DE1444142B

DE1444142B - Verfahren zur Verbesserung der Gummihaftung auf Reifencord aus Polyäthylenterephthalat

Info

Publication number: DE1444142B
Authority: DE
Inventors: Karl Dr. 8763 Klingenberg; Schmitz Franz-Josef Dr. 8765 Erlenbach; Siggel Erhard Dr. 8781 Laudenbach Macura
Original assignee: Glanzstoff AG, 5600 Wuppertal

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 Festigkeitseigenschaften 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 Gummihaftung 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 Gummihaftung 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-Dehnungsdiagramm und dementsprechend eine verminderte Neigung zum »Wachsen«, d. h. sich bei längerer Beanspruchung und den dabei auftretenden hohen Temperaturen zu dehnen, auf. Die Gummihaftung des Polyestercords ist jedoch noch schlechter als die des Polyamidcords, beispielsweise kann man mit den für Polyamidcord bekannten Behandlungsmitteln keine ausreichende Gummihaftung erzielen.

Es sind jedoch auch bereits Verfahren bekanntgeworden, durch die die Gummihaftung von Polyestercord verbessert werden kann. Die besten Ergebnisse kann man nach der Arbeitsweise entsprechend der USA.-Patentschrift 2 902 398 erzielen. Nach dem dort beschriebenen Verfahren behandelt man das Cordgarn zunächst mit einer wäßrigen Dispersion eines Polyepoxyds und eines Härtungsmittels, z. B. einem Amin. Dann wird zur Aushärtung des Epoxyharzes erhitzt und in zweiter Stufe ein Latex aufgetragen. Die auf diese Weise erreichbare Gummihaftung beträgt über 10 kg.

Ziel der Erfindung ist es, aufbauend auf der bekannten Arbeitsweise, eine Verbesserung der Gummihaftung von Polyäthylenterephthalat-Reifencord unter gleichzeitiger Vereinfachung des Verfahrens zu erreichen.

Es wurde gefunden, daß man eine solche Verbesserung der Gummihaftung von Reifencord aus Polyäthylenterephthalat durch Behandlung mit einem Glycidäther einer aromatischen oder cycloaliphatischen Polyoxyverbindung mit zwei oder mehr Glycidäthergruppen und einem heterocyclischen oder aliphatischen Amin in erster Stufe und einer wäßrigen Dispersion aus einem Resorzin-Formaldehyd-Vorkondensat und Vinylpyridin-Latex in zweiter Stufe erzielen kann, wenn man Glycidäther und Amin zugleich mit der Spinnpräparation auf die für die Herstellung des Reifencords vorgesehenen Fäden aufträgt, worauf diese in an sich bekannter Weise bei etwa 225°C verstreckt, bei 245⁰C geschrumpft und nach der Behandlung mit Resorzin-Formaldehyd-Vorkondensat und Vinylpyridin-Latex zur Fixierung dieser Behandlungsmittel auf 160 bis 23O⁰C erhitzt wird.

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 Aufspulen, Verstrecken usw., über eine Galette zu führen, mittels derer eine Spinnpräparation aufgebracht wird. Diese Maßnahme ist erforderlich, um den aus einer Vielzahl von Kapillarfäden bestehenden Faden zu glätten, einen besseren Fadenschluß herbeizuführen und derart einen reibungslosen Ablauf der nachfolgenden Verfahrensschritte zu gewährleisten. Als Spinnpräparation werden beispielsweise wäßrigalkoholische Emulsionen oder benzinische Lösungen von natürlichen Fetten oder Ölen und Emulgiermitteln verwendet. Die Emulgiermittel enthalten z. B. äthoxylierte Fettalkohole, Fettsäuren, Fettsäureester, Sorbitolester oder Sorbitane. Häufig enthalten die Präparationen auch Verbindungen, die die elektrostatische Aufladung des Fadenmaterials vermindern.

Bekannt sind weiterhin auch benzinische Spinnpräparationen, die insbesondere Paraffinöl und freie Fettsäuren enthalten.

Für das vorliegende Verfahren sind vorzugsweise nicht ionogene Spinnpräparationen, die für Polyäthylenterephthalat verwendet werden, brauchbar, sofern sie mit dem Behandlungsmittel zur Verbesserung der Gummihaftung mischbar sind. Dies kann durch einen einfachen Versuch festgestellt werden. Das Verfahren läßt sich in einfacher Weise durchführen, indem man die wäßrig-alkoholische bzw. benzinische Spinnpräparation mit der alkoholischen Lösung, die den Glycidäther und das 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 das Behandlungsmittel zur Verbesserung der Gummihaftung und die Spinnpräparation getrennt, jedoch unmittelbar nacheinander, aufzubringen. In beiden Fällen erhält man einen vollkommen gleichmäßigen Auftrag der beiden Mittel. Die bei der Herstellung des Reifencords üblichen Verfahrensschritte können im Anschluß hieran ohne Störung durchgeführt werden.

Da die Befeuchtung des Fadens mit Spinnpräparation unter allen Umständen durchgeführt werden muß, bedeutet das Verfahren, in dem mit 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 von Glycidäthern und Aminen möglich, da diese Behandlungsmittel den Faden nicht rauh und ungeschmeidig machen.

Der Vorteil des Verfahrens wird besonders deutlich, wenn man sich vergegenwärtigt, daß erfindungsgemäß der Faden unmittelbar anschließend an die Behandlung mit Spinnpräparation und Glycidäther-Amin-Dispersion in an sich bekannter Weise bei höheren Temperaturen verstreckt und geschrumpft wird. Bei diesen Temperaturen erfolgt gleichzeitig eine Trocknung und eine Härtung des Epoxyharzes. Es wird also auch eine Trocknungsstrecke eingespart, was bei der Größe der Einrichtungen, die hierfür üblich sind, eine beachtliche Rolle spielt.

Aus der USA.-Patentschrift 2 724 694 war es bekannt, selbstemulgierende Mineralöl-Kompositionen herzustellen durch Zusatz eines Kondensationsproduktes aus einem primären Amin und Äthylenoxyd

zusammen mit Epichlorhydrin zu einem Mineralöl. Bei der Umsetzung der genannten Produkte entsteht eine monomere Verbindung, die nicht vergleichbar ist mit den polymeren und vernetzten Epoxyharzen, die durch Reaktion von Glycidäthern und Aminen gebildet werden. — Es war bei Kenntnis dieser Patentschrift daher nicht vorauszusehen, daß es möglich sein würde, die an sich bekannten Mittel zur Verbesserung der Gummihaftung in Kombination mit Spinnpräparationen anzuwenden.

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

Ein aus der Spinndüse austretender Polyäthylenterephthalatfaden 1 (1000 den/210 Einzelfäden) wird über eine Galette 2 geführt und mit einer Mischung von Spinnpräparation und Behandlungsmittel zur Verbesserung der Gummihaftung befeuchtet (Zusammensetzung siehe Tabelle) und dann aufgespult. Die Spule 3 wird der Verstreckungseinrichtung 4 vorgelegt. Die Verstreckung 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

ίο werden dann zu einem Cordgarn von 1000 den 2X, S/500 Z gezwirnt. Die Cordgarnspule 7 wird sodann in an sich bekannter Weise durch eine Wanne8 geleitet, in der sich eine wäßrige Dispersion von Resorzin-Formaldehyd-Vorkondensat und Vinylpyridin-Latex befindet. Die Fixierung dieses Behandlungsmittels erfolgt in Kammer 9 bei 160 bis 23O⁰C.

Spinnpräparation	Behandlungsmittel	Nachimprägnieren mit Vinylpyridin-Latex Temperatur Verweilzeit ⁰C Sekunden	40	Cord festigkeit kg	Gummi haftung¹) kg
800 Teile Wasser 100 Teile Butylstearat 65 Teile Emulgator A²)	25 Teile Pyrogalloltriglycid- äther 10 Teile trans-2,5-Dimethyl- piperazin	200	20	12,3	12,0
780 Teile Wasser 80 Teile Butylstearat 30 Teile Palmkernöl 60 Teile Emulgator A²) 20 Teile Emulgator B²)	24 Teile Resorcinoldi- glycidäther 6 Teile Hexamethylen diamin	210	40	12,2	11,6
790 Teile Wasser 75 Teile Butylstearat 30 Teile Palmkernöl 60 Teile Emulgator A²) 15 Teile Emulgator B²)	22 Teile Phloroglucintri- glycidäther 8 Teile Piperazinhydrat (6 H₂O)	210	12,6	12,1

^x) Zur Bestimmung der Gummihaftung wird der vorbehandelte Cord bei 15O⁰C 25 Minuten lang in eine Karkaßmischung derart einvulkanisiert, daß die Haftlänge genau 1 cm beträgt. Es wird die Kraft gemessen, die aufzuwenden ist, um den Cord aus dem Gummistück herauszuziehen.

²) Emulgator A = äthoxylierte Sorbitolester.
Emulgator B = äthoxylierte Öl- bzw. Ricinolsäure bzw. äthoxyl. Ricinusöl.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Verbesserung der Gummihaftung von Reifencord aus Polyäthylenterephthalat durch Behandlung mit einem Glycidäther einer aromatischen oder cycloaliphatischen Polyoxyverbindung mit zwei oder mehr Glycidäthergruppen und einem heterocyclischen oder aliphatischen Amin in erster Stufe und einer wäßrigen Dispersion aus einem Resorzin-Formaldehyd-Vorkondensat und Vinylpyridin-Latex in zweiter Stufe, dadurch gekennzeichnet, daß Glycidäther und Amin zugleich mit der Spinnpräparation auf die für die Herstellung des Reifencords vorgesehenen Fäden aufgetragen werden, worauf diese in an sich bekannter Weise bei etwa 225° C verstreckt, bei 245° C geschrumpft und nach der Behandlung mit Resorzin-Formaldehyd-Vorkondensat und Vinylpyridin-Latex zur Fixierung dieser Behandlungsmittel auf 160 bis 23O⁰C erhitzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Glycidäther einer aromatischen oder cycloaliphatischen Polyoxyverbindung mit zwei oder mehr Glycidäthergruppen und das heterocyclische oder aliphatische Amin einer wäßrig-alkoholischen oder benzinischen Spinnpräparation, die ein pflanzliches Öl oder Fett und als Emulgator äthoxylierte Fettalkohole, Fettsäuren, Fettsäureester, Sorbitolester oder Sorbitane enthält, zusetzt und die Mischung mittels einer Befeuchtungsgalette aufbringt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die alkoholische Lösung des Glycidäthers einer aromatischen oder cycloaliphatischen Polyoxyverbindung mit zwei oder mehr Glycidäthergruppen und eines heterocyclischen oder aliphatischen Amins und die Spinnpräparation unmittelbar nacheinander mittels zweier Befeuchtungsgaletten aufbringt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen