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Patent Searching and Data


Title:
USE OF TEXTILE REINFORCING SUPPORTS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/015261
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to the use of a textile reinforcing support for producing tires for (extremely) bad tracks, containing a cellulosic multifilament yarn, characterized in that the cellulosic multifilament yarn has a strength of at least 35 cN/tex, an elongation at break of at least 7% (i.e. a high stretch recovery), and the individual filaments of the multifilament yarn have a titer of at least 2.3 dtex.

Inventors:
UIHLEIN, Kurt (Pfarrer Bayer Strasse 38, GROßHEUBACH, 63920, DE)
ZIMMERER, Britta (Dresdener Strasse 1, AMORBACH, 63916, DE)
Application Number:
EP2017/067659
Publication Date:
January 25, 2018
Filing Date:
July 13, 2017
Export Citation:
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Assignee:
CORDENKA GMBH & CO. KG (Industrie Center Obernburg, OBERNBURG, 63784, DE)
International Classes:
D01F2/00; B60C9/00; D02G3/48; D03D1/00; D03D1/02
Foreign References:
US20150328928A12015-11-19
EP2097562A12009-09-09
EP1693495A22006-08-23
JP2012092467A2012-05-17
EP2601333A12013-06-12
Attorney, Agent or Firm:
CPW GMBH (Kasinostraße 19 - 21, Wuppertal, 42103, DE)
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Claims:
Verwendung von textilen Festigkeitsträgern

Patentansprüche:

1 . Verwendung von textilen Festigkeitsträgern, insbesondere eines Kordes, zur Herstellung von Reifen für (extrem) schlechte Wegstrecken, enthaltend ein cellulosisches Multifilamentgarn, dadurch gekennzeichnet, dass das cellulosische Multifilamentgarn eine Festigkeit von mindestens 35 cN/tex, eine Bruchdehnung von mindestens 7 % und die einzelnen Filamente des Multifilamentgarns einen Titer von mindestens 2,3 dtex aufweisen.

2. Die Verwendung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die

einzelnen Filamente des cellulosischen Multifilamentgarn einen Titer von mindestens 2,7 dtex, bevorzugt mindestens 3,2 dtex, noch bevorzugter von mindestens 4,0 dtex aufweisen.

3. Die Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das cellulosische Multifilamentgarn eine Festigkeit von mindestens 40 cN/tex, bevorzugt mindestens 45 cN/tex, noch bevorzugter mindestens 50 cN/tex aufweist.

4. Die Verwendung nach einem oder mehreren der vorhergehenden

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das cellulosische

Multifilamentgarn eine Höchstzugkraftdehnung von mindestens 9%, bevorzugt mindestens 1 1 %, noch bevorzugter mindestens 13%, am meisten bevorzugt von mindestens 15 %, aufweist.

5. Die Verwendung nach einem oder mehreren der vorhergehenden

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die cellulosischen

Multifilamentgarne nach einem Regeneratverfahren erhalten worden sind.

6. Die Verwendung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den cellulosischen Multifilamentgarnen um Rayon handelt.

7. Die Verwendung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet, dass die cellulosischen Multifilamentgarne durch ein Direktlöseverfahren erhalten worden sind.

8. Die Verwendung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die

cellulosischen Multifilamentgarne durch ein Direktlöseverfahren in tertiärem Aminoxid, insbesondere in N-Methylmorpholin-N-oxid (NMMO), oder in sogenannten„ionic liquids" ionischen Flüssigkeiten erhalten worden sind.

9. Verwendung von textilen Festigkeitsträgern zur Herstellung von verstärkten Kunststoffen geeignet für extreme impulsförmige Belastungen, enthaltend ein cellulosisches Multifilamentgarn, dadurch gekennzeichnet, dass das cellulosische Multifilamentgarn eine Festigkeit von mindestens 35 cN/tex, eine Bruchdehnung von mindestens 7 % und die einzelnen Filamente des Multifilamentgarns einen Titer von mindestens 2,3 dtex aufweisen.

Description:
Verwendung von textilen Festigkeitsträgern

Beschreibung:

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Verwendung von textilen

Festigkeitsträgern, insbesondere von Korden, enthaltend cellulosische

Multifilamentgarnen mit erhöhtem Einzelfilamenttiter.

Weltweit ist Cellulose das häufigste und bedeutendste natürlich vorkommende Polymer. Cellulosische Fasern, Filamente und Multifilamente können auf vielfältigen Wegen und in unterschiedlichen Formen erhalten werden, die gleichfalls der Fachwelt bekannt und geläufig sind. Die Einteilung kann nach dem Herstellungsverfahren - beispielsweise Direktlöseverfahren oder

Regeneratverfahren - vorgenommen werden und/oder nach der Art des

erhaltenen Produktes, das entweder wiederum aus Cellulose mit modifizierter Kristallstruktur (sog. Hydratcellulose) besteht - beispielsweise Viskose - oder aber ein polymeranaloges Derivat der Cellulose darstellt, wie z.B. die bekannten

Celluloseacetate oder Cellulosetriacetate.

Als Direktlöseverfahren sind u.a. Prozesse bekannt, bei denen die Gewinnung cellulosischer Fasern aus Lösungen in tertiären Aminoxiden, wie N- Methylmorpholin-N-oxid (NMMO), ionischen Flüssigkeiten (ionic liquids) oder auch Phosphorsäure und anschließendem Ausfällen in geeignete Koagulationsmedien erfolgt. Weitere gängige Verfahren zur Herstellung von cellulosischen Filamenten, die zur Garn- bzw. Kordherstellung verwendet werden, sind Regeneratverfahren, bei denen Cellulose zunächst chemisch zu löslichen Derivaten (Xanthogenate oder Carbamate) umgesetzt und gelöst wird. Die Lösung wird durch Spinndüsen gepumpt und schließlich im Fällbad zu cellulosischen Filamenten regeneriert. Solche Filamente sind u.a. unter der Bezeichnung Rayon bekannt. Die Prozesse zu ihrer Herstellung sind gleichfalls bekannt.

Textile Festigkeitsträger aus cellulosischen Filamentgarnen mit erhöhtem

Einzeltiter sind beispielsweise aus der EP 2 601 333 A1 bekannt. Diese Korde weisen - im Wesentlichen unabhängig von der Gestalt des Filamentquerschnitts der sie bildenden Multifilamentgarne - eine gute Fatiqueresistenz auf und eignen sich dadurch besonders gut für den Einsatz als textile Festigkeitsträger für

Fahrzeugreifen.

Für den Einsatz als textiler Festigkeitsträger für eine PKW Karkasse werden die cellulosischen Garne üblicherweise zu einem Kord (bestehend aus 2 oder mehreren gezwirnten bzw. umwundenen Garnen) verarbeitet. Diese Korde können zur leichteren Weiterverarbeitung zu Geweben, in denen die Korde die

Kraftvorzugsrichtung darstellen, weiterverarbeitet werden. Die Korde bzw. die Gewebe werden noch mit einem Haftvermittler imprägniert, um eine geeignete Anbindung an das Matrixmaterial zu gewährleisten.

Ein zunehmendes Problem im Rahmen der immer größeren Einsparungen bei Kommunen und Ländern - auch in Ländern mit guter Infrastruktur - sind die schlechter werdenden Straßenzustände. Besonders nach frostreichen Wintern bilden sich immer mehr Schlaglöcher, die oft nur unzureichend, bisweilen auch gar nicht, repariert werden. Das Befahren solchen Straßen, insbesondere mit schweren Fahrzeugen, ruft eine außerordentlich große Belastung der Reifen hervor und wirkt sich naturgemäß auch negativ auf den Fahrkomfort aus. Die dieser Anmeldung zugrundeliegende Erfindung löst dieses Problem durch die Verwendung von Korden enthaltend cellulosische Filamentgarne mit erhöhtem Einzeltiter, hoher Bruchkraft und gleichzeitig hoher Bruchdehnung zur Herstellung von Fahrzeugreifen für (extrem) schlechte Wegstrecken.

Darunter sollen Wegstrecken verstanden werden, bei denen plötzliche, sehr starke Verformungen des Reifens beim Fahren auftreten, z.B. durch extreme

Schlaglöcher. Um eine Beschädigung der Karkasse zu verhindern, muss der cellulosische Karkassenkord ein hohes Impact-Vermögen aufweisen. Bisher werden für solche Wegstrecken meist Reifen mit doppellagiger Karkasse verwendet. Mit der zugrundeliegenden Erfindung ist nun auch die Verwendung von einlagigen cellulosischen Karkassenkorden möglich, da diese Korde jetzt ein ausreichendes Arbeitsvermögen besitzen, um diesen außergewöhnlichen, impulsartigen Verformungen sicher Stand zu halten. Selbstverständlich können neben dem cellulosischen Multifilamentgarn im Kord auch noch weitere

Multifilamentgarne vorhanden sein, beispielsweise aus Polyethylenterephthalat oder Polyamid. Solche Konstruktionen sind dem Fachmann unter dem Begriff „Hybridkord" bekannt.

Bemerkenswerterweise zeigt ein Reifen, für den Korde eingesetzt werden, die aus cellulosischen Multifilamentgarnen oder Hybridkorden mit mindestens einem cellulosischen Partner hergestellt werden, welche einen Einzeltiter von mindestens 2 dtex, bevorzugt größer als 2,7 dtex, noch bevorzugter von größer als 3,2 dtex, am meisten bevorzugt von größer als 4,0 dtex bis maximal etwa 8 dtex, kombiniert mit hohem Arbeitsvermögen, ein deutlich verbessertes Aufprallverhalten.

Dadurch wird auch der Fahrkomfort beim Befahren solcher schlaglochübersäter Wegstrecken als deutlich weniger unangenehm empfunden.

Überraschenderweise bewirkt diese - verhältnismäßig geringe - Erhöhung des Einzelfilamenttiters in Kombination mit dem hohen Arbeitsvermögen sowohl eine Verbesserung der Belastbarkeit bei plötzlichen Beanspruchungen, als auch eine deutliche Verbesserung des Fahrkomforts auf (extrem) schlechten Wegstrecken. Das Multifilamentgarn (im Rahmen dieser Anmeldung auch nur Garn genannt) in den eingesetzten Korden hat eine Festigkeit oder Höchstzugkraft (BF) von bevorzugt größer als 35 cN/tex (konditioniert nach BISFA), noch bevorzugter von größer als 40 cN/tex, noch mehr bevorzugt größer als 45 cN/tex und am meisten bevorzugt größer als 50 cN/tex. Im Allgemeinen liegt für cellulosische

Multifilamentgarne die Grenze der Festigkeit bei etwa 90 cN/tex.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn für die Korde Multifilamentgarne eingesetzt werden, die gleichzeitig eine hohe Bruchdehnung und eine hohe Bruchfestigkeit vorliegen, wenn also das Arbeitsvermögen der verwendeten cellulosischen

Multifilamente mit erhöhten Einzeltiter entsprechend hoch ist.

Die Bruchdehnung oder Höchstzugkraftdehnung (EAB) der zu verwendeten Multifilamentgarne beträgt mindestens 9%, bevorzugt mindestens 1 1 %, noch bevorzugter mindestens 13%, am meisten bevorzugt mindestens 15 %, und kann bis zu 20% gehen.

Dadurch kommt es auch zu einer Erhöhung der Korddehnung und Kordfestigkeit.

In vielen Spezifikationen für Karkassenmaterialien ist die Bruchdehnung der imprägnierten Korde noch nicht einmal spezifiziert, was zeigt, dass vielen

Reifenherstellern die Bedeutung der Bruchdehnung und des Arbeitsvermögens gar nicht bewusst ist. Gleichwohl ist der Begriff des Arbeitsvermögens (AV) an sich dem Fachmann natürlich geläufig und wird gewöhnlich gemäß nachstehender Formel (1 ) ermittelt.

AV [J/g] = 0,1 * BF * EAB (1 )

AV: Arbeitsvermögen in J/g

BF: Höchstzugkraft im konditionierten Zustand [cN/tex] EAB: Höchstzugkraftdehnung im konditionierten Zustand [%] Die Ermittlung der textilen Eigenschaften (Festigkeit, Dehnung, Feinheit) der Fasern und Filamente erfolgt dabei üblicherweise im Prüfklima nach DIN 50014- 20/65 bei 20 °C und 65 % relativer Luftfeuchtigkeit.

Nachstehende Tabelle zeigt einige ausgewählte Beispiele für geeignete

Multifilamentgarne zur erfindungsgemäßen Verwendung.

Bei allen eingesetzten Multifilamentgarnen kam es nach Herstellung der entsprechenden imprägnierten Korde und Einsatz im Reifen zu einer deutlichen Verbesserung des Impact-Vermögens, bedingt durch das gute Arbeitsvermögen, und zu einer Erhöhung der Haltbarkeit und des Fahrkomforts auf (sehr) schlechten Wegstrecken.

Tabelle

Filamentgarn aus Regeneratcellulose

Einzelfilamenttiter

Höchstzugkraft

Höchstzugkraftdehnung

Arbeitsvermögen

Das Multifilamentgarn kann aus einer beliebigen Anzahl endloser (kontinuierlicher) Filamente bestehen, wie sie in technischen Produkten üblich sind. In der Regel hat das Garn einen Gesamttiter im Bereich von 30 bis 20000 dtex und besteht aus 10 bis 5000 Filamenten.

Maßgeblich ist der sogenannte„Einzelfilamenttiter", d.h. der Gesamttiter des ungezwirnten Garns geteilt durch die Anzahl der Einzelfilamente. Die Bestimmung des„Einzelfilamenttiters" erfolgt im ungezwirnten Zustand, da beim Zwirnen generell eine Längenkontraktion auftritt. Grundlage für die Bestimmung des Gesamttiters des ungezwirnten Garns ist die BISFA-Norm („Testing methods for viscose, cupro, acetate, triacetate and lyocell filament yarns", 2007 edition).

Bevorzugt enthält das Garn mindestens 80 Gew.-% Cellulose, bevorzugt mindestens 90 Gew.-% und noch bevorzugter mindestens 95 Gew.-% Cellulose. Das Garn kann im ungezwirnten Zustand oder mit einem Schutzdrall versehen zu einer Garnspule aufgewickelt werden. Die resultierenden Garnspulen sind besonders als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Korden zur Nutzung als Verstärkungskomponenten für natürliche und synthetische Elastomere,

Thermoplaste und Duromere geeignet.

Die Verarbeitung zu den erfindungsgemäßen Verstärkungskorden erfolgt üblicherweise durch Verzwirnen oder Umwinden eines oder mehrerer

Multifilamentgarne. Üblicherweise werden die Garnpartner in Z-Richtung

vorgezwirnt und zu Korden in S-Richtung ausgezwirnt. Bevorzug wird eine symmetrische Konstruktion, aber auch asymmetrische Konstruktionen sind möglich. Mindestens eines der Garne besteht ganz oder teilweise aus Filamenten mit einem Einzelfilamenttiter gemäß den oben angeführten Grenzen. Bei einer Ausgestaltung der Erfindung wird ein symmetrischer Kord durch Verzwirnen von Multifilamentgarnen hergestellt, die alle vollständig aus Filamenten mit einem Einzelfilamenttiter gemäß den oben angeführten Grenzen besteht.

Wie bereits oben erwähnt, kann das Garn mit anderen Garnen kombiniert werden, zum Beispiel mit Garnen aus Polyamid, Aramid, Polyester, regenerierter Cellulose, Glas, Stahl und Kohlenstoff, sodass Hybridkorde erhalten werden.

Im gezwirnten oder ungezwirnten Zustand kann das Garn zum Beispiel zusammen mit Viskosefilamentgarn, Nylon 6 und/oder Nylon 66 zu einem Kord verarbeitet werden. Die Garne, mit denen das erfindungsgemäße Garn kombiniert wird, können vorgetaucht sein oder auch nicht.

Das Garn kann an sich oder als Faserkurzschnitt oder nach Verarbeitung zu einem Kord oder nach Verarbeitung zu einem Gewebe oder Gewirke als

Verstärkungsmaterial für synthetische und natürliche Elastomere, oder für andere Materialien (synthetisch oder auf Basis nachwachsender Rohstoffe), zum Beispiel für thermoplastische und thermofixierende Kunststoffe, dienen.

Auch bei der Kunststoffverstärkung führt das erfindungsgemäße Garn zu überraschend verbesserten Eigenschaften bei impulsartigen Verformungen. Zu Beispielen dieser Materialien gehören Naturkautschuk, andere Poly(isopren)e, Poly(butadien)e, Polyisobutylene, Butylkautschuk, Poly(butadien-co-styrol)e, Poly(butadien-coacrylnitril)e, Poly(ethylen-co-propylen)e, Poly(isobutylen-co- isopren)e, Poly(chloropren)e, Polyacrylate, Polyurethane, Polysulfide, Silikone, Polyvinylchlorid, Poly(ether-ester) vernetzte ungesättigte Polyester, Epoxidharze, oder Mischungen davon.