren mit folgenden Schritten vorgeschlagen: a) Bereitstellen eines Gewebes mit einzelnen Festigkeitsträgern, b) Hindurchführen des Gewebes durch ein Tauchbad mit einer Gummilösung, wobei das Gewebe mit der Gummilösung vollständig benetzt wird, c) Herausführen des Gewebes aus dem Tauchbad, wobei die Gummilösung das Gewebe in Form einer dünnen Materialschicht ummantelt, d) Weiterführung des Gewebes zu einer Trocknungsvorrichtung, wobei in der Trocknungsvorrichtung das Lösungsmittel der Gummilösung verdampft wird, e) Weiterführung des gummierten Gewebes zu einer Bestrahlungsvorrichtung, wobei mit der Bestrahlungsvorrichtung eine Vorvernetzung der Gummischicht erfolgt, wobei mit der Vorvernetzung die Klebrigkeitseigenschaften der Gummischicht reduziert werden, f) Weiterführung des Gewebes zu einer Wickelspule oder direkt zu einer Reifenaufbautrommel, wobei das Gewebe mit einer dünnen gummierten Materialschicht mit einer Schichtdicke zwischen 0,1 und 200 μm ummantelt ist.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines gummierten Gewebes für den Materialeinsatz bei Fahrzeugreifen.
• Bei der herkömmlichen Herstellung von Reifen werden Vormaterialien bzw. bestimmte Reifenaufbauteile vorkonfektioniert. Zu diesen vorkonfektionierten Bauteilen gehört insbesondere auch das Spulbandagenmaterial.
• Beim Herstellen von Spulbandagenmaterial werden die Festigkeitsträger mit unvulkanisiertem Gummimaterial versehen und anschließend auf Wickelspulen aufgespult. Diese Wickelspulen werden anschließend im Allgemeinen zwischengelagert und dann für die Herstellung von Reifenrohlingen bereitgestellt. Ein Problem beim zum Reifen-Bau notwendigen Abwickeln des Spulbandagenmaterials von den Wickelspulen besteht darin, dass das bandförmige Spulbandagenmaterial aneinanderhaften kann. Dadurch kann es zu einem erheblichen Materialausschuss bei der Herstellung von Spulbandagenmaterial kommen. Weiterhin reduzieren nicht mit gummibedeckte Corde die Haftungseigenschaften und es besteht zusätzlich die Gefahr eines direkten Kontakts zwischen den Corden.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dem insb. Materialausschuss bei der Herstellung von Vormaterialien für die Reifenherstellung weitesgehend vermieden wird.
• Gelöst wird die Aufgabe gemäß Anspruchs 1 mit einem Verfahren mit folgenden Schritten:
• a) Bereitstellen eines Gewebes mit einzelnen Festigkeitsträgern,
• b) Hindurchführen des Gewebes durch ein Tauchbad mit einer Gummilösung, wobei das Gewebe mit der Gummilösung vollständig benetzt wird,
• c) Herausführen des Gewebes aus dem Tauchbad, wobei die Gummilösung das Gewebe in Form einer dünnen Materialschicht ummantelt,
• d) Weiterführung des Gewebes zu einer Trocknungsvorrichtung, wobei in der Trocknungsvorrichtung das Lösungsmittel der Gummilösung verdampft wird,
• e) Weiterführung des gummierten Gewebes zu einer Bestrahlungsvorrichtung, wobei mit der Bestrahlungsvorrichtung eine Vorvernetzung der Gummischicht erfolgt, wobei mit der Vorvernetzung die Klebrigkeitseigenschaften der Gummischicht reduziert werden,
• f) Weiterführung des Gewebes zu einer Wickelspule oder direkt zu einer Reifenaufbautrommel, wobei das Gewebe mit einer dünnen gummierten Materialschicht mit einer Schichtdicke zwischen 0,1 und 200 μm ummantelt ist.
• Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass mit dem Verfahren das Gewebe mit einer sehr dünnen gummierten Materialschicht versehen wird. Mit dem gummierten Gewebe mit der dünnen Gummischicht, lässt sich eine sehr hohe Corddichte realisieren. Bei herkömmlichen Fahrzeugreifen besitzt der Festigkeitsträger im Normalfall eine relativ dicke Gummischicht.
• Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist insbesondere darin zu sehen, dass durch das Verfahren die Klebrigkeit der Materialoberfläche wesentlich reduziert wird. Dadurch kommt es überraschenderweise nicht mehr zu den ungewünschten Gummimaterialablösungen beim Abwickeln von den Wickelspulen.
• Die optimalen Klebrigkeitseigenschaften an der Oberfläche der Gummischicht werden insb. durch die Vorvernetzung der Gummischicht mit der Bestrahlungsvorrichtung erzielt.
• In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei Schritt d) die Trocknungsvorrichtung eine beheizbare Kammer umfasst.
• Dadurch lässt sich das Lösungsmittel mit einer hohen Prozessgeschwindigkeit von der Gummilösung entfernen.
• In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das gummierte Gewebe als Spulbandagenmaterial oder als Karkassmaterial für die Herstellung von Fahrzeugreifen eingesetzt wird.
• Bei diesen Reifenbauteilen ist eine dünne Gummischicht besonders vorteilhaft für spezielle Reifeneigenschaften.
• Weiterhin ist die Verwendung als textiler Gürtel oder Wulstverstärker möglich.
• In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei Schritt e) die Bestrahlung mit einem Elektronenstrahlverfahren erfolgt.
• Mit dem Elektronenstrahlverfahren lässt sich mit einer hohen Prozessgeschwindigkeit die Vorvernetzung der Gummischicht durchführen.
• In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Gummilösung unpolare Polymere mit Doppelbindungen umfasst, die mit Schwefel vernetzbar sind.
• Mit diesen Polymeren lässt sich eine optimale Gummilösung bereitstellen.
• In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Gummilösung ein organisches unpolares Lösungsmittel umfasst.
• Das unpolare Lösungsmittel ist optimal auf die unpolaren Polymere abgestimmt.
• In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Gummilösung ein Polymergehalt von maximal 40% aufweist.
• Dadurch lässt sich an den Festigkeitsträgern eine relativ dünne Materialschicht einstellen.
• In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Gummilösung keine Füllstoffe aufweist.
• Füllstoffe sind in der Regel nicht lösbar und würden daher mit einer inhomogenen Oberflächenbeschichtung einhergehen.
• Anhand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden.
• Für Spulbandagenmaterial werden im Allgemeinen textile Festigkeitsträger eingesetzt. Das Gewebe mit eine Vielzahl von einzelnen Festigkeitsträgern wird in Form eines endlosen Materialstreifens durch das Tauchbad mit der Gummilösung geführt. Bei diesem Vorgang wird das Gewebe mit der Gummilösung vollständig benetzt. Anschließend wird das Gewebe wieder aus dem Tauchbad herausgeführt, wobei die Gummilösung in Form einer dünnen Materialschicht das Gewebe ummantelt. Das Gewebe wird danach zu einer Trocknungsvorrichtung weitergeführt, in der das Lösungsmittel von der Gummilösung entfernt wird. Die Trocknungsvorrichtung ist in Form einer Heizkammer ausgeführt, wobei durch Wärmezufuhr das Verdampfen des Lösungsmittels beschleunigt wird. Im nächsten Verfahrensschritt erfolgt die Weiterführung des gummierten Gewebes zu einer Bestrahlungsvorrichtung. Mit der Bestrahlungsvorrichtung wird eine Vorvernetzung an der Gummischicht durchgeführt. Durch die Vorvernetzung der Gummischicht werden die Klebrigkeitseigenschaften der Gummischicht herabgesetzt. Anschließend erfolgt eine Weiterführung des Festigkeitsträgers zu einer Wickelspule, auf die das gummierte Gewebe aufgewickelt und zwischengelagert wird. Die Wickelspulen werden nach einer Zwischenlagerung an einer Reifenaufbautrommel positioniert, um das Spulbandagenmaterial auf den Reifenrohling aufzuspulen.
• Das Schneiden bzw. Ablängen des Spulbandagenmaterials kann zu unterschiedlichen Zeitpunkten erfolgen, wobei im Normalfall das Zuschneiden nach dem Aufspulen des Materials auf der Reifenbautrommel erfolgt.
• Beim Spulbandagenmaterial besitzt die Cordausrichtung und der Kalander die gleiche Ausrichtung.
• Zu den unpolaren Kautschuken der Gummilösung ist folgendes anzumerken.
• Der polare oder unpolare Kautschuk ist dabei ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus natürlichem Polyisopren und/oder synthetischem Polyisopren und/oder Butadien-Kautschuk und/oder Styrolbutadienkautschuk und/oder lösungspolymerisierter Styrolbutadienkautschuk und/oder emulsionspolymerisierter Styrolbutadienkautschuk und/oder Flüssigkautschuken und/oder Isopren-Isobutylen-Copolymer und/oder Ethylen-Prophylen-Dien-Kautschuk und/oder Acrylat-Kautschuk und/oder Styrol-Isopren-Butadien-Terpolymer und/oder hydrierter Acrylnitrilbutadienkautschuk und/oder Isopren-Butadien-Copolymer und/oder hydrierter Styrolbutadienkautschuk.
• Der Kautschuk, insbesondere der Styrolbutadienkautschuk, mit Hydroxylgruppen und/oder Epoxygruppen und/oder Siloxangruppen und/oder Aminogruppen und/oder Arminosiloxan und/oder Carboxylgruppen und/oder Phtalocyaningruppen modifiziert sein. Es kommen aber auch weitere, der fachkundigen Person bekannte, Modifizierungen, auch als Funktionalisierungen bezeichnet, in Frage. Insbesondere der Butadienkautschuk kann ganz oder teilweise hydriert sein.
• Zu den unpolaren Lösungsmitteln der Gummilösung ist folgendes anzumerken.
• Wesentlich ist, dass das Polymer vollständig darin lösbar ist. Es können reine Substanzen wie beispielsweise Tetrahydrofuran, Cyclohexan sein, oder auch Stoffgemische wie aus der Gruppe der Kohlenwasserstoffe einen Petrolether mit einem Siedebereich zwischen beispielsweise 60–100°C.
• Eine Beispiellösung könnte folgende Bestandteile umfassen, wobei sich die Zahlen auf eine Massenprozentangabe beziehen:
• – Petrolether 95
• – Polyisopren 5
• – optional: Alterungsschutzmittel
• Außerdem kann für die Lösung ein Zusatz von Alterungsschutzmitteln erfolgen, die in der Kautschukindustrie üblich sind. Als Alterungsschutzmittel kommt beispielsweise ein Mittel aus der Gruppe der Paraphenylendiamine (6PPD, DTPD) in Frage. Eine übliche Konzentration ist z. B. 5 Massenprozent bezogen auf das Polymer. In dem o. g. Beispiel würden das 0,0025 Massenprozent bedeuten.

Claims (10)

1. Verfahren zur Herstellung eines gummierten Gewebes für den Materialeinsatz bei Fahrzeugreifen mit folgenden Schritten: a) Bereitstellen eines Gewebes mit einzelnen Festigkeitsträgern, b) Hindurchführen des Gewebes durch ein Tauchbad mit einer Gummilösung, wobei das Gewebe mit der Gummilösung vollständig benetzt wird, c) Herausführen des Gewebes aus dem Tauchbad, wobei die Gummilösung das Gewebe in Form einer dünnen Materialschicht ummantelt, d) Weiterführung des Gewebes zu einer Trocknungsvorrichtung, wobei in der Trocknungsvorrichtung das Lösungsmittel der Gummilösung verdampft wird, e) Weiterführung des gummierten Gewebes zu einer Bestrahlungsvorrichtung, wobei mit der Bestrahlungsvorrichtung eine Vorvernetzung der Gummischicht erfolgt, wobei mit der Vorvernetzung die Klebrigkeitseigenschaften der Gummischicht reduziert werden, f) Weiterführung des Gewebes zu einer Wickelspule oder direkt zu einer Reifenaufbautrommel, wobei das Gewebe mit einer dünnen gummierten Materialschicht mit einer Schichtdicke zwischen 0,1 und 200 μm ummantelt ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach Schritt c) das Gewebe an einer Vakuumabsaugung vorbei geführt wird, um überschüssige Gummilösung abzusaugen.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe textile Festigkeitsträger umfasst.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das gummierte Gewebe als Spulbandagenmaterial, Karkassmaterial, Gürtel oder Wulstverstärker für die Herstellung von Fahrzeugreifen eingesetzt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Schritt d) die Trocknungsvorrichtung eine beheizbare Kammer umfasst.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Schritt e) die Bestrahlung mit einem Elektronenstrahlverfahren erfolgt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gummilösung unpolare Polymere mit Doppelbindungen umfasst, die mit Schwefel vernetzbar sind.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gummilösung ein organisches unpolares Lösungsmittel umfasst.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gummilösung ein Polymergehalt von maximal 40% aufweist.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gummilösung keine Füllstoffe aufweist.