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Ausrüstungsmittel für Reifencordgarne Gegenstand der vorliegenden
Erfindung ist ein Ausrüstungsmittel für Reifencordgarne, insbesondere ein Mittel,
das aus einer als Emulgiermittel und Schmiermittel wirkenden Komponente und einer
als Emulgiermittel, Benetzungsmittel und Klebemittel wirkenden Komponente besteht.
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Eines der Hauptprobleme bei der Reifenherstellung ist die Erzielung
einer festen, dauerhaften Bindung zwischen dem Reifencord und dem Reifenkautschuk.
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Wird bei der Reifenherstellung diese Bindung nicht entsprechend erreicht,
dann führt dies, wie man annimmt, zu einem frühzeitigen Versagen des Reifens infolge
von Materialermüdung.
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Um die Bindung zwischen Reifencord und Reifenkautschuk zu verbessern,
wird der Reifencord gewöhnlich vor seiner Einarbeitung in den Reifen mit einem Überzug
auf Latexbasis überzogen. Das Verfahren, bei dem dieser Latexüberzug auf den Reifencord
aufgebracht wird, wird gewöhnlich als »Tauchverfahren« bezeichnet und ist für die
Herstellung eines guten Reifens wesentlich.
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Vor der Herstellung des Reifencords wird eine Textilausrüstung auf
das Reifencordgarn aufgebracht.
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Diese Ausrüstung hat mehrere Funktionen: 1. Die Erzielung einer wirksamen
Schmierung, um den Festigkeitsverlust bei der Verzwirnung, bei der die Reifencordgarne
miteinander verzwirnt werden, um den Cord herzustellen, auf ein Minimum herabzusetzen.
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2. Dem Garn die notwendige Geschmeidigkeit zu verleihen, so daß es
der wiederholten Ausdehnung und Zusammenziehung, der es im Einsatz unterworfen ist,
widersteht.
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3. So wenig wie möglich der Latexaufnahme bei dem Tauchverfahren
hinderlich zu sein und vorzugsweise diese zu begünstigen.
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4. So wenig wie möglich bei der Adhäsion von Reifencord und Reifenkautschuk
zu stören und vorteilhafterweise diese zu begünstigen.
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Man hat als derartige Textilausrüstungen bereits oxäthyliertes Rizinusöl
in Form des Rizinusölpolyglykoläthers, auch zusammen mit einem Schmiermittel, das
mindestens 0,5 Teile eines wachsartigen Teilesters eines dehydratisierten sechswertigen
Alkohols und einer Fettsäure mit mindestens 16 Kohlenstoffatomen enthält, verwendet.
Diese Textilausrüstungen erfüllen die Funktionen (1) und (2) ziemlich zufriedenstellend,
sie sind jedoch bei der notwendigen Latexaufnahme bei dem Tauchverfahren und bei
der Erzielung einer angemessenen Bindung zwischen dem Reifencord und dem Reifenkautschuk
unbefriedigend.
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Um die Reibung zwischen den Fasern von Textilfabrikaten zu erhöhen,
wurde schon äthoxylierte Abietinsäure eingesetzt. Es wurde gefunden, daß eine verbesserte
Ausrüstung für Reifencordgarn durch die Kombination von zwei Materialien erzielt
werden kann, wobei eines der Materialien als Emulgier- und Schmiermittel und das
andere Material als Emulgier-, Schmier- und Bindemittel wirkt. Zusätzlich zu diesen
beiden Materialien kann die Reifencordgarnausrüstung auch ein Schmieröl und ein
Kupplungs- oder Klärmittel enthalten.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung besteht die als Emulgier- und Schmiermittel
wirkende Komponente aus einem Äthylenoxydderivat des Rizinusöls. Das Rizinusöl kann
hydriert oder nicht hydriert sein, und in seiner Bedeutung in der vorliegenden Beschreibung
und den nachfolgenden AnsprÜchen bezieht sich der Ausdruck »Rizinusöl. sowohl auf
hydriertes als auch auf nicht hydriertes Rizinusöl. Der Äthylenoxydester des Rizinusöls
kann zehn bis etwa dreihundert Äthylenoxydgruppen je Molekül enthalten. Die als
Emulgier- und Schmiermittel wirkende Komponente wirkt als Schmiermittel für das
Reifencordgarn und hilft ferner Schmieröl zu dispergieren, das in der Ausrüstungszusammensetzung
für das Reifencordgarn zugegen sein kann.
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Die als Emulgier-, Benetzungs- und Bindemittel wirkende Komponente
besteht aus einem Äthylenoxydderivat eines Sorbitesters. Zur Herstellung dieser
Komponente kann im allgemeinen jede Harzsäure verwendet werden, die wenigstens etwa
35 Gewichtsprozent
Harzsäuren enthält. Eine ausgiebige Harzsäure
ist aus Tallöl erhältlich. Der Äthylenoxydäther des Sorbitresinat kann zehn bis
hundert Äthylenoxydgruppen je Molekül enthalten. Bei der Herstellung des Äthylenoxydäthers
des Sorbitresinats kann das Sorbit zuerst mit der Harzsäure umgesetzt werden und
dann kann der Ester mit Äthylenoxyd umgesetzt werden, oder das Sorbit kann mit Äthylenoxyd
umgesetzt und dann kann der erhaltene Äther mit der Harzsäure umgesetzt werden.
Im allgemeinen wird es bevorzugt, das Sorbit mit Äthylenoxyd umzusetzen und dann
den erhaltenen Äther zu verestern, um eine Anhydratisierung des Sorbits zu vermeiden.
Da diese Veresterungs- und Verätherungsreaktionen weitgehend bekannt sind, ist eine
eingehende Beschreibung nicht erforderlich. Es wird jedoch darauf hingewiesen, daß
die als Emulgiermittel, Benetzungsmittel und Bindemittel wirkende Komponente eine
bis sechs Estergruppen enthalten kann.
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Die als Emulgier-, Benetzungs- und Bindemittel wirkende Komponente
dient in dem Ausrüstungsmittel für Reifencordgarn zur Erfüllung von mehreren Funktionen.
Sie fördert die Dispersion von Schmieröl, das in dem Mittel zugegen sein kann. Sie
wirkt als Benetzungsmittel, da sie die Absorption des aus wäßrigem Latex bestehenden
Tauchbades bei dem Reifengarn verbessert. Ferner unterstützt sie die Bindung des
Reifencords an dem Reifenkautschuk durch Bildung eines Bindemittels bei der Reifenvulkanisation.
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Zusätzlich zu den beiden vorstehend beschriebenen Komponenten kann
das erfindungsgemäße Ausrüstungsmittel für Reifencordgarn gewünschtenfalls oder,
falls erforderlich, ein Schmieröl oder ein Kupplungs- oder Klärmittel enthalten.
Im allgemeinen wird die Gegenwart eines Schmieröls in der Reifencordgarnausrüstung
bevorzugt, um einen Festigkeitsverlust bei der Verzwirnung, der die Garne zur Cordherstellung
unterworfen werden. auf ein Minimum herabzusetzen. Dazu kann ein flüssiges Schmiermittel
verwendet werden, daß noch bei etwa 20"C flüssig bleibt.
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Beispiele für flüssige Schmieröle, die verwendet werden können, sind
Mineralöle von naphthenischer, aliphatischer, aromatischer oder gemischter Natur,
Butylstearat und Fette oder Öle pflanzlichen oder tierischen Ursprungs bzw. Fischöle.
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In einigen Fällen kann es erwünscht oder notwendig sein, ein Kupplungs-
oder Klärmittel in das Ausrüstungsmittel einzuarbeiten. Diese Mittel tragen dazu
bei. die Beständigkeit des Ausrüstungsmittels zu verbessern und fördern die Dispersion
des Schmieröls.
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Im allgemeinen sind Flüssigkeiten mit einem niedrigen HLB-Wert (hydrophiles-lipophiles
Gleichgewicht) als Kupplungsmittel von Wert, wie z.B. Glyzerinmonooleat und Sorbitanmonooleat.
In einigen Fällen ist es möglich, die Beständigkeit der Produkte durch Zusatz einer
kleinen Menge Wasser zu verbessern.
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Die Mengenanteile der Komponenten der Reifencordgarnausrüstung können
innerhalb eines weiten Bereichs schwanken. Im allgemeinen führen die Ausrüstungsmittel
mit dem folgenden Mengenanteilbereich zu zufriedenstellenden und wertvollen Ergebnissen
Komponente Menge (Gew ichtsprozent) Emulgier-Schmier-Mittel ... . . . 20 bis 40
Emulgier-Benetzungs-Binde-Mittel . . 30 bis 60 Schmieröl ... . 0 bis 50 Kupplungsmittel
. 0 bis 15
Wo die Ausrüstungsmittel nur aus den als Emulgier-und Schmiermittel wirkenden
und als Emulgier-, Benetzungs- und Bindemittel wirkenden Komponenten bestehen, werden
die folgenden Mengenanteile im allgemeinen bevorzugt: Komponente Menge (Gewichtsprozent)
Emulgier-Schmier-Mittel ............ 20 bis 70 Emulgier-Benetzungs-Binde-Mittel
. . 30 bis 80 Die erfindungsgemäßen A usrüstungsmittel werden im allgemeinen auf
das Reifencordgarn in Form von verdünnten wäßrigen Emulsionen vom Öl-in-Wasser-Typ
aufgebracht. Die Konzentration der Emulsion kann je nach Wunsch des Herstellers
unterschiedlich sein, obgleich im allgemeinen die Konzentration in Abhängigkeit
von der Menge der auf dem Reifencordgarn gewünschten Ausrüstung vergrößert oder
verringert werden kann. Es wurde gefunden, daß Emulsionskonzentrationen von 0,1
bis 10 Gewichtsprozent der Reifencordgarnausrüstung, bezogen auf die Gesamtmenge
der Emulsion, gewöhnlich zu einer zufriedenstellenden Ausrüstungsaufnahme durch
das Reifencordgarn führt. Die Konzentration der Ausrüstungsmittel, bezogen auf das
getrocknete Garn, kann zwischen 0,1 und 5 Gewichtsprozent des Garns und vorzugsweise
zwischen 0,1 und 0,5 0/o liegen.
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Die erfindungsgemäßen Ausrüstungsmittel für Reifencordgarn sind beständige
Mittel, die leicht auf Reifencordgarn aufgebracht werden können. Sie können leicht
emulgiert oder mit Wasser verdünnt werden. Reifencordgarn oder Cord, der mit solchen
Mitteln behandelt wird, nimmt den bei dem »Tauchverfahren« aufgebrachten Latexüberzug
leicht auf und weist eine verbesserte ofentrockene Zugfestigkeit und eine verbesserte
Bindung zwischen Reifencordgarn und Reifenkautschuk auf, was Versager infolge vorzeitiger
Materialermüdung herabsetzt.
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In den folgenden Beispielen erläutert die in Klammern angegebene
Zahl die Anzahl Mol an Äthylenoxyd. Der Polyoxyäthylensorbit-tetra-tallölfettsäureester
wird erhalten, indem man Sorbit zuerst mit Äthylenoxyd umsetzt und dann das erhaltene
Produkt mit Tallölfettsäure verestert.
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Beispiel I Menge (Gewichtsprozent) Polyoxyäthylen (25)/hydriertes
Rizinusöl 30 Polyoxyäthylen (20)/Sorbit-tetra-tallölfettsäureester . 40 Butylstearat
. 30 Beispiel 2 Polyoxyäthylen (25)/hydriertes Rizinusöl 30 Polyoxyäthylen (20)/Sorbit-tetra-tallõlfettsäureester
..... 40 Sorbitanmonooleat 10 Hochraffiniertes paraffinisches Mineralöl 20 Beispiel
3 Polyoxyäthylen (25)/hydriertes Rizinusöl 30 Polyoxyäthylen (20)/Sorbit-tetra-ta11ö1-fettsäureester
. . . 40 Rizinusöl . 30
Die Mittel der Beispiele 1 bis 3 werden
zur Herstellung von 1 Ogewichtsprozentigen wäßrigen Emulsionen verwendet. Die Beständigkeit
der Emulsionen nach 24 Stunden ist folgende:
| Bei- |
| spiel Beständigkeit |
| 1 an der Oberfläche entwickelten sich 3 % eines |
| kremigen Materials |
| 2 keine Abtrennung |
| 3 an der Oberfläche entwickelten sich 30/o eines |
| kremigen Materials |
Die Ausrüstungsmittel für Reifencordgarne nach den Beispielen 1 bis 3 ergeben beständige
Emulsionen, wobei das Mittel des Beispiels 2, das ein Kupplungsmittel enthält, besonders
beständig ist.
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Beispiel 4 Die Mittel der Beispiele 1 bis 3 werden zur Herstellung
von 6gewichtsprozentigen wäßrigen Lösungen verwendet, die auf Nylongarn aufgebracht
werden.
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Es wird ein Garn mit 400 Denier und 68 Fäden bei diesem Test verwendet.
Nach einmaligem Eintauchen wird die Aufnahme der folgenden Ausrüstungsmittel festgestellt.
| Lösung mit dem Mittel Aufgebrachte Menge, %, |
| des Beispiels bezogen auf das |
| Gamgewicht |
| 1 1,13 |
| 2 1,04 |
| 3 0,99 |
Die behandelten Nylongarne werden auf Reibungsfestigkeit untereinander getestet;
jedes der Garne zeigt mäßige Reibungswerte, was für die Verzwirnung erwünscht ist.
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Vergleichsversuch 5 g wiegende Garnproben, die auf einer besonderen
Ausrüstungsmaschine mit einem der in der folgenden Tabelle genannten Ausrüstungsmittel
behandelt und eine Nacht lang konditioniert worden waren, wurden jeweils zu einem
Strang von 17,5 cm Länge verzwirnt und einzeln in einen mit 11 destilliertem Wasser
gefüllten Meßzylinder gegeben. Zur Bestimmung der Netzeigenschaften wurden die bis
zum Absinken der Proben bis auf den Gefäßboden verstreichenden Zeiten gemessen.
Die Versuche wurden fünfmal wiederholt, wobei bei jedem Versuch frisches Wasser
verwendet wurde. In der folgenden Tabelle entsprechen die Ausrüstungsmittel I und
II den bekannten Mitteln, während es sich bei den Ausrüstungsmitteln III und IV
um die erfindungsgemäßen Produkte handelt.
| Zeit in Sekunden |
| Ausrüstungsmittel g/l Versuche durchschnittliche |
| 1 1 2 1 3 1 4 1 5 Zeit |
| I Carboxymethylcellulose, Natriumoleat, Sorbitan- |
| monopalmitat, Polyoxyäthylen(l 6) - sorbitantri- |
| stearat, Polyoxyäthylen(150)-hydriertes Rizinusöl 16 5 5,5
5 6,5 - 5,5 |
| II Polyvinylalkohol, Natriumoleat, Sorbitanmono- |
| palmitat, Polyoxyäthylen(200)-Rizinusöl ...... 39 4,5 5 6 5,5
5 5,0 |
| III Sorbitanmonooleat 100/o, Mineralöl 20%, Poly- |
| oxyäthylen(25)-hydriertes Rizinusöl 30 ovo, Poly- |
| oxyäthylen(20)-sorbit-tetra-tallölester 40%.... 16 1,5 2 2
2,5 8 2 2,0 |
| IV Polyoxyäthylen(25)-hydriertes Rizinusöl 30 O/o, |
| Polyoxyäthylen(20)-sorbit-tetra-tallöl 400/o, Butyl- |
| stearat 300/o ...... ...... 39 2 2 1 2 2 2 : 2,0 |
Die Tabelle zeigt, daß die erfindungsgemäßen Ausrüstungsmittel eine verbesserte
Netzbarkeit der behandelten Reifencordgarne bewirken. Dies ist gleichzeitig ein
Beweis für verbesserte Hafteigenschaften zwischen Reifencord und Reifenkautschuk.
Es wird darauf hingewiesen, daß die erfindungsgemäßen Ausrüstungsmittel für Reifencordgarn
auf alle Arten von Reifencordgarn aufgebracht werden können, jedoch besonders wirksam
sind, wenn sie auf Reyon-Garn aufgebracht werden. Beispiele von Garnen, die behandelt
werden können, sind Garne aus Cellulosefasern, natürlichen Fasern, wie z. B. Baumwolle
und synthetischen Fasern, wie z. B. Nylon, Polyacrylnitril- und Polyesterfasern.