DE1212245C2

DE1212245C2 - Verfahren zur verbesserung der kautschukhaftung von reifencord aus polyaethylenterephthalat

Info

Publication number: DE1212245C2
Application number: DE1963V0023541
Authority: DE
Inventors: Karl Dr. 8763 Klingenberg; Siggel Erhard Dr. 8781 Laudenbach; Schmitz Franz-Josef Dr. 8765 Erlenbach Macura
Original assignee: Enka Glanzstoff Ag, 5600 Wuppertal
Priority date: 1963-01-22
Filing date: 1963-01-22
Publication date: 1976-01-22
Also published as: NL302297A; GB1012935A; FR1379544A; BE631224A; DE1212245B; BE630633A; FR85132E; GB1026221A; JPS5127712B1; NL302487A; NL140297B; CH424705A; CH435203A; NO115151B; SE321761B

Description

Seit längerer Zeit werden Garne aus synthetischen Hochpolymeren zur Herstellung von Reifencord verwendet. Eine besondere Eignung haben synthetische Polymere für dieses Einsatzgebiet wegen ihrer hohen Festigkeitscigenschaften und der Möglichkeit, bei der Herstellung der Fäden und Garne die Dehnung praktisch auf jeden erforderlichen Wert einzustellen. Andererseits hat von Anfang an eine erhebliche Schwierigkeit beim Einbau des Cords in den Kautschukreifen darin bestanden, daß Garne aus synthetischen Polymeren eine sehr schlechte Kautschukhaftung zeigen.

Bei Cord aus Polyamiden hat man diese Schwierigkeit praktisch überwunden. Man behandelt das Cordgarn und bzw. oder -gewebe vor der Einlagerung in den Reifen mit einer wäßrigen Dispersion eines Mittels, das die Kautschukhaftung verbessert. Am bekanntesten sind als Behandlungsmittel wäßrige Dispersionen aus Resorzin-Formaldehyd/Vinylpyridin-Latex.

Bei Versuchen, auch Polyäthylenterephthalat als Reifencord einzusetzen, hat man festgestellt, daß dieses Material weitere Verbesserungen bringen kann. Beispielsweise weist dieser Polyestercord ein steileres Kraft-Dehnungs-Diagramm und dementsprechend eine verminderte Neigung zum »Wachsen«, d. h. sich bei längerer Beanspruchung und den dabei auftretenden hohen Temperaturen zu dehnen, auf. Die Kautschukhaftung des Polyestercords ist jedoch noch schlechter als die des Polyamidcords. Beispielsweise kann man mit den für Polyamidcord bekannten Behandlungsmitteln keine ausreichende Kautschukhaftung erzielen.

Es sind aber auch Verfahren bekannt, um die Kautschukhaftung von Polyestercord zu verbessern. So soll entsprechend der französischen Patentschrift

ίο 12 82413 auf den Polyestercord zunächst eine Schicht aufgetragen werden, die ein Butadicn-Styrol-Vinyipyridin-Copolymerisat und eine niedrigmölckulare Polyepoxyd-Verbindung aufweist, sodann eine zweite Schicht, die neben einem Latex ein Vernetzungsmittel für das Polyepoxyd, vorzugsweise ein Polyamin, enthält. Nach Aufbringen der ersten Schicht wird der Cord zunächst auf etwa 150" erhitzt. Im Anschluß an die zweite Beschichtung ist eine Erhitzung auf höhere Temperaturen von beispielsweise 150 bis 260° C erforderlich, damit eine Reaktion zwischen Polyepoxyd und Vernetzungsmittel erfolgen kann. Durch dieses Verfahren wird zwar eine Verbesserung der Kautschukhaftung von Polyestercord erreicht, jedoch ist diese nicht ausreichend hoch.

In der belgischen Patentschrift 6 08 925 ist ein Verfahren beschrieben, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man Polyestercordgarn mit einer PoIyepoxyverbindung behandelt, erhitzt und anschließend ein aus Resorzin, Brenzkatcchin, Phloroglucin oder ähnlichen Verbindungen, einem Aldehyd und einem Latex bestehendes Haftungsmittel aufbringt. Dann wird nochmals erhitzt. Auch entsprechend diesem Verfahren kann keine ausreichend hohe Kautschukhaftung erzielt werden.

Gute Ergebnisse erreicht man dagegen, wenn man entsprechend der US-Patentschrift 29 02 398 arbeitet. Nach dem dort beschriebenen Verfahren wird Cordgarn, unter anderem auch Polyestercord, zunächst mit einer wäßrigen Dispersion eines Polyepoxyds und eines Epoxy-Härtungsmittels, z. B. einer Aminoverbindung imprägniert, sodann getrocknet und in zweiter Stufe mit einem Latex behandelt. Die auf diese Weise crzielbare Kautschukhaftung beträgt über 10 kg. Rei diesem bekannten Verfahren wird die erste Behandlung am fertigen Cordgarn bzw. am Cordgewebe vorgenommen.

Es wurde nun gefunden, daß man das Verfahren zur Verbesserung der Kautschukhaftung von Reifencord aus Polyäthylenterephthalat durch Behandlung mit einer wäßrigen Lösung, die einen Diglycidäther und ein Amin enthält, in erster Stufe und mit einer wäßrigen Dispersion aus einem Rcsorzin-Formaldehyd-Vorkondensat und Vinylpyridin-Latex in zweiter Stufe, wobei zur Härtung des in erster Stufe aufgebrachten Behandlungsmittels eine Erhitzung erfolgt, in einfacherer Weise durchführen kann, wenn man einen Diglycidäther eines niedrigen aliphatischen Dialkohols und ein hetcocyclisches oder aliphatischcs Amin zugleich mit der Spinnpräparation aufbringt.

Zur Herstellung von Reifencord aus Polyäthylenterephthalat werden bekanntlich Fäden verwendet, die beim Verspinnen der Schmelze des Polyesters entstehen. Es ist allgemein üblich, die frisch gesponnenen Fäden vor der weiteren Verarbeitung, also dem Auspulen, Verstrecken usw., über eine Galette zu führen, mittels derer eine Spinnpräparation auf-

Gebracht wird. Diese Maßnahme ist erforderlich, um den aus einer Vielzahl von Kapillarfädcn bestehenden Faden zu glätten, einen besseren Füdenschluß herbeizuführen und derart einen reibungslosen Ablauf der nachfolgenden Verfahrensschritte zu gewährleisten. Als Spinnpräparation werden beispielsweise wäßrige Emulsionen von natürlichen Fetten und Ölen und Emulgiermitteln verwendet. Die Emulgiermittel enthalten z. B. äthoxylierte Sorbitolester, Fettsäureester oder Sorbitane, Häufig sind den Präparaiionen weiterhin Verbindungen, die die elektrostatische Aufladung vermindern, zugesetzt. Bekannt sind auch benzinische Spinnpräparationen, die insbesondere Paraffinöl uiid freie Fettsäure enthalten.

Für das erfindungsgemäße Verfahren s^:nd sämtliche bekannten Spinnpräparationen für Polyethylenterephthalat verwendbar, die mit dem Behandlungsmittel zur Verbesserung der Kautschukhaftung mischbar sind. Dies kann durch einen einfachen Versuch festgestellt werden.

Das Verfahren läßt sich in einfacher Weise durchführen, indem man die wäßrige bzw. benzinische Spinnpräparation mit der wäßrigen oder benzinischen Losung, die einen Diglycidäther eines niedrigen aliphatischen Dialkohols und ein hetcrocyclisches oder aliphatisches Amin enthält, mischt und diese Mischung mittels der für das Aufbringen der Spinnpräparation vorgesehenen Galette auf den Faden aufträgt. Es ist aber auch möglich, zwei Galetten untereinander anzuordnen und Spinnpräparation und Behandlungsmittel zur Verbesserung der Kautschukhaftung getrennt, jedoch unmittelbar nacheinander, aufzubringen. In beiden Fällen erhält man einen vollkommen gleichmäßigen Auftrag der beiden Mittel. Die nachfolgenden Verfahrensschritte können ohne jede S'örung durchgeführt werden.

Da die Befeuchtung des Fadens mit Spinnpräparation unter allen Umständen durchgeführt werden muß, bedeutet das Verfahren, in dem niit der Spinnpräparation gleichzeitig auch das Mittel zur Verbesserung der Gummihaftung auf den Faden gebracht wird, die Einsparung eines Verfahrensschrittes. Dies ist allerdings nur bei erfindungsgemäßen Kombinationen der Diglycidäther niedriger aliphatischer Dialkohole und heterocyclischer bzw. aliphatischer Amine möglich, da diese Behandlungsmittel den Faden nicht rauh und ungeschmeidig machen.

Das Verfahren wird an Hand der Schemaskizze durch einige Beispiele näher erläutert.

Ein aus der Spinndüse austretender Polyäthylentcrephthalatfaden 1 (1000 den 210 Einzelfäden) wird über eine Galette 2 geführt und mit einer Mischung von Spinnpräparation und Behandlungsmittel zur Verbesserung der Kautschukhaftung befeuchtet (Zusammensetzung s. Tabelle) und dann aufgespult. Die Spule 3 wird der Verstreckungseinrichtung 4 vorgelegt. Die Vcrstreckung erfolgt bei einer Temperatur von etwa 225 ^ C. Anschließend führt man den Faden durch eine Dampfzone 5, in der bei 245° C eine geringe Schrumpfung des Fadens erfolgt, und nimmt den Faden auf Spule 6 wieder auf. Zwei Spulen 6 werden dann zu einem Cordgarn von 1000 den 2 X, 500 S 500 Z gezwirnt. Die Cordgarnspule 7 wird sodann in an sich bekannter Weise durch eine Wanne 8 geleitet, in der sich eine wäßrige Dispersion von Resorzin-Formaldehyd-Vorkondensat und Vinvlpyridinlatex befindet. Die Fixierung dieses Behandlungsmittels erfolgt in Kammer 9 bei 160 bis 230^: C.

Spinnpia'paraüon

Behandlungsmittel

Nach- Cordfestigkeit

imprägnierung mit vor nach

Vinylpyridin-Latex der Nach-

Tempe- Verweil- imprägnierung
ratur zeit

⁰C sec kg kg

Kautschukhaftung*)

690 Teile Wasser
100 Teile Butylstearal
100 Teile Emulgator A °)

760 Teile Wasser
50 Teile Palmkernöl
80 Teile Emulgator B °)

760 Teile Wasser
50 Teile Palmkernöl
80 Teile Emlugator C °)

760 Teile Wasser
50 Teile Palmkernöl
70 Teile Emulgator A°)

770 Teile Wasser
50 Teile Palmkernöl
50 Teile Emulgator A⁰)

800 Teile Wasser
100 Teile Butylstearat
50 Teile Emulgator A ^c)

795 Teile Wasser
80 Teile Butylstearat
30 Teile Palmkernöl
55 Teile Emulgator A °)

Fußnoten am Schluß der Tabelle.

100 Teile 1,3BDD**) 10 Teile Piperazinhydrat (6 H₂O)

110 Teile 1,3BDD**) 10 Piperazinhvdrat

100Teilel,3BDD**) 10 Teile Piperazinhydrat

100 Teile 1.3 BDD**) 10 Teile Piperazinhydrat

115 Teile 1,3 BDD **) 15 Teile Piperazinhydrat

40 Teile Äthylenglykol-

diglycidäther 10 Teile Hexamethylendiman

30 Teile Triäthylenglykol-

diglycidäther 10 Teile Triäthylentetramin 210 40 12,6 12,3 12,0

210 40 12,6 12,2 10,8

210 40 12,5 12,2 11.2

210 40 12,5 12,4 11,8

210 40 12,7 12,5 12,4

170 120 12,7 12,7 12,4

200 60 12,7 12,5 12,0

(Fortsetzung vorstehender Tabelle)

Spinnpräparaiion

Behandlungsmittel

Nach- Cordfestigkeit

imprägnierung mit vor nach

Vinylpyridin-Latex der Nach-

Tempe- Verweil- imprägnierung ratur zeit

⁰C sec kg kg

Kautschukhaftung*)

760 Teile Wasser
90 Teile Paraffinöl
80 Teile Emulgator B °)

800 Teile Wasser
60 Teile oxäth. Fettalkohol
30 Teile Paraffinöl
45 Teile Emulgator B °)

817,5 Teile Wasser
62 Teile Paraffinöl
30 Teile Palmkernöl
30 Teile Butylstearat
26,5 Teile Emulgator B °)
22,5 Teile Emulgator A °)
16 Teile quartäres

Imidazolinderivat
(als Antistatikum)

60 Teile 1,4-BDD**) 10 Teile trans-2,5-Dimethylpiperazin

30 Teile 1,2-Propandiol-

diglycidäther 25 Teile oxäth. Fettamin 10 Teile Dicyandiamid 170 120 12,5 12,4 12,0

210 40 12,5 12,5 10,8

210 120 12,7 12,7 5,0

·) Zur Bestimmung der Kautschukhafuine wird dei vorhehandeltc Cord bei 150" C 25 Minuten lang in eine Karkaßmischung

derart einvulkanisiert, daß die Haftlänge genau 1 cm betragt. Es wird die Kraft gemessen, die aufzuwenden ist, um den

Cord aus dem Kautschukstück herauszuziehen. ·*) Butandioldiglycidäther
°) Emulgator A = äthoxylierte Sorbitolester Emulgator B = äthoxylierte Ölsäure Emulgator C = äthoxylierte Sorbitane

Zum Vergleich wird ein lediglich mit Spinnpräparation behandelter und, wie oben angegeben, nachimprägnierter Faden untersucht. Es zeigt sich, daß die Kautschukhaftung weniger als die Hälfte der erfindungsgemäß behandelten Proben beträgt, obwohl bei der Nachimprägnierung die optimalen Verfahrensbedingungen eingehalten werden. Bei Anwendung niedrigerer Temperaturen und bzw. oder kürzerer Verweilzeiten liegen die Werte der Kautschukhaftung noch niedriger. Die Zusammensetzung der Spinnpräparation trägt der Tatsache Rechnung, daß das Behandlungsmittel, das bei den übrigen Versuchen eingesetzt wurde, antistatisch wirkt, d. h.. bei dem Vergleichsversuch muß ein anderes Antistatikum zugesetzt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Verbesserung der Kautschukhaftung von Reifencord aus Polyäthylenterephthalat durch Behandlung mit einer wäßrigen Lösung, die einen Diglycidäther und ein Amin enthält, in erster Stufe und mit einer wäßrigen Dispersion aus einem Resorzin-Formaldehyd-Vorkondensat und Vinylpyridin-Latex in zweiter Stufe, wobei zur Härtung des in erster Stufe aufgebrachten Behandlungsmittels eine Erhitzungerfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Glycidäther eines niedrigen aliphatischen Diaikohofs und ein heterocyclisches oder aliphatisches Amin zugleich mit der Spinnpräparation aufbringt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Diglycidäther eines niedrigen aliphatischen Dialkohols und das heterocyclische oder aliphatische Amin einer wäßrigen oder benzinischen Spinnpräparation, die ein pflanzliches Öl oder Fett und als Emulgator einen äthoxylierten Fettalkohol bzw. eine äthoxylierte Fettsäure oder einen äthoxylierten Sorbilester oder ein äthoxyliertes Sorbitan enthält, zusetzt und die Mischung mittels einer Bcfcuchtungsgalctte aufbringt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Spinnpräparaiion und eine wäßrige Lösung eines Diglycidäthers eines niedrigen aliphatischen Dialkohols und eines heterocyclischen oder aliphatischen Amins unmittelbar nacheinander mittels zweier Befcuchtungsgaletten aufbringt.