DE2925662C2

DE2925662C2 - Gleit- und Formtrennmittel für die Reifenherstellung

Info

Publication number: DE2925662C2
Application number: DE2925662A
Authority: DE
Inventors: Hans-Ferdi Fink; Rolf 4235 Schermbeck Freiberger; Götz Dr. 4300 Essen Koerner
Original assignee: TH Goldschmidt AG
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1979-06-26
Filing date: 1979-06-26
Publication date: 1982-09-09
Also published as: US4501616A; DE2925662A1; JPS568494A; GB2053961A; IT1147082B; FR2459827B1; JPS6327400B2; FR2459827A1; IT8048794A0; GB2053961B

Description

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

Bei der Herstellung von Reifen wird eine unvulkanlsierte Rohkarkasse in eine Metallform 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 Reifenkarkasse gleiten und nach der Vulkanisation der Gummlmlschung von dem Reifen getrennt werden können. Für diese Zwecke verwendet man ölige Gleit- und Formtrennmittel, die auch als Sack- oder Rohllnggleltmlttet bezeichnet werden

Dies. Gleit- und Formtrennmittel bestehen meistens aus einem Slllconöl. einem Polyalkylenglykol, Glimmer als Füllstoff mit blättchenförmlger Struktur und Disperglerhilfsmitteln. Sie können dabei In Form einer wäßriger oder einer lösungsmlttelhaltlgen 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 Dimethylpolyslloxanen mit einer Viskosität von mindestens 30 000 cSt./25° C.

2 5 bis 20 Gew.-¹*, Äthylen- oder Propylenpolyglykolen oder Mischpolymerisaten hiervon, mit einem Molekulargewicht von mindestens 1000,

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

4. 0.5 bis 5 Gew-% Bentonlt-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 .% Kohlenwasserstofflösungsmlttel

mit einem Siedepunkt unterhalb von 200° C
besteht

In der I)FAS 2125 948 Ist ein wäßriges Slloxanschmiermlttel für die Reifenformung beschrieben, bestehend aus
A) i bis 40 Gew ■% einer Mischung aus

1 I his 20 Gew-% einer Alkylmethyl-Slloxanflüsslgkelt mit einer Viskosität von wenigstens 10 000 cSt /2S° C. be/ogen auf das Gewicht des gesamten Mittels, und

1. 2 bis 20 üew,**, bezogen auf das Gewicht des gesamten Mitteis, eines Poiyaikylenglycols mil einem Molekulargewicht von wenigstens 1000, das ein Polyalkylenglycol Ist, dessen Alkylenöxldelnhelten aus Äthylenoxid, Pröpylenöxld ödef aus Kombinationen derselben bestehen, oder dessen Alkylenoxldelnhelten aus Äthylenoxid,

45

50

55 Pröpylenoxld oder aus Kombinationen derselben mit Alkylmethylslloxanen «polymerisiert sind, oder

B) 3 bis 40 Gew.-% eines Copolymeren eines Alkylmethylslloxans und eines Polyalkylenoxids, dessen Alkylenoxldelnhelten aus Äthylenoxid, Pröpylenoxld oder aus Kombinationen derselben bestehen, wobei das Copolymere (B) eine Viskosität von wenigstens 10 000 cSt./25° C aufweist und 5 bis 50 Gew.-% des AlkylmethylsIIoxans enthalt,

C) 25 bis 50 Gew.-% Glimmer mit einer Korngröße entsprechend Sieben mit lichten Maschenwelten von etwa 0,091 bis 0,021 mm,

D) 0,25 bis 5 Gew.-% feintelllgem Magnesiumsillcat,

E) 0,1 bis 5 Gew.-% Lecithin und aus

F) 15 bis 55 Gew.-% 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 «.-erden.

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 gefertigten Reifen gerechnet werden muß. Dieser Ausschuß ist Insbesondere auf folgende Fehler zurückzuführen: Das in den Zubereitungen enthaltene Slllconöl 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 zur ickzuführen sind. Die wasserfreie bzw. vom Lösungsmittel befreite ölige, glimmerhaltlge 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 Gummisacks kommt. Man geht deshalb auch davon aus. daß man mit einem Gummlsack nur etwa 250 bis 300 Reifen fertigen kann.

Der Erfindung Hegt die Aufgabe zugrunde, ein GIeIt- und Formtrennmittel zu entwickeln, welches die vorgenannten Nachtelle 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 dut. h ein Formtrennmittel auf Basis einer wäßrigen Dispersion gelöst, welches dadurch gekennzeichnet Ist, daß es als wirksame Substanz wasserunlö;':che, flüssige Poly· oxypropylen- oder Polyoxypropylenpolyoxyäthylendlole odjr deren Äther einer Viskosität von mindestens 8000 mPa s e..thält

Die Polyoxypropylendlole bzw deren Mischpolymerisate mit Polyoxyäthylendlolen 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 Polyoxypropylendlolen oder deren Äthern erfüllt, weiche ein Molgewicht Von > 6000 haben, das durch die Bestimmung der Hydröxyizahi der entsprechenden Dl- oder Monoole ermittelt worden Ist. Die Pölyöxypropylendloie körlneri In Blockform oder statistisch verteilt Oxyäthyleneinhelten enthalten, Jedoch

muß die Anzahl dieser Oxyathyleneinheiten so niedrig sein, daß die Bedingungen der Wasserunlösllchkelt, des flüssigen Aggregatzustandes und der Viskosität erfallt werden. Grenzen für den Anteil an Oxyathyleneinheiten können deshalb nicht gegeben werden, da sich der mögllehe Anteil u. a. nach dem Molekulargewicht des Copolymerlsates richtet. Allgemein gilt, daß mit steigendem Molgewicht der tollerbare Anteil an Oxyathyleneinheiten größer wird. Bevorzugt sind oxyäthylengruppenfrele Polyoxypropylendlole oder deren Äther. Sie können z. B. dadurch hergestellt werden, daß man Propylenoxld unter Verwendung eines Katalysators an einen ein- oder mehrwertigen Startalkohol anlagert.

Beispiele geeigneter Startalkohole sind Propandlol, Butandlol, Hexandlol, Glycerin, Trlmethylolpropan und [5 Butanol.

Die Zubereitungen enthalten In Ihrer Anwendungskonzentration 1 bis 20 Gew.-% an Trennmittel, wobei ein Bereich von 1 bis 4 Gew.-% besonders bevorzugt Ist. Zur Herstellung einer Dispersion werden Im allgemeinen DIsperglerhllfsmittel verwendet, wobei sich insbesondere nlchtlonogene Emulgatoren bewährt haben. Beispiele solcher Ernuigäioren sind Aniagerungsprodukte von Athy-Ienoxid 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 dlsperglerendes Diol bzw. dessen Äther.

Der Gehalt der Zubereitung an blättchenförmlgem 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 oHer Carboxymethylcellulose sowie Netzmittel, enthalten.

Bei Verwendung der erflndurigsgerräßen Gleit- und Formtrennmittel werden die sonst durch Anwendung von Slllconöl In der Rohkarkasse zu beobachtenden, eingangs genannten Störungen 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 Herste!- lung verschiedener erfindungsgemäßer Zubereitungen beschrieben, die dann unter Betriebsbedingungen erprobt wurden.

Beispiel

■so

Zur Herstellung eines wäßrigen Gleit- und Formtrennmlttels für die Reifenherstellung wird zunächst eine Emulsion des erfindungsgemäßen Polyoxypropylendlols In Wasser hergestellt. Hierzu werden
35 Gew-% Polypropylendlol,

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

In einer zur Herstellung von Emulsionen geeigneten Anlage emulglert

Das eingesetzte Polyoxypropylendlol hat eine Vlskosltat von 8057 mPa s bei 25° C und eine OH-Zahl von 14 [mg KOH/g],

Als Emulgator wird ein Stearlnsäurepölyglykölester mit ca, 80 Gew,-& Oxyäthylengrüppen verwendet,

Zur Herstellung der gebrauchsfertigen Zubereitung werden In einem Rührgefäß
46,0 Gewichtstelle Wasser
2.0 Gewichtstelle Netzmittel

2,0 Gewlchlstelle Dispergiermittel
35,0 Gewichtstelle Glimmer
0,5 Gewichtstelle Bentone LT
14,5 Gewichtstelle der oben beschriebenen Emulsion
miteinander vermischt.

Als Netzmittel wird ein Polyäthylen-Polyoxypropylen-Blockpolymerlsat mit einem Trübungspunkt von 67° C verwendet. Der Trübungspunkt wurde In einer Lösung von 5 g des Netzmittels In 25 ml einer 25%igen Butyldlglykollösung In Wasser bestimmt.

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

Der verwendete Glimmer hat eine Teilchengröße von < ΖΟμιτι.

Bentone LT ist ein aluminiumfreies Magnesiumsilikat des Handels.

Die so hergestellte Zubereitung hat eine Viskosität von 1077 mPa ■ s, gemessen mit der Couette-Einrichtung des Haake-Rotovisko, bei einem Schergefälle von 21,1s¹. Die Stabilität der Zubereitung wurde durch Zentrifugieren bei 2000 U/mln 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 Gleltmittelfilms wurden die Reifen auf einer Bag-o-matlc-Maschine vulkanisiert.

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

Beispiel 2

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Zubereitung erfolgte analog Beispiel 1.

Das eingesetzte Polyoxypropylendlol hat eine Viskosität von 18 300 mPa s bei 25' C und eine OH-Zahl von 12|mg KOH/g],

Die mit diesem Polyoxypropylendlol hergestellte Zubereitung hat eine Viskosität von 1214 mPa s. gemessen mit der Couette-Einrichtung des Haake-Rotovlsko. bei einem Schergefälle von 21,1 s '. Die Zentrifugenstabilität, gemessen bei 2000 U/mln, Ist ausgezeichnet. Nach 30 min wurden weniger als 4% Flüssigkeit als obere Schicht beobachtet.

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

El.ie Kautschukmischung, die für die Innenseite von Pkw-Relfen bestimmt Ist, wurde mit einer dünnen Schicht der Zubereitung beschichtet und nach dem Abtrocknen gegen eine nichtbehandelte Gummischeibe verpreßt und ausvulkanisiert. Nach dem Abtrennen der vulkanisierten Platte war nur eine geringfügige Übertragung der Gleit- und Trennmlttelschlcht auf die nlchlbehandelte Gummischeibe feststellbar Dieses Ergebnis verdeutlicht die gute Haftung der Formulierung auf der Irinertschlchf,

Beispiel 3

Verglelehsbelspiel (nicht erfindungsgemäß)

Die Herstellung der Zubereitung erfolgte gemäß Bel· sole! 1.

Das verwendete Polyoxypropylendlol hat jedoch nur eine Viskosität von 5030 mPa · s bei 25" C bei einer OH-Zahl von 22,4 [mg KOH/g] und liegt somit außerhalb des beanspruchten Bereiches.

Die mit diesem Polyoxypropylendlol hergestellte Zubereitung hat eine Viskosität von 927 mPa · s, gemessen mit der Couette-Elnrlchtung des Haake-Rotovisko, bei einem Schergefälle von 21,1 s^-1. Die Zentrlfugenstabllltät, gemessen bei 2000 U/mln, 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 hei Verwendung der Zubereitungen aus Beispiel 1 und 2.

Zur Beurteilung der Haftung dieser nicht erflnduagsgemüßen 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 Trennmlttelschlcht auf die unbehandelte Gummischeibe übertragen.

Das Gleit- und Trennmittel dieses Verglelchsbelsplels 1st für den Einsatz bei der Reifenherstellung daher nicht geeignet.

Claims

Patentanspruch:

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