DE2925662A1

DE2925662A1 - Gleit- und formtrennmittel fuer die reifenherstellung

Info

Publication number: DE2925662A1
Application number: DE19792925662
Authority: DE
Inventors: Hans-Ferdi Fink; Rolf Freiberger; Goetz Dr Koerner
Original assignee: TH Goldschmidt AG
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1979-06-26
Filing date: 1979-06-26
Publication date: 1981-01-08
Also published as: GB2053961B; DE2925662C2; FR2459827B1; IT1147082B; US4501616A; FR2459827A1; JPS568494A; IT8048794A0; JPS6327400B2; GB2053961A

Description

Th. Goldschmidt AG, Essen

-Gleit- und Formtrennmittel für die Reifenherstellung

Patentanspruch: Seite 2
Beschreibung: Seite 3 bis 14

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Die Erfindung betrifft ein Gleit- und Trennmittel für die Reifenherstellung auf der Basis einer wäßrigen Dispersion eines Gleit- und Trennöles als Wirksubstanz, Füllstoffen mit blättchenförmiger Struktur und Dispergierhilfsmitteln.

Bei der Herstellung von Reifen wird eine unvulkanisierte Rohkarkasse in eine Metallforin eingelegt. Durch Aufblasen eines Gummisackes im Inneren der grünen Reifenkarkasse wird der Reifen gegen die Form gepreßt und durch Hitzeeinwirkung vulkanisiert. Der aufblasbare Gummisack muß beim Aufblasen in der Reifenkr "^=-se. gleiten und nach der Vulkanisation der Gummiini ε chung :>n iem Reifen getrennt werden können. Für diese Zwecke verwendet man ölige Gleit- und Trennmittel, die auch als Sack- oder Rohlinggleitmittel bezeichnet werden.

Diese Gleit- und Formtrennmittel bestehen meistens aus einem Siliconöl, einem Polyalkylenglykol, Glimmer als Füllstoff mit blättchenförmiger Struktur und Dispergierhilfsmitteln. Sie können dabei in Form einer wäßrigen oder einer lösungsmittelhaltigen Zubereitung vorliegen. Derartige Zubereitungen sind z.B. in der DE-OS 19 49 618 beschrieben. Nach dieser DE-OS wird ein Gemisch verwendet, welches aus

1. 2 bis 10 Gew.-% flüssigen Dimethylpolysiloxanen mit einer Viskosität von mindestens 30 000 cSt./25°C,

2. 5 bis 20 Gew.-% Äthylen- oder Propylenpolyglykolen oder Mischpolymerisaten hiervon, mit einem Molekulargewicht

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von mindestens 1000,

3. 25 bis 50 Gew.-% Glimmer mit einer Korngröße von 160 bis 600 Siebmaschen,

4. 0,5 bis 5 Gew.-% Bentonit-Ton und einer zur Bildung einer Gelstruktur und zur Verdickung der Mischung ausreichenden Menge eines hochpolaren Lösungsmittels,

5. 0,25 bis 5 Gew.-% Lecithin und

6. 25 bis 55 Gew.-% Kohlenwasserstofflösungsmittel mit einem Siedepunkt unterhalb von 200 C

besteht:

In der DE-AS 21 25 948 ist ein wäßriges Silcxanschmiermittel für die Reifenformung beschrieben, bestehend aus

A) 3 bis 40 Gewichtsprozent einer Mischung aus

1. 1 bis 20 Gewichtsprozent einer Alkylmethyl-Siloxanflüssigkeit mit einer Viskosität von wenigstens 10 000 cSt bei 25 C, bezogen auf das Gewicht des gesamten Mittels, und

2. 2 bis 20 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des gesamten Mittels, eines Polyalkylenglycols mit einem Molekulargewicht von wenigstens 1000, das ein Polyalkylenglycol ist, dessen Alkylenoxideinheiten aus Äthylenoxid, Propylenoxid oder aus Kombinationen derselben bestehen, oder dessen Alkylenoxideinheiten

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aus Äthylenoxid, Propylenoxid oder aus Kombinationen derselben mit Alkylmethylsiloxanen copolymerisiert sind, oder

B) 3 bis 40 Gewichtsprozent eines Copolymeren eines Alkylmethylsiloxans und eines Polyalkylenoxide, dessen Alkylenoxideinheiten aus Äthylenoxid, Propylenoxid oder aus Kombinationen derselben bestehen, wobei das Copolymere (B) eine Viskosität von wenigstens 10 000 cSt bei 25°C aufweist und 5 bis 50 Gewichtsprozent des Alkylmethylsiloxans enthält,

C) 25 bis 50 Gewichtsprozent Glimmer mit einer Korngröße entsprechend Sieben mit lichten Maschenweiten von etwa 0,091 bis 0,021 mm,

D) 0,25 bis 5 Gewichtsprozent feinteiligem Magnesiumsilicat,

E) 0,1 bis 5 Gewichtsprozent Lecithin und aus

F) 15 bis 55 Gewichtsprozent Wasser.

An weiteren Schutzrechten zum Stand der Technik können noch u.a. die DE-PS 22 25 698, die DE-OS 24 27 029 und die DE-OS 23 51 685 genannt werden.

Durch die Mittel des Standes der Technik wird bereits ein deutlicher Gleit- und Trenneffekt erzielt, der jedoch noch nicht allen Ansprüchen gerecht wird, da auch bei Verwendung dieser Mittel mit einem Ausschuß von bis zu 5 % der ge-

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fertigten Reifen gerechnet werden muß. Dieser Ausschuß ist insbesondere auf folgende Fehler zurückzuführen: Das in den Zubereitungen enthaltene Siliconöl kann zwischen die Überlappungsstellen der nicht vulkanisierten rohen Karkasse wandern, so daß die überlappenden Bereiche bei der Vulkanisation nicht oder nur fehlerhaft miteinander verkleben. Im Bereich der Dichtlippen der Reifen werden ebenfalls Fehlerstellen, wie Ausbröckelungen, beobachtet, die auf die gleiche Ursache zurückzuführen sind. Die wasserfreie bzw. vom Lösungsmittel befreite ölige, glimmerhaltige Zubereitung blättert zum Teil von der Innenseite der Rohkarkasse ab oder wird auf den Gummisack übertragen, wodurch es zu fehlerhaften Oberflächen der Innenseite des Reifens oder zu Beschädigungen des Gummisackes kommt. Man geht deshalb auch davon aus, daß man mit einem Gummisack nur etwa 250 bis 300 Reifen fertigen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gleit- und Formtrennmittel zu entwickeln, welches die vorgenannten Nachteile nicht aufweist, vielmehr eine Reifenfertigung mit möglichst niedriger Ausschußquote ermöglicht, wobei die Innenoberflächen der vulkanisierten Reifen fehlerfrei sein sollen und gleichzeitig die Lebensdauer der Gummisäcke erhöht werden soll.

Diese der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch ein Formtrennmittel auf Basis einer wäßrigen Dispersion gelöst, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß es als wirksame Substanz wasserunlösliche, flüssige Polyoxypropylen- oder PoIy-

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oxypropylenpolyoxyäthylendiole oder deren Äther einer Viskosität von mindestens 80OO mPa · s enthält.

Die Polyoxypropylendiole bzw. deren Mischpolymerisate mit Polyoxyäthylendiolen bzw. deren Äther sind durch drei wesentliche Eigenschaften gekennzeichnet: Sie müssen .

a) wasserunlöslich,

b) flüssig sein und

c) eine Viskosität von mindestens 8000 mPa · s aufweisen.

Diese Bedingung wird von Polyoxypropylendiolen oder deren Äthern erfüllt, welche ein Molgewicht von > 6000 haben, das durch di'e B sei* ,mung der Hydroxylzahl der entsprechenden Dioder Monoole ermittelt worden ist. Die Polyoxypropylendiole können in Blockform oder statistisch verteilt Oxyäthyleneinheiten enthalten. Jedoch muß die Anzahl dieser Oxyäthyleneinheiten so niedrig sein, daß die Bedingungen der Wasserunlöslichkeit, des flüssigen Aggregatzustandes und der Viskosität erfüllt werden. Grenzen für den Anteil an Oxyäthyleneinheiten können deshalb nicht gegeben werden, da sich der mögliche Anteil u.a. nach dem Molekulargewicht des Copoly- · merisates richtet. Allgemein gilt, daß mit steigendem Molgewicht der tolerierbare Anteil an Oxyäthyleneinheiten größer wird. Bevorzugt sind oxyäthylengruppenfreie Polyoxypropylendiole oder deren Äther. Sie können z.B." dadurch hergestellt werden, daß man Propylenoxid unter Verwendung eines Katalysators an einen ein- oder mehrwertigen Startalkohol anlagert.

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Beispiele geeigneter Startalkohole sind Propandiol, Butandiol, Hexandiol, Glycerin, Trimethylolpropan und Butanol.

Die Zubereitungen enthalten in ihrer Anwendungskonzentration 1 bis 20 Gew.-% an Trennmittel, wobei ein Bereich von 1 bis 4 Gew.-% besondei's bevorzugt ist. Zur Herstellung einer Dispersion werden im allgemeinen Dispergierhilfsmittel verwendet, wobei sich insbesondere nichtionogene Emulgatoren bewährt haben. Beispiele solcher Emulgatoren sind Anlagerungsprodukte von Äthylenoxid an Fettalkohole oder Fettsäuren oder Alkylphenole, deren Alkylrest 6 bis 12 C-Atome enthält. Man verwendet zweckmäßig 5 bis 15 Gew.~% Emulgatoren, bezogen auf zu dispergierendes Diol bzw. dessen Äther.

Der Gehalt der Zubereitung an blättchenförmigem Füllstoff, insbesondere Glimmer, entspricht dem üblichen Gehalt, der aus dem Stand der Technik bekannt ist; er liegt bei etwa 25 bis 50 Gew.-%, bezogen auf Dispersion.

Die Zubereitung kann in an sich bekannter Weise Verdickungsmittel, z.B. Bentone oder Carboxymethylcellulose sowie Netzmittel, enthalten.

Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Gleit- und Formtrennmittel werden die sonst durch Anwendung von Siliconöl in der Rohkarkasse zu beobachtenden, eingangs genannten Störunge^

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mit Sicherheit vermieden. Gleichzeitig wird die Lebensdauer der Gummisäcke um 30 % und mehr erhöht. Die Zubereitungen haften nach dem Antrocknen auf der Innenseite der Rohkarkasse, ohne daß sie von dieser abblättern und/oder auf den Gummisack übertragen werden.

In den folgenden Beispielen wird zunächst die Herstellung verschiedener erfindungsgemäßer Zubereitungen beschrieben, die dann unter Betriebsbedingungen erprobt wurden.

Beispiel 1

Zur Herstellung eines wäßrigen Gleit- und Formtrennmittels für die Reifenherstellung wird zunäcnst eine Emulsion des erfindungsgemäßen Polyoxypropylendiols in Wasser hergestellt. Hierzu werden

35 Gew.-% Polypropylendiol,

5 Gew.-% Emulgator,
60 Gew.-% Wasser,

in einer zur Herstellung von Emulsionen geeigneten Anlage emulgiert.

Das eingesetzte Polyoxypropylendiol hat eine Viskosität

von 8057 mPa · s bei 25°C und eine OH-Zahl von 14 /~mg K0H/g_7.

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Als Emulgator wird ein Stearinsäurepolyglykolester mit ca. 80 Gev/.-% Oxyäthylengruppen verwendet.

Zur Herstellung der gebrauchsfertigen Zubereitung werden in einem Rührgefäß.

46,0 Gewichtsteile Wasser

2,0 Gewichtsteile Netzmittel

2,0 Gewichtsteile Dispergiermittel 35,0 Gewichtsteile. Glimmer

0,5 Gewichtsteile Bentone LT 14,5 Gewichtsteile der oben beschriebenen Emulsion

miteinander vermischt.

Als Netzmittel wird ein Polyoxyäthylen-Polyoxypropylen-Blockpolymerisat mit einem Trübungspunkt von 67 C verwendet. Der Trübungspunkt wurde in einer Lösung von 5 g des Netzmittels in 25 ml einer 25 %igen Butyldiglykollösung in Wasser bestimmt.

Als Dispergiermittel wird ein wasserlösliches Polyacrylat verwendet, welches unter der Bezeichnung Hydropalat 1667 im Handel ist. Das Dispergiermittel hat die Aufgabe, die Dispergierung des Glimmers zu erleichtern.

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Der verwendete Glimmer hat eine Teilchengröße von < 20 μΐη.

Bentone LT ist ein aluminiumfreies Magnesiumsilikat des Handels (Hersteller: Fa. National Lead Company).

Die so hergestellte Zubereitung hat eine Viskosität von 1077 mPa · s _r gemessen mit der Couette-Einrichtung des Haake-Rotovisko, bei einem Schergefälle von 21,1 s ~. Die Stabilität der Zubereitung wurde durch Zentrifugieren bei 2000 U/min bestimmt. Nach 30 min wurden weniger als 5 % Flüssigkeit als obere Schicht beobachtet.

Nach dem Einsprühen dieser Mischung in die Innenseite von Reifenrohkarkassen und Trocknen des entstandenen Trenn- und Gleitmittelfilms wurden die Reifen auf einer Bag-o-matic-Maschine vulkanisiert.

Es wurden fehlerfreie Reifen erhalten. Die Trenn- und Gleiteigenschaften waren ausgezeichnet, so daß die Lebensdauer des Gummisackes erheblich verlängert wurde. Mit dieser Mischung wurden 400 Reifen ohne jegliche Mangel hergestellt.

Beispiel 2

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Zubereitung erfolgte analog Beispiel 1.

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Das eingesetzte Polyoxypropylendiol hat eine Viskosität von 18300 mPa · s bei 25°C und eine OH-Zahl von 12 /""mg KOH/g_/.

Die mit diesem Polyoxypropylendiol hergestellte Zubereitung hat eine Viskosität von 1214 mPa · s, gemessen mit der Couette-Einrichtung des Haake-Rotovisko, bei einem Schergefälle von 21,1 s~ . Die Zentrifugenstabilität, gemessen bei 2000 U/min, ist ausgezeichnet. Nach 30 min wurden weniger

als 4 % Flüssigkeit als obere Schicht beobachtet.

Mit dieser Gleit- und Trennmittelmischung wurden auf einer Bag-o-rnatic-Maschine mehrere hundert Reifen hergestellt. Der Gumroisack war leicht aus dem Reifen zu entfernen und alle hergestellten Reifen waren fehlerfrei.

Eine Kautschukmischung, die für die Innenseite von Pkw-Reifen bestimmt ist, wurde mit einer dünnen Schicht der Zubereitung beschichtet und nach dem Abtrocknen gegen eine nichtbehandelte Gummischeibe verpreßt und ausvulkanisiert. Nach dem Äbtrennen der vulkanisierten Platte war nur eine geringfügige Übertragung der Gleit- und Trennmittelschicht auf die nichtbehandelte Gummischeibe feststellbar. Dieses Ergebnis verdeutlicht die gute Haftung der Formulierung auf der Innenschicht.

Beispiel 3

Vergleichsbeispiel (nicht erfindungsgemäß) Die Herstellung der Zubereitung erfolgte gemäß Beispiel 1 030062/0269

■β.

Das verwendete Polyoxypropylendiol hat jedoch nur eine Viskosität von 5Ο3Ο itiPa · s bei 25°C bei einer OH-Zahl von 22,4 / mg KOH/g_7 und liegt somit außerhalb des beanspruchten Bereiches.

Die mit diesem Polyoxypropylendiol hergestellte Zubereitung hat eine Viskosität von 927 mPa · s, gemessen, mit der Couette-Einrichtung des Haake-Rotovisko, bei einem Scher-

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gefälle von 21,1 s . Die Zentrifugenstabilität, gemessen bei 2000 ü/min, ist ausgezeichnet. Nach 30 min wurden weniger als 5 % klare Flüssigkeit als obere Schicht beobachtet .

Mit dieser Mischung wurden auf einer Bag-o-matic-Maschine Reifen hergestellt. Der Gummisack war wesentlich schwerer aus dem Reifen zu entfernen als bei Verwendung der Zubereitungen aus Beispiel 1 und 2.

Zur Beurteilung der Haftung dieser nicht erfindungsgemäßen Zubereitung auf der Innenschicht wurde der in Beispiel 2 beschriebene Versuch durchgeführt» Nach der Vulkanisation und dem Abtrennen der gehärteten Platte waren erhebliche Mengen der Gleit- und Trennmittelschicht auf die unbehandelte Gummischeibe übertragen.

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Das Gleit- und Trennmittel dieses Vergiöichsbeispiel-.. isi für den Einsatz bei der Reifenherstellung daher nicht geeignet.

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Claims

Patentanspruch

Gleit- und Trennmittel für die Reifenherstellung auf der Basis einer wäßrigen Dispersion eines Gleit- und Trennöles als Wirksubstanz, Füllstoffen mit blättchenförmiger Struktur und Dispergierhilfsmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß es als wirksame Substanz wasserunlösliche, flüssige Polyoxypropylen- oder Polyoxypropylenpolyoxyäthylendiole oder deren Äther einer Viskosität von mindestens 8000 rnPa · s enthält.

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