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Bereifung für Kraftfahrzeuge aus gummi-elastischen Massen Es sind
schon eine Reihe von Vorschlägen bekanntgeworden, um Kraftfahrzeugreifen in ihrer
Lauffläche so zu gestalten, daß sie ein rutschfreies Fahren auf nassen Straßen ermöglichen.
Beispielsweise hat man versucht, durch Anbringen von sog. Saugnäpfen oder anderen
besonderen Profilen in die Lauffläche, durch I'lnbringen von Einschnitten in dieselbe
u. a. m. ein rutschfreies Fahren zu erzielen.
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Es wurde gefunden, daß man eine Bereifung für Kraftfahrzeuge aus gummielastischen
'Massen erhält, welche auch auf nassen Straßen das Rutschen des Kraftfahrzeuges
vermeiden, wenn man die Laufflächen derselben ganz oder teilweise aus einem gummielastischen
Reaktionsprodukt herstellt, welches aus einem linearen Polyester und einem I'olyisocyanat
aufgebaut ist und eine poröse Struktur besitzt. Diese gummielastischen Reaktiomsprodukte
besitzen auch dann, wenn sie eine Schwamm-oder Porenstruktur haben, noch eine solch
hohe Strukturfestigkeit, daß es im Gegensatz zu den bekannten, auch den höchstwertigen
Vulkanisaten aus natürlichen oder künstlichen Kautschukarten möglich ist, mit ihrer
Hilfe rutschfeste Kraftfahrzeugreifen herzustellen. Zellkörper aus linearen Polyestern
und Polyisocyanaten haben eine Abnutzung, welche überraschenderweise noch geringer
ist als die der üblichen hochwertigen Kraftfahrzeugreifen mit einer massiven Lauffläche
aus Kautschuk.
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In der Zeitschrift »Angewandte Chemie«, 1950,
S. 57, ist eine
-neue Gruppe von Elastomeren
beschrieben, die sich von bifunktionellen
linearen Polyestern mit Hydroxyl- oder Carboxylendgruppen und Diisocyanaten ableiten.
Entscheidend ist dabei, daß die Diisocyanate in einem Überschuß über die auf die
Hydroxylzahl des Polyesters berechnete Menge zugesetzt werden, wobei dann anschließend
eine Vernetzung erfolgt, die in verschiedener Weise möglich ist.
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Die Porenstruktur des - Elastomeren kann nicht nur durch Einbringung
eines Treibmittels und Erhitzen, sondern auch nach allen bisher für die Herstellung
von Schwammgummi vorgeschlagenen Verfahren, z. B. durch Einverleiben von löslichen
Salzen und Auswaschen derselben oder durch Einbringen anorganischer oder organischer
Verbindungen, welche gasförmige Stoffe, wie Stickstoff, Kohlenoxyd oder Kohlendioxyd,
abspalten, erzielt werden. Auch durch Verwendung von Carboxylendgruppen enthaltenden
Polyestern, die bei der Umsetzung mit den Diisocyanaten Kohlendioxyd abspalten,
erhält man poröse Elastomere.
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Die Herstellung der Bereifung für Kraftfahrzeuge nach der Erfindung
kann auf verschiedenartige Weise erfolgen. Der Reifen kann ganz aus Polyesterisocyanat-Elastomeren
bestehen, wobei Cellulosefäden oder Metalldrähte als Einlage verwendet werden. Dabei
wird erfindungsgemäß die Lauffläche ebenfalls aus einem Polyesterisocyanat-Kunststoff
aufgebaut sein, der durch Einbringen eines Treibmittels und Schäumen porös gemacht
ist. Man kann auch den ganzen Reifen aus geschäumten Polyesterisocyanat-Elastomeren
aufbauen, wobei der Reifen aus Schichten verschiedener Porosität, d. h. verschiedener
Dichte, bestehen kann. Dabei ergibt sich eine besonders weiche Reifenkarkasse.
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Es ist aber auch möglich, auf die Lauffläche des wie üblich aus Kautschuk
hergestellten Reifenunterbaus geschäumte Polyesterisocyanat-Elastomere aufzubringen,
wobei es unter Umständen genügt, nur einen Teil der Oberfläche aus den Kunststoffen
mit Zellstruktur herzustellen. Das Aufbringen der porösen Lauffläche kann z. B.
dadurch erreicht werden, daß in die Reifenform ein Walzfell aus einem vorkondensierten
Polyester, einem Diisocyanat und einem Glykol, welches eine aliphatische Azoverbindung
enthält, eingebracht wird, dann die Reifenkarkasse des üblichen Aufbaus aus einer
weichen Naturkautschukmischung in die Form gelegt und ausvulkanisiert wird. Bei
dieser Arbeitsweise verbindet sich beim Vulkanisieren der durch die Hitze geschäumte
Kunststoff mit der Naturkautschukmischung.
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Es ist aber auch möglich, bereits geschäumte und ernetzte Polyesterisocyanatkunststoffe
in Form von Bändern auf einen bereits vulkanisierten eifenunterbau aufzukleben,
wobei sich als Klebittel insbesondere polyfunktionelle Isocyanate, ie Triphenylmethantriisocyanat,
bewährt haben.
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Schließlich gelingt es, eine fertige Lauffläche, die aus einem vernetzten
und geschäumten Polyesterisocyanat besteht, in Form eines geschlossenen Ringes auf
eine entsprechend vorbereitete Reifenkarkasse unter Vorspannung aufzuziehen und
mit ihr zu verkleben. Dabei kann die Reifenkarkasse ausvulkanisiert sein oder sich
noch in unvulkanisiertem Zustand befinden.
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In die erfindungsgemäß hergestellten Fahrzeugreifen können zusätzlich
die an sich bekannten, das Rutschen auf glatten Straßen verhindernden Profilierungen
eingebracht werden.
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Bei einem Zellkörper vom spei. Gewicht o,6 liegt der Abrieb bei der
Prüfung bei 55 Volumteilen dieses Zellvolumens gegenüber ioo Volumteilen bester,
nicht getriebener, nicht poröser Naturkautschukqualität. Gegenüber einem mit einer
nicht porösen Lauffläche aus bestem Naturkautschuk versehenen Reifen ist der Abrieb
also um etwa die Hälfte geringer. Beispiel i ioo Gewichtsteile des Polyesters aus
Adipinsäure und Äthylenglykol mit einer OH-Zahl von 50 werden nach 2stündiger
Entwässerung bei 13o° unter Vakuum mit 17 Gewichtsteilen Naphthyleni, 5-diisocyanat
io Minuten bei io6° kondensiert und unter Zugabe von o,8 Gewichtsteilen Wasser 15
Minuten bei io6° vernetzt. In die plastische Masse werden auf Walzwerken oder in
Knetern 2 Gewichtsteile Azodihydrobenzoesäuredinitril als Treibmittel eingearbeitet.
Das Material läßt sich zu Fellen verwalzen und wird in Formen io Minuten bei 16o°
getrieben. Beim Treiben in der Form bildet sich der Zellkörper aus, der allseitig
mit einer geschlossenen Haut an der Oberfläche umgeben ist. Das Freilegen von Flächen
mit zellartiger Struktur erfolgt durch normale Abnutzung oder durch Abspalten der
Haut mittels üblicher Spaltmaschinen oder durch Abschleifen der Oberflächenhaut.
Die Zellkörper werden zweckmäßig in Form von Platten hergestellt, die in der Mitte
oder in mehreren Schichten aufgespalten werden.
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Für die Herstellung von Laufflächen wird vorstehend beschriebene Mischung
auf dem Kalander zu feinen Platten gezogen und auf einen Gewebe-und einen üblichen
Reifenunterbau aus Naturkautschuk in mehreren Lagen gewickelt, welche an der Oberfläche
mit einer Lösung von Triphenylmethantriisocyanat dünn bestrichen ist. Der so gewickelte
Reifen wird in üblichen Vulkanisierformen mit Hilfe eines Heizschlauches erhitzt,
wobei gleichzeitig die Bindung zwischen Lauffläche und Unterbau und das Treiben
der Lauffläche mit Zellstruktur erfolgt. Zum Freilegen der zelligen Struktur wird
die Lauffläche oberflächlich überschliffen. Die Formen können sowohl mit als auch
ohne Profil ausgebildet sein. Beispiel e Ein Kondensationsansatz zur Herstellung
von Zellkörpern nach Beispiel i wird zu Fellen verwalzt, aus denen lange Streifen
geschnitten werden, welche, in eine Form eingelegt, unter Pressen io Minuten bei
16o° zu Laufstreifen getrieben werden. Diese Laufstreifen werden an ihren Enden
schräg geschnitten und auf einen ausgeheizten Reifenunterbau aus natürlichem oder
synthetischem
Kautschuk mit Gewebe unter Verwendung von gut bindenden
Klebelösungen aufgeklebt, wobei die schräg geschnittenen Enden gleichzeitig mit
verklebt werden. Als Klebelösung kann ein Polyesterisocyanat aus Adipinsäure und
Diäthylenglykol -t- Hexandiisocyanat mit etwa i 1/o Dimethylaminocyclohexan als
Katalysator verwendet werden. Dieses Verfahren ist auch geeignet für laufende Runderneuerung
abgefahrener Reifen. Das Verfahren läßt sich noch so abwandeln, daß das Pressen
und Treiben nicht in Form langer Streifen erfolgt, sondern in Form geschlossener
Ringe, welche unter Verstreckung auf die ausgeheizte Karkasse aufgeklebt werden.
Beispiel 3 ioo Gewichtsteile des Glykoladipinsäurepolyesters werden 2 Stunden bei
13o° im Vakuum entwässert und mit 17 Gewichtsteilen i, 5-Naphthylendiisocyanat
versetzt und io Minuten bei 12o° kondensiert. Alsdann erfolgt Zugabe von 5 Gewichtsteilen
Azodihydrobenzoesäuredinitril, welches gut homogen vermischt wird. Nach der Treibmittelzugabe
gibt man 2 Gewichtsteile i, 4-Butylenglykol als Vernetzungsmittel hinzu und gießt
den ganzen Ansatz rasch in einer rotierenden Lauffläc'henform aus. Die Kondensation
erfolgt bei Normaltemperatur während 24 Stunden. Die Reaktionszeit läßt sich durch
Zugabe tertiärer Amine beschleunigen. Diese Lauffläche wird. wie im Beispiel 2 beschrieben,
auf eine vorbereitete Reifenkarkasse unter Vorspanriung aufgezogen und in der Form
erhitzt und gleichzeitig bei der Vulkanisation getrieben.
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Beispiel 4 Ein Ansatz nach Beispiel 3 wird in einer rotierenden Laufflächenform
zum Laufstreifen vergossen. Zu einem Zeitpunkt, zu welchem das Kondensat noch flüssig
ist, wird in die rotierende Laufflächenform ein auf einem Heizschlauch bombierter
üblicher vulkanisierter Reifenunterbau eingebracht und durch Preßluft so geweitet,
daß der Reifen in das flüssige Material der Lauffläche sich einschmiegt. Nach der
Auskondensation des Laufflächenmaterials wird der Reifenrohling nach dem üblichen
Vulkanisationsverfahren für Reifen vulkanisiert, wobei gleichzeitig die Lauffläche
zum Zellkörper getrieben wird.