DE1964514B2 - Polyesterfaden als Verstärkungseinlage in Gummierzeugnissen - Google Patents

Description

a) Eigenviskosität mindestens 0.5,

b) Carboxylgruppenkonzentration weniger als 60 Äquivalente pro 10⁶ g Polyester,

c) Z-Wert mindestens 40. wobei gilt

Z = 200 I/1 - 3.60S - 0,118 Tm

- 0.007 (L - 50)^; + 0,134 TmS

-(20 ± 1)

20

und worin bedeutet tn die Doppelbrechung des Fadens, S die Schallorientierung. Tm den Schmelzpunkt bei konstanter Länge in C und L die Kristallgröße in A. und

d) ß-Wert höchstens 0,65. wobei gilt

D

1.32) L

worin bedeutet « das spezifische Gewicht und L die KrislallaröBen in \.

35

Kautschukreifen weiden zunehmend schärferen Betriebsbedingungen auf Grund höherer Geschwindigkeiten und Gewichte von Kraftfahrzeugen und anderen Fahrzeugen und höheren Landegeschwindigkeiten und Gewichten von Luftfahrzeugen ausgesetzt, t'bertragungsbändcr. Förderbänder und ähnliche Kautschukgegenstände zur Verwendung bei der Förderung oder Kraftübertragung werden ebenfalls unter sch woreren Belastungen bei höheren Geschwindigkeiten betrieben. Aus diesem Grund müssen die Faserstrukturen zur Verstärkung dieser Kautschukgegenstände iolche Eigenschaften, wie hohen Young-Modul, hohe Zähigkeit. Beständigkeit gegen Hydrolyse. Beständigkeil gegen Wärme und Dimensionsstabililät besitzen.

Reifen als typische Beispiele für verstärkte Kautschukgegenstände benötigen Stabilität und müssen einen sicheren Antrieb gewährleisten und Fahrkom- , fort während des !'ahrens bei hohen Geschwindigkeilen ergeben. LJm diesen Bedarf zu befriedigen, wurden besondere Radialreifen und Gürtelreifen entwickelt, die bei Kraftfahrzeugen verwendet weiden. Derartige Reifen haben eine Karkasse mit Cord, die in radialer Richtung um die Drehachse angeordnet ist. und einen verstärkenden Gürtel, der an der Brechoder Knickstelle in einer Richtung etwa im rechten Winkel /u den Corden der Karkasse, d.h. der Drehrichtung des Reifens, angeordnet ist. Radialreifen mil einer derartigen Stuktur besitzen einen sehr hohen Kantungswiderstand und weisen infolgedessen eine höhere Laufstahiliiäi. Siraßengriffeigenschal'ien Liiiu Bell icnsfämukeii 'nenn iaiiieii aiii hoher Geschwindigkeit auf als gewöhnliche Reifen. Die Gürtelreifen haben die gleiche Struktur, jedoch sind die Cords in der Karkasse lh gegenüber der Längsrichtung schiefen Richtungen angeordnet. Diese Reifen haben die gleichen Eigenschaften wie die Radialreikn (USA.-Patentschrift 32 44 213).

Bei d'en vorstehend beschriebenen Gürtelreifen dient der verstärkende Gürtel hauptsächlich zur Verhinderung eines Wachsens des Reifens während des Laufes und zur Beibehaltung der Form des Reifens. Für dieses Gürielmateria! ist nicht nur eine hohe Festigkeit, sondern auch ein hoher Young-Modul erforderlich, der ausreicht, den pneumatischen Druck des Reifens und die Zentrifugalkraft auf Grund der hohen Geschwindigkeit der Drehung auszuhalten und das Wachsen des Reifens wirksam zu verhindern. Die Gürtelreifen besitzen vorteilhafte Stabilität während des Fahrers bei hoher Geschwindigkeit und ergeben ein bequemes Fahren, und inlolgedessen muß die Verringerung des Verhaltens des Reifens während des Fahrens bei hoher Geschwindigkeit soweit als möglich vermieden werden. Beim Fahren mit hoher Geschwindigkeit wird in den Reifen viel Wärme erzeugt, und dadurch ergibt sich eine Vcrschlechierung der dynamischen Eigenschaften des Verstärkungsgürlels und des Kautschuks und auch ein chemischer Abbau. Im Hinblick hierauf ist eine Verhinderung der Wännebildung auf Grund der Verformung der Reifen und eine Verbesserung der Beständigkeit gegenüber Wärme absolut notwendig, um Sicherheit bei höheren Geschwindigkeiten von Kraftfahrzeugen und anderen Fahrzeugen zu ergeben.

In den handelsüblichen Gürtelreifen werden Gürtelmaterialicn. die aus Rayon bestehen, verwendet. Diese Materialien haben jedoch eine niedrigere Zähigkeit als Fasern aus solchen Polymeren wie Nylon-6. Nylon-66 und Polyethylenterephthalat und zeigen eine drastische Verschlechterung bei der Vulkanisation in Gegenwart von Feuchtigkeit und eine fatale Verringerung der Fesligkeil auf Grund des Feuchligkeitsanbaus in der Wärme, der durch die Wärmeerzeugung während des Laufes mit Wasser verursaem wird, welches durch Narben und Risse des Reifens eintritt. Deshalb isl die Verwendung von Materialien günstig, die frei von diesen Fehlern sind.

Andererseits wurden Reifen mit Slahlcords und Glasfasern als Gürlelmaicrial auf Versuchsbasis hergestellt. Obwohl die Stahlcords und Glasfasern einen herausragend hohen Young-Modul besitzen und ideale Materialien im Hinblick auf die Wärmeerzeugungseigensehaften. Beständigkeit gegen Wärme und Fcuchligkeilsabbau in der Wärme "darstellen, können sie zu Gürieln lediglich nach komplizierten Verfahren verarbeitet werden, und führen selbst zu äußersi schwierigen Arbeitsweisen bei der Herstellung von Reifen im Vergleich zu den vorstehend geschilderten organischen Fasern. Weiterhin haben Gürtel aus derartigen Stahlcords und Glasfasern eine schlechte Dauerhaftigkeit auf schlechten Straßen und verursachen leicht einen Schockriß, wenn sie lokalen Belastungen oder Schlagen unterliegen. Dies sind ernsthafte Mängel im Hinblick auf die Sicherheit.

Synthetische lasern aus Polymeren, wie Nylon-d Nylon-Mi und Polyäthy'enierephlhalal. die bisher al· Reifenversiärkungsiiiaieriaiien \ei wendel wurden.siiu zur Verwenduiii: als GiirU'lmaieriiil'en auf Grum des niedrigen Young-Moduls und der unzureichender Beständigkeit siesieniilur Wärme unueeiunei.

Ausgehend vom Stande der Technik nach der DT-PS 9 05 066 handelt es sich bei der Erfindung um einen Polyesterfaden als Verstärkungseinlaue in Gummierzeugnissen im Sinne des Oberbegriffs des /Anspruchs.

In der DT-PS 9 05 066 ist die Ve₁ Wendung von Fasern aus Terephthalsäurepolyestern als Verstärkungsmittel für plastische Massen aus natürlichem oder synthetisch hergestelltem Kautschuk beschrieben. Fs beschreibt ferner die US-PS3Ü51 2! 2 die Verwendung von Fasein aus Polyethylenterephthalat" mit verringerter Konzentration an freien Carboxylgruppen als Verstärkungsmaterialien für Gummierzeugnisse. Ferner ist in der CA-PS 7 15 528 ein mit synthetischem Polyamid- oder Polyestergarn verstärkter elastomerer Gegenstand beschrieben, wobei das an das Verstärkunesizarn angrenzende elastomere Material 3 bis 25 Gewichtsprozent von C'alciumoxyd. Strontiumoxyd oder aktiviertem Aluminiumoxyd enthält. Als Verstärkungsgarn oder -cord wird e^;ne Mischung von Poiyhexamethylenadipamid und Polyhexamethylenisophihalamid empfohlen.

Deiartige Polyesterfasern können zwar eine verbesserte Wärmebeständigkeit besitzen, sie sind jedoch grundsätzlich nicht frei von der Neigung zum Verlust an Festigkeit und der damit verstärkten Gummierzeugnisse unter scharfen Betriebsbedingungen. Außerdem führt eine extreme Verringerung der Konzentration an freien Carboxylgruppen zu einem Verlust an Affinität zu Klebstoffen, wie Epoxyharzen und zu einer unzureichenden Verbindung mit dem Kautschuk oder dem Gummimaterial.

Aufgabe der Erfindung ist die Verbesserung der Eigenschaften, welche Polyestervcrslärkungseinlagen den Gummierzeugnissen vermitteln, und /war in dem Sinne, daß bei Verwendung eines spezifischen Polyesters als Verstärkungsmaterial die Gummierzeugnisse eine Erhöhung des Youngschcn Moduls, der Festiekcit und Zähigkeit, der Dimensionsstabilitäl, Beständigkeit gegenüber Wärme und Feuchtigkeit sowie der Beibehaltung der Zähigkeit aufweisen, ohne die Affinität der Fäden zum Gummi zu schmälern.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht in der Lehre des kannzeichnenden Teils des Palentanspruches. Schutz ist nur nach Maßgabe der Gesamtkombinalion des Patentanspruchs begehrt.

In diesem Zusammenhange wird zum Stande der Technik auf die britische Patentschrift 9X7 013 verwiesen, nach der es bekannt ist, als Textilgarn vorstreckte Fäden aus einem linearen Polyester mit wiederkehrenden Äthylennaphthalin - 2,6- dicarboxylal-Einheilen zu verwenden. Der Einsatz dieser bekannten Fäden zur Verstärkung in Gummiei Zeugnissen schlechthin ist insbesondere im Hinblick auf die GB-PS 11 06 920 und die CA-PS 7 15 528 hier nicht als Erfindung beansprucht, sondern lediglich die spezielle Ausrüstung solcher Fäden mit den in dem Kennzeichnen des Patentanspruchs näher bezeichneten Parametern (a) bis (d).

Der Fortschritt, der mit der Erfindung erziclbar ist. besieht in der damit erreichten Schaffung von Reilen mit sehr guter Stabilität. Betriehsfähigkeil und Dauerhaftigkeit während des Fahrcns bei hoher Geschwindigkeit, sowie von Riemen oder Bändern zur Verwendung bei der Kraftübertragung und bei der Förderung von Gegenständen, die einen sehr guten Youngschcn Modul, ausgezeichnete Dimensionsstabilitäl·. Beständigkeit gegenüber Wärme im leuchten. Hystersisvjerlust und Kriecheigenschalicn während des Betriebs unter hohen Geschwindigkeiten und schweren Belastungen besitzen.

Der Ausdruck »praktisch lineare Äthylennaphihalin-2,6-dicarboxylat-Polyestcr« umfaßt Polyäthylennaphthairncarbonsäureester. bei denen mindestens 95 Molprozent der sich wiederholenden Einheiten aus Äthylennaphthalin-2.6-djcarboxylat bestehen und auch copolymerisierte Naphthalincarbonsäurepoivester. Im allgemeinen werden diese Naphthalincarbonsäurepolyester durch Polykondensation von 2.6-Naphthalindicarbonsäure oder deren funktionell Derivate, wie niederen Alkylestern, mit Äthylenglykol oder fuiiktionellen Derivaten hiervor. wie Äthylenoxid und Äthylencarbonat. in Gegenwart eines Katalysators hergestellt, bis die Eigenviskosität des Polymeren mindestens 0,5 erreicht. Vor der Beendigung der Herstellung dieses Polyäthylennaphihalinearboxylais können weniger als 5 Molprozent. bezogen auf die sich wiederholenden Einheiten des Polyesters, an mindestens einem geeigneten copo!ymcrisierbarcn Bestandteil zur Bildung copolymensierter Polyester zugesetzt werden.
Der Copolyester-Bestandteil umfaßt Verbindungen mit zwei Estern bildenden funktionellcn Gruppen: (a) zweibasische organische Säuren, beispielssveise aliphatiNche Dicarbonsäuren, wie Oxalsäure. Bernsteinsäure. Adipinsäure und Sebacinsäure, alicyclische Dicarbonsäuren, wie Cyclopropandicarbonsäure. Cyelobutantiicarbonsäure und Hexahydroterephthalsäure. aromatische Dicarbonsäure. wie o-Phlhalsäure. Isophthalsäure. Terephthalsäure, Naphthalin-2.7-dicarbonsäure. Naphthalin-1.4-dicarbonsäure. Naphthalin-1.5-diearbonsäure und Diphenyldicarbonsäure:

andere Dicarbonsäuren, wie Diphenylätherdicarbons'iiire, Diphenylsulfondicarbonsäure. Diphenoxyi.ihandicarbonsäure und Nalrium-.^-dicarboxybenzolsulfonat: (b) Oxycarbonsäuren. wie Glycolsäure. p-Oxyhenzoesäure und p-Oxyäthoxybenzoesäure und

(c) Diole. beispielsweise Oxy-Verbindungen. wie Propylenglvkol. Trimetliylengiykoi, Diäthylenglykol. Tetramelhylenglykol. Hexamcthylenglykol, Neopentylenglykol. p-Xylolglykol. M-Cyclohexandimelhanol. 2.2-Bishydroxyphenylpropan. p,p'-Dihydroxyphenylsulfon. 1.4-Bis-(/i'-hydroxyiithoxy)-benzol. 2.2-Bis-(p-,/-hydroxyäthoxyphenyl)-propan und p- Phenylen - bis - (dimethylonylcyclohexan) und deren funktionelle Derivate. Diese Dicarbonsäuren. Oxyearbonsäuren. Diole oder deren funktionell Derivate können als Monomere oder hochpolymerisierie Verbindungen, die sich von diesen Copolyester-Bestandteilen ableiten, entsprechend bekannten Verfahrensweisen zugesetzt werden.

Zum Zweck der Einstellung des Molekulargewichtes des Polymeren können Verbindungen mit einer Ester bildenden funktioneile Gruppe, wie Naphthoesäure. Benzoylhenzoesäure und Benzyloxybcnzoesäurc als Copolvester-Bestandlcil verwendet werden. Es ist auch möglich. Verbindungen mit drei oder mehr Ester bildenden fuiiktionellen Gruppen, wie Glycerin. Pentaerythrit oder Trimeihylolpropan /u verwenden, solange das erhaltene Polymere praktisch lineal' bleibt. Weiterhin können Glanzhrechimgsmiitel. wie Titandioxid und Stabilisatoren, wie Phosphorsäure, phos-

6s phorige Säure und lister hiervon, in die erfindungsgemäß verwendeten Polyester einverleibt werden.

Die 1111 Rahmen der Erfindung verwendbaren Älhvlennaphlhalin - 2.6 - dicarhonsaurcpolyesier weiden

leicht nach einem Schmelzpolynierisationsverfahren hergestellt, wobei ein Monomergemisch aus Naphlhalin-2,6-dicarbonsäurc oder funktionellen Derivaten hiervon und Älhylcnglykol oder ein Präkondensat eines derartigen Gemisches im geschmolzenen Zustand gehalten wird und die flüchtigen Nebenprodukte, beispielsweise Wasser und Alkohol oder Älhylcnglykol. aus dem System durch Destillation entfernt werden, wodurch der Polymerisationsgrad des erhaltenen Polymeren erhöht wird. Um ein Hochpolymercs mit einer Eigenviskosität von mindestens 0,5 zu erhalten, muß die Polymerisation bei hoher Temperatur während eines relativ langen Zeitraumes fortgesetzt werden, und dadurch ergibt sich eine erhöhte Konzentration an endständigen Carboxylgruppen im Polymeren.

Zur Herstellung der im Rahmen der Erfindung zu verwendenden Athylennaphthalin^.o-carbonsaurepolyester nach dem Schmelzpolymerisationsverfahren werden deshalb solche Verbindungen, wie Diphenylcarbonat oder Diphenyloxalat, zu dem Polymcrisationssystem zugeseben, wie in der britischen Patentschrift !O 74 ?04 v.v.d der USA.-Patentschrift 34 33 770 beschrieben. Auf diese Weise ist es möglich, einen Polyester mit einem hohen Polymerisationsgrad und einer Konzentration an freien Carboxylgruppen von weniger als 60 Äquivalenten je Million Gramm des Polymeren zu erhalten.

Andererseits ist es bekanntlich möglich. Polyester mit hohem Polymerisationsgrad und relativ niedrigem Carboxylgruppengehalt herzustellen, indem ein Äthylennaphthalin -2,6-dicarbonsäurepolyestcr mit einem mittleren Polymerisationsgrad nach dem Schmelzpolymcrisalionsvcrfahrcn hergestellt wird und der erhaltene Polyester in der festen Phase polymerisiert wird.

Eine andere Möglichkeit zur Verringerung der Konzentration der freien Carboxylgruppen auf den erfindungsgemäß erforderlichen Bereich besteht darin, einen nach einem bekannten Verfahren in Schnil/elform oder Fadenform erhaltenen Äthylcnnaphthalin-2.6-dicarbonsäurcpolycster mit einer Epoxyverbindung. beispielsweise cpoxidiertem Glycerin und Vinylcyclohexandioxid. oder Diazomethan zu behandeln.

Es ist wesentlich, daß die Fäden aus Äthylcnnaphthalin-Z^-dicarbonsäurcpolyester. wie sie erfindungsgemäß verwendet werden, eine Eigenviskosität von mindestens 0.5 haben. Fäden mit einer Eigcnviskosiiät von weniger als 0.5 haben insbesondere eine niedrige Zähigkeit als faserartige Materialien zur Verstärkung von "kautschuk, und die mit derartigen Fäden verstärkten Kautschukgegenstände sind nicht ausreichend dauerhaft. Es ist günstig, wenn die Fäden gemäß der Erfindung eine Eigenviskosität von 0.50 bis 0.95 besitzen.

Der Ausdruck »Eigenviskosität« entspricht dem Grenzwert des Bruches

In (r)

für den Fall, daß sich c der Zahl 0 nähert, worin r die relative Viskosität entsprechend der vorstehenden Definition bedeutet, wobei jedoch die relative- Viskosität bei einigen verschiedenen Konzentrationen in einem Mischlösuncsmitlcl im Verhältnis 6:4 aus Phenol und o-Dichlorhcnzol bei 35 C bestimm! wird.

l-.s ist besonders wichtig, daß die Fäden der im Rahmen der Erfindung eingesetzten Äthylennaphthalin-2.6-dicarbonsäi'repolyesler eine Konzentration an Carboxylgruppe,ι von weniger als 60Äquivalenten je Million Gramm des Polymeren besitzen.

Der Ausdruck »freie Carboxylgruppen« umfaßt sowohl die nichtionisiertc Säuregruppe COC)H als auch die ionisierte Gruppe — C()O . Die Bestimmung der Konzentration der Carboxylgruppen ίο erfolgt entsprechend dem Verfahren von A C ο nix. Makromolecular-Chemie, Bd. 26. S. 226 (1958). und die Konzentration wird in Äquivalenten je Million Gramm angegeben. Polyester mit einer Konzentration von Carboxylgruppen im Überschuß von 6()Äquivalcnten je Million Gramm des Polymeren besitzen eine schlechte thermische Beständigkeit und haben eine geringe Beibehaltung der Zähigkeit bei hohen Temperaturen.

Im allgemeinen wird es bevorzugt, daß die im Rahmen der Erfindung eingesetzten Fäden eine Carboxyigruppen-Konzentration im Bereich von 15 bis 55 Äquivalente ic Million Gramm des Polymeren besitzen. Bei niedrigeren Konzentrationen stellt sich eine drastische Verringerung der Haftfähigkeit der Fäden ti mit dem Kautschuk ein. Wie nachfolgend beschrieben, kann die Wärmeverschlechlerung und der Verlust der Festigkeit des Äthylenterephthalatpolvesters. wenn er als Kautschukverstärkungsmatcrial verwendet wird, nur dann verringert werden, wenn der Polyester eine Caiboxylgruppcn - Konzentration von weniger als 15 Äquivalente je Million Gramm des Polymeren besitzt. Im Hinblick hierauf ist es völlig unerwartet, daß die im Rahmen der Erfindung verwendeten Faden aus Äthylennaphthalin - 2.6 - dicarbonsäurcpolyester einen Wärmeabbau und einen Verlust der Festigkeit in einem geringeren Ausmaß als Äthylentcrephthalaipolyester zeigen, selbst wenn sie eine höhere Carboxyigruppcn-Konzcntration besitzen.

Es wird besonders bevorzugt, daß die laden aus dem erfindungsgemäß eingesetzten Äthylcnnaphthalin-2.6-dicarbonsäurcpolyestcr einen Z-Wert entsprechend der folgenden Gleichung von mindestens 4(1 besitzen:

Z = 200 In - 3.60S 0.118 7m
- 0.007 (L - 50)^: + 0.134 TmS (1)

- (20 -. 1).

worin In die Doppelbrechung des Fadens. .S" die Schallorientierung. Tm der Schmelzpunkt ( Ci bei konstanter Länge und L die Größe des Kristalls in Λ bedeutet.

In die Gleichung sind nur die Maß/ahicn einzusetzen.

Die Doppelbrechung isl der Parameter, der den Orientierungsgrad der Moleküle in dem Faden zeig! und wird nach dem Verzögerungsverfahren unter Anwendung von Bromnaphthalin als Eintauchfiüssmkcit und eines Berek Kompensator* bestimm! is. Modern Textile Microscopy. S. 270. Emmolt and Company. Ltd.).

Die Schallorientierung (S) wird durch einen Impuls-Ausbreiter-Viskoelastomctcr DDV-5 (Produkt vor Toyo Sokki. Japan) unter Anwendung eines Probestückes von 10 m unter einer Belastung von 0.2 g der

bei einer Vihrierzahl von 10 KC bestimmt. Eine aus führliche Beschreibung der Bestimmuni: wird diircl W.U. Ch arch und W.W. Mcse'lcy in T ex Res.l.. Bd. 24. Nr. 7. S. 525. 1959 gegeben." Bei diese

Bestimmung wird der Schallmodul eines nichlorientierlen Probestückes zu 56,4 gden angenommen.

Der Schmelzpunkt (Thi) bei konstanter Länge wird als Temperatur der Schmelzspil/e definiert, die unter den folgenden Bedingungen bestimmt wird. 7 mg· eines Probestückes werden an 60 mg eines Rahmens aus rostfreiem Stahl zur konstanten Beibehaltung der Länge des Probestückes befestigt. Der Rahmen wird dann in eine Aluminiunipfanne zusammen mit 40 mg Silberpulver gegeben. Die Bestimmung erfolgt mittels eines Meßinstrumentes vom Typ Perkin Elmer DSC I, wobei mit einer Geschwindigkeit von lO'C/Minule erhitzt wird.

Die Kristallgröße (L) ist der Wert, der nach der folgenden Gleichung nach P. Scher rcr erhalten wird, die die Größe eines Kristalls in einer Richtung etwa im senkrechten Winkel zu der Fascrachsc angibt:

Gleichung nach P. Scherrcr:

20

λ K

(B - /V) cos (-) '

worin ß die (O/OJ-Diffraktionsspitzenbrcite in Radiancinhcilen. falls die Diffraktionsintensität den Wert (/( + Iam)/2 hat. wobei /( die Diffraktionsinlcnsität in der (O/O)-Spitzenstellung und I am die mcridionalc Röntgenbeugungsintensität bei 2 θ = 15.6° darstellen (s. Chemicky Prumysl roe 17/42 [1967] eis 2). b den Wert 0,00204 Radian. K den Wert 0,94 und / den Wert 1,542 bedeutet. Verwendetes Instrument: Geiger Flex D-9C (Rigaku Dcnki Co., Ltd.).

Meßbedingungen

35 kV. 20 mA. CuKaNi-filtricrie Strahlung.
Divcrgenzschlilz 0.15 mm.
Streuschlitz 1".
Aufnahmeschlitz 0.4 mm.

35

40

Es wurde gefunden, daß der aus der vorstehenden Gleichung^)" erhaltene Z-Wert zusammen mit der Doppelbrechung. der Schalloricnlicrung. dem Schmelzpunkt bei konstanter Länge und der Kristallgröße, wenn sie als Parameter angewandt werden, in eimer Bczichun« zu den dynamischen Eigenschaften des Fadens aus Äthylcnnaphthalin^/i-dicarbonsäurepolyeslcr steht und einen Faktor darstellt, der in erheblichem Ausmaß die dynamischen Eigenschaften der verstärkten Kautschukgegenständc beherrscht.

Der bevorzugte Bereich des Z-Wertes variiert etwas mit dem durch "die vorstehenden Fäden zu verstärkenden Kautschukgegenständen. Falls z.B. ein Reifen mit einem Faden aus einem Polyester mit einem Z-Wert von mindestens 40. bevorzugt mindestens 4X verstärkt wird, hat der erhaltene Reifen eine gute Betriebsfähigkeit (Kantungswiderstand), Dauerhaftigkeit. Abriebsbeständigkeit an der Lauffläche und große Maximalgcschwindiskcit. Falls andererseits der Reifen mit einem Äthylennaphthalin-Ze-dicarbonsaurepolycster-Fadcn mit einem Z-Wert von weniger als 40 verstärkt wird, zeigt er eine Neigung zur Verformung haben die erhaltenen Riemen eine hohe Dauerhaftigkeit und einen niedrigen Verlust der Zähigkeit.

Die im Rahmen der Erfindung verwendeten Fäden aus Athylennaphlhalin-2,6-dicarbonsäurepolyesler besitzen einen ß-Wert entsprechend der folgenden Gleichung, in die nur die Maßzahlen einzusetzen sind, von nicht mehr als 0,65:

ß =

- 1.32) L

(M)

am beanspruchten Teil und hat eine verringerte _
ricbsbeständigkeit und verringerten Kantungswidcrstand. Falls Riemen zur Kraftübertragung oder zur Förderung von Gcuensländcn mit ciricm Äthylcnnaphthalin-lfi-dicarbonsäurcpolycstcr-Fadcn mit einem Z-Wcrl von 40 oder mehr verstärkt werden.

worin <j das spezifische Gewicht und L die Größe des Kristalls in Ä bedeutet.

Die Kristallgröße kann nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren bestimmt werden.

Das spezifische Gewicht (n) wird unter Anwendung eines Gemisches aus Tetrachlormethan und n-Heplan in verschiedenen Verhältnissen entsprechend dem Schwimmverfahren und Korrektur des erhaltenen Wertes mit dem spezifischen Gewicht von Wasser bei 20⁰C bestimmt

Es wurde gefunden, daß der von der vorstehenden GlcichungiiH auf das Basis von Kristallgröße und spezifischem Gewicht erhaltene S-Werl in Beziehung zu der Dimensionsstabiülät und Wärmebeständigkeit des Fadens steht und das Kautschukgegenständc die mit einer Faserstruktur auf einem Faden mit einem ß-Wcrt von weniger als 0,65 lediglich ein geringes Wachsen während des Gebrauches und lediglich eine geringe Schrumpfung während der Herstellung zeigen und infolgedessen eine ausgezeichnete Einheitlichkeit besitzen. Unter Anwendung von Fäden aus Äthylennaphthalin - 2.6 - dicarbonsäurepolyeslern mit einem ß-Wert von nicht mehr als 0,65. insbesondere nicht mehr als 0,55. werden verstärkte Kautschukgegenstände mit ausgezeichneter Dimensionsstabilitäl und Wärmebeständigkeit erhalten.

Im allgemeinen sind bei synthetischen Fasern Yoting-Modul und Schrumpfung entgegengesetzte Eigenschaften, und wenn der Young-Modul hoch ist. ergibt sich eine größere Schrumpfung. Trotzdem haben die erfindungsgemäß eingesetzten Fäden aus Äthylennaphthalin-2,6-dicarbonsäurepolyester kaum eine Neigung zum Schrumpfen trotz des sehr hohen Young-Moduls. den sie zeigen. Unter Anwendung von Fäden, die dem vorstehend beschriebenen ß-Wert entsprechen, ist es möglich, Kautschukgegenstände bei hohen Temperaturen zu vulkanisieren, ohne daß irgendeine wesentliche Schi umpfung ouer Abbau erfolgt, und dabei wird eine permanente Verformung während des Gebrauchs des Produktes verhindert.

Somit können gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verstärkte Kautschukstrukturen mit ganz ausgezeichnetem Young Modul. Dimensionsstabilität. Beständigkeit gegenübci Feuchtigkeit in der Wärme. Hysteresisvcrlust unc Kriecheigenschaften erhalten werden, wenn Fäder aus Äthylennaphthalin - 2.6 - dicarbonsäurepolycstcrr mit den vorstehend aufgeführten Z-Wertcn unc B-Werten verwendet werden.

Die im Rahmen der Erfindung eingesetzten Fädci aus Äthylcnnaphthalin - 2.6 - dicarbonsäurepolyeste können auf folgende Weise hergestellt werden: Eit Alhyicnnaphthaün - 2,6 - dicarbonsäurcpolyester mi einer Eigenviskosität größer als 0,5 wird zu Fädci aus einem Spinnkopf schmclzgesponnen. der bei eine höheren Temperatur als dem Schmelzpunkt des Poly mcren gehalten wird. Bekannte Spinnmaschinen vor Wärmcgrciftyp oder vom Extrudertyp können vci

wendet werden, jedoch muß in jedem Fall die Spinntemperatur höher gehalten werden, als es beim Spinnen von Polyäthylentercphthalat oder Nylon notwendig ist. Im allgemeinen wird es bevorzugt, eine Spinnkopftemperatur von 300 bis 330 C anzuwenden. Zur Verhinderung einer Wärmezersetzung des exlrudierten Polymeren kann der Spinnkopf direkt erhitzt werden. Während des Spinnens wird die Umgebungstemperatur des gesponnenen Fadens bei 250 bis 600 C insgesamt oder innerhalb eines Teiles in einem Bereich von 100 cm nach dem Spinnkopf gehalten, und der gesponnene Faden wird dadurch unter Bildung eines nichtgestreckten Fadens mit einer Doppelbrechung von 0,001 bis 0,020 verfestigt.

Vorzugsweise wird der nichtgestrecktc Faden dann so gestreckt, daß er die vorstehend Z- und B-Werte erfüllt. Die Streckverfahren und Streckbedingungen sind nicht spezifisch begrenzt, sofern der fertige Faden die vorstehend aufgeführten Z- und ß-Wertc erfüllt. Das Strecken wird zwischen zwei Paar Walzen mil unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten unter Anwendung eines Dorns oder einer Platte unter trokkenem Erhitzen, beispielsweise durch Infrarot-Erhitzen. elektrisches Heizen oder Hochfrequenzheizen, durchgeführt. An Stelle des trockenen Heizverfahrens kann auch ein feuchtes Heizstrecken durchgeführt werden, wobei Dampf oder ein organisches flüssiges Medium verwendet werden. Vorzugsweise liegt die Strecktemperatur nicht niedriger als 110 C, und das Streckverhältnis ist nicht weniger als 5,5.

Der gesponnene Faden kann auch gestreckt werden, nachdem er auf einer Haspel aufgewickelt wurde, oder es kann ein bekanntes direktes Spinn-Streckverlahrcn angewandt werden.

Gemäß einem bevorzugten Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäß einzusetzenden Fäden wird ein nichtgcstrccktes Garn bei einer Temperatur von 110 bis 200' C auf mindestens 40% des maximalen Streckverhältnisses unter diesen Bedingungen gestreckt und dann bei 160 bis 260 C und einer Temperatur oberhalb der Strecktemperatur in der vorhergehenden Stufe auf mindestens 90% des maximalen Streckverhältnisses unter diesen Bedingungen gestreckt. Auf diese Weise können Fäden aus dem Äthylennaphthalin - 2,6 - dicarbonsäurepolycstcr mil dem vorstehend angegebenen Z- und ß-Wcrtcn erhalten werden. Bevorzugt haben die erfindungsgemäß eingesetzten Fäden einen Wert von 1 bis 30 Denier, insbesondere 3 bis 15 Denier je Bindfaden.

Die Fäden werden in bekannter Weise als Kautschukverstärkungsstrukturcn in Form von Cords. Cordgewebc oder Decken verwendet.

Die Verstärkungsstruktur wird in den Kautschuk nach bekannten Verfahren zur Bildung von verstärkten Kautschukgegenständen eingebettet. Zur Verbindung des Kautschukcs mit dem Faden ausÄthylcnnaphlhalin-2,6-dicarbonsäurepolycster wird der Faden oder die andere fascrartigc Verstärkungsstruktur mit einem Klebemittel, beispielsweise einer Kombination eines bekannten Rcsorcin-Formalin/Kautschuklatex-Klebstoffes und einer Hpoxyvcrbindung. einer Isocyanatvcrbindung oder einer Äthyleniminverhindung. einem ("opolymcrcm aus einer Polyenverbindung, aktiver Wasserstoffverbindung und einerri Polyisocyanat ouci einem Copolymere!! aus einem Polyester. Polyenvcrbindung und einem Polyisocyanat überzogen und die ascrarlige Vcrslärkungsstruktur ist nach der Wärmeh>ehandlunc in dem Kautschuk eingebettet, woran sich die Vulkanisation unter Bildung des Kautschukgegenstandes anschließt. Als Klebstoffe werden die Klebstoffe vom Epoxytyp bevorzugt, da Isocyanatverbindungen und Äthyleniminverbindungen kostspielig und giftig sind.

Der hier angewandte Ausdiuck »Kautschuk« umfaßt die allgemein in der Kautschukindustrie eingesetzten Kautschuke, und hierzu gehören Naturkautschuk, synthetische Kautschuke oder kompoundicrle Kautschuke, beispielsweise Styrol - Butadien - Kautschuk, Äthylen - Propylen - Kautschuk, Äthyleii-Propylen-nichtkonjugiertes Dien-Kautschuk, Acrylnitnlbuladien - Kautschuk, eis - 1,4 - Polybutadien-Kautschuk, eis - 1,4 - Polyisopren - Kautschuk und Neopren. In den verstärkten Kautschukgegenständen gemäß der Erfindung ist die verstärkende Struktur so eingesetzt, daß die Fäden praktisch in der Richtung angeordnet sind, in der die Zugkraft auf den Kautschukgegenstand ausgeübt wird. Beispielsweise kann die Faserslruktur in den Kaulschukgegenstand in einer Anzahl von Mustern, beispielsweise in geraden Linien, parallelen Linien, kreuz und quer, schrägen Streifen und Radiallinien, eingebettet sein.

Verschiedene Kompoundiermiilel können in den Kautschuk entsprechend bekannten Ansätzen einverleibt sein. Die Vulkanisation und Herstellung des Kautschukes kann nach bekannten Maßnahmen durchgeführt werden. Da die verstärkende Struktur gemäß der Erfindung nur eine geringe Schrumpfung und Verschlechterung bei der Vulkanisation zeigt, können hohe Temperaturen und Dampf bei der Vulkanisation angewandt werden. Als Vulkanisationsbeschlcuniger können Amine mit guten Ergebnissen verwendet werden. Es ist nicht notwendig, die speziellen Bedingungen anzugeben, wie z. B. bei der Vulkanisation von Polyälhylenterephthalat, die in der britischen Patentschrift 11 06 920 beschrieben ist.

Die Erfindung wird weiterhin an Hand der Zeichnungen erläutert, worin die

Fig. 1 bis 3 schematische Darstellungen, teilweise im Schnitt, von Reifenstrukturen gemäß der Hrfindung,

Fig. 4 einen Querschnitt eines V-Ricmens einsprechend der Erfindung und

Fig. 5 ein Diagramm, das den Hystcresisverlusi von verschiedenen Fasern zeigi. darstellt.

In den Reifen gemäß der Erfindung sind die verstärkten Strukturen aus Äthylennaphthalin-2.6-dicarbonsäurepolyester-Fäden mit den vorstehend ccschilderten Eigenschaften in den Laufkörper in Bandform eingebettet. Die F i g. 1 zeigt einen Reifen mil radialer Beschichtung mit einem vicrschichlicen Gürtel und einer zweischichtigen Karkasse. Die Bezugsziffcrn 1 und 2 zeigen Karkassenschichten und die BezugszifTern 3. 4, 5 und 6 Gürtelschichtcn aus Fäden aus Äthylcnnaphthalin-^-dicarbonsäurcpolycstcrn. In den Gürtelschichten 3. 4. 5 und 6 sind die Fäden beispielsweise in einem Winkel von 5 bis 35 zur Drehnchtung des Reifens angeordnet, und in sämtlichen anderen Schichten ist die Anordnung der Fäden die gleiche wie in den Fig. 1.2 und 3. Der Faden ist in radialer Weise in den Karkassenschichten 1 und 2 angeordnet. Dieser laden kann aus dem vorstehend beschriebenen Athylcnnaphthalin-lft-dicark-insiiurcpolyesier oder einem anderen Faden, der aus Rayon von hoher Zähigkeil. Polyhexamethylen-adipamid. Polycaprolactam oder Polyäthylcnlerephlhalat bestehen kann, aufgebaut sein.

514

Tabelle 1

Young-Modul (kg/mm²)· von verschiedenen
organischen Fasern

Umgehung:.- PIiN Rayon !¹ET ft-Nylon'

temperatur

Raumtemperatur
100 C

35(K) 2000 1400 400
23(K) 1500 950 200

*) PHT - Poly.ilhylcn-lerephthalal.

Wie sich aus F i g. 5 ergibt, hat der PF.N-Faden gemäß der Erfindung einen weit niedrigeren Hystercsisverlust als andere verstärkte Fasern und hat bessere dynamische Eigenschaften bei hohen Temperaluren, denen die Reifen während des Betriebes ausgesetzt sind. Der in Fig. 5 gezeigte Hystercsisverlust wurde an einem Instron-Zugmeßgcräl unter Anwendung einer Probe von 20 cm, einer Dehnungsgcschwindigkeil von 100%/Minule und einer Belastung von 2.3 kg 1000 den, die 20mal ausgeübt wurde, bestimmt.

Aus Tabcllell ergibt sich, daß die Poly-(älhylennaphihaiin - 2,6 - dicarbonsäurc) - Fäden eine weil bessere Beständigkeit gegenüber Wärme und bei der Vulkanisation zeigen als Rayon und synthetische lasern wie Nylon-6. Nylon-66 und Polväthylenterepiii ii.li.ii.

Der in der F i g. 2 gezeigte Reifen mit einseitiger Gürtclschicht hai eine zweischichtige Karkasse und einen zweischichtigen Gürtel. In den Karkassenschichten 7 und 8 ist der Faden in einem Winkel von 30 bis 45° zu einer radialen Richtung des Fadens angeordnet. und die Gürlclschichten 9 und 10 haben den gleichen A.ufbau wie in F i g. 1.

Die F i g. 3 zeigt einen gleichen Reifen mit einseitiger Gürtelbeschichtung wie in Fig. 2. jedoch besteht dieser aus zwei Karkasscnschichlcn 11 und 12 und vier Gürtelschichtcn 13, 14, 15 und 16.

Die F i g. 4 zeigt ein Beispiel eines V-Riemens, der gemäß der Erfindung verstärkt ist, wobei ein Kabelcord 17 aus dem Athylcnnaphthalin-2.6-dicarbonsäurepolyestcr gemäß der Erfindung in Längsrichtung in den Kautschuk 18 eingebettet ist, der mit einem Baumwolle-Decktuch 19 überzogen ist.

Die entsprechend der Erfindung verstärkten Kautschukgcgenständc sind insbesondere wertvoll als Reifen und Riemen zur Kraftübertragung und zur Füidciuiig von Gegenständen, jedoch finden sie auch,* Anwendung auf den Gebieten von wasserfester Kleidung, bei der Festigkeit erforderlich ist. kautschuküberzogenen gewebten Tüchern, hydraulischen Schläuchen, Dampfschläuchen, Kautschukbufferpolstcr und äußere überzüge für elektrische Drähte und Kabel.

Die im Rahmen der Erfindung verwendeten Äthylcnnaphthalin - 2,6 - dicarbonsäurcpolyestcr - Fäden (PEN) haben einen weilhöheren Young-Modul als die zur Zeit im Gebrauch befindlichen Rayon-Fasern und synthetischen Fasern, wie sich aus der nachfolgenden Tabelle I ergibt. '

Tabellen

Wärmebesländigkeil und Vulkanisalionsbesländigkeit von verschiedenen omanischen Fasercorden

I'I-.N

Ra von

IM T

N\lon-(i

Wärinebc-	94	0	70	90
ständigkcil
Beständigkeit	90	50	72	40
gegenüber
Vulkanisation
		Anmerkungen

Wärmebeständigkeit ist die Beibehaltung der Zähigkeit in Prozent einer Probe nach der Behandlung während 48 Stunden bei 150" C, wobei die Probe in einer Atmosphäre mit einer relativen Feuchtigkeit von 65% eingeschlossen ist.

vülkanisationsbeständigkeit ist die Beibehaltung der Zähigkeit in Prozent einer Probe nach einer Behandlung während 10 Minuten bei 215 C, wobei dii Probe zwischen Platten auskompoundierten Kau tschuk fixiert ist.

Die folgenden Beispiele dienen zur weiteren Er läuterung der Erfindung. Bei diesen Beispielen wäret die Zusammensetzung des Klebstoffes, die Kautschuk ansätze und die Vulkanisationsbedingungen folgende

Ansatz der Kautschuke für Reifen

35

40

45

KauKcluikbcslamlteile	Karkasse	Lauffläche
	(Teile I	iTeilel
Natürlicher Kautschuk	SO	SO
Sty rol-Butadicn- Kautschuk	20
Cis-l^-Polybutadien-Kautschuk		20
Hochabriebsruß	5	50
ZnO	40	20
Diphenylguanidin	0.2
Dibenzothiazyl-disulfid	O.S
2-Mercapto-benzothiazol
Styrol-phenol-Kondensat	1.0
Phcnyl-ti-naphthylamin		1.0
Stearinsäure	1.25	3.0
Cumaron-indcnharz	0.25	2.5
Kicfcrnlecr		1.5
Schwefel	3.0	3.0
CaCO,	3.0

Vulkanisation von Reifen

Die in den F ig. 1.2 und 3 dargestellten Rcifcnro linge wurden bei 170 C während 15 Minuten bei eine Druck von 50 kg cm² vulkanisiert.

Ansatz des Kautschuks für Riemen

Naturkautschuk 100 Teile

Hochabriebsruß 50 Teile

ZnO 2.0 Teile

2-Mcrcaplo-bcnzolhia/ol 1.0 Teil

Phenyl-x-nnphthylamin 1.0 Teil

13 14

Stearinsäure 3,0 Teile Die physikalischen Eigenschaften wurden in folgen-

Cumaron-indenharz 0,25 Teile der Weise bestimmt:

Kiefernteer l,5Teile

Schwefel 3.0 Teile Zähigkeit und Dehnung

Diese Bestandteile wurden kompoundiert und unter Die Probe wurde während eines Tages bei einer

Anwendungeines Ban hu ry-Mischers verknetet, unter relativen Feuchtigkeit von 65%· bei 25 C stehenge-

Kncici"; auf ciüci offenen Waize erhitzt, zu einem Bogen lassen. Eine Probe von 20 cm wurde auf einem Instron-

durch Bogenwalzen geformt und zu der gewünschten Tensile-Testgerät bei einer Dehnungsgeschwindigkeit

Länge geschnitten. ·? io von 100% Minute uniersucht. Die Zähigkeit wurde

,,„..,„. " berechnet, indem die Bruchzähigkeit durch den De-

Vulkanisation der Riemen nier-Wert der Probe vor der Bestimmung dividiert

Die Riemen wurden bei 153 C während 10 Minuten wurde; die Dehnung ist die Bruchdehnung
in einem Dampfautoklav bei 10 kg cm² vulkanisert.

„. , ,. 15 Youne-Modul
Biegebedingungen

Flüssigkeitszusammensetzungen Eine Probe wurde während eines Tages bei einci

Die folgenden Bedingungen wurdeiTentsprcchend relativen Feuchtigkeit von 65% bei 25^rC stehenge-

der belgischen Patentschrift 6 30 633 aneewandt. ^Iassen· ⁿⁱⁿf ^{Probe wurc}!^{e auf} dem Instron-Tensile-

Erste Eintauchflüssickeit für PET~ oder PEN ²° £stgerat ^{bei einer} Dehnungsgeschwindigkcit von

(Flüssi»keit A) " 20% Minute untersucht. Das Verhältnis von Bean-

° spruchunu zu Spannung innerhalb des ueradlinigen

Epicoat 812 (Shell Chemical Co.) 50 Teile Teils der~Belastungsdehnungskurve bis zu 1% Deh-

Dioctyl-natriumsulfosuccinat 7 Teile nung wurde abgelesen und der Young-Modul aus dem

Piperidin 6 Teile ₂₅ Verhältnis berechnet.

Hycar2518 (41%) (Japanese Geon

Company) 60 Teile Beispiel A

Wasser 900 Teile

Zweite Eintauchflüssigkeit für PET oder PEN oder ^Ej? ^{mil cincm} _vIeilkondensat versehener Autoklav

erste Eintauchflüssigkeit Tür Nylon (Flüssigkeit B) 3° ™*i. .,^mn _s «J» ^Te!^lc" _ς ²'⁶1pimcinyinapninaiai.

^J - 2600 Teilen Äthylenglykol, 3,50 Teilen Calciumacetat-

Rcsorcin 14 Teile monohydrat und 1,80 Teilen Antimontrioxid beschickt

Formalin (35%) 50 Teile und während 4 Stunden auf 165 bis 230 C erhitzt.

NaOH (10%) 7 Teile Nach Abtreiben des Methanols wurden 0,840 Teile

Natürlicher Kautschuklatex .... 55 Teile 35 phosphorige Säure zugegeben. Das Reaktionsgemisch

Hycar2518 (41%) 330 Teile wurde in ein Polymerisalionsgefäß gegeben und all-

Wasser 550 Teile mählich erhitzt. Es wurde während 10 Minuten bei

r,„i„ c· t ua·· ■ 1 ·. <··· η (L-I- · ι ·. /"> 260 C bei normalem Atmosphärendruck, während

brstc bintauchnussigkeit fur Rayon (Hussigkeit C ) .„.,. , . -_,.„„ , -,„ _It , ... j

^b j \ b ι 40 Minuten bei 275 C und 20 mm Hg und wahrend

Resorcin 30 Teile 40 100 Minuten bei 290⁰C und weniger als 0.5 mm Hg

Formalin (35%) 40 Teile umgesetzt, wobei ein Präpolymeres mit einer F.igen-

NaOH (10%) 7 Teile viskosität von 0,55 und einem endständigen Carboxyl-

Hycar2518 (41%) 120Tcile gehalt von 28 Äquivalenten je Million Gramm ge-

.!SR-2108 (40%) (Japan Synthetic bildet wurde. Nach beendeter Polymerisation wurde

Rubber) 500 Teile 45 das geschmolzene Präpolymere unmittelbar extrudieri

Wasser 1000 Teile und in Körnchenform übereeführt. Das körnchen-

Wärmeverfestigungs-Bedinguneen förmige Präpolymere wurde ^während 3 Stunden auf

^fc - 190 C erhitzt und wahrend 8 Stunden bei 245 C in

Das Eintauch wurde unter folgenden Bedingungen einem trockenen Stickstoffatom gehalten, der in einer

unter Anwendung einer Eintauchmaschinc der Litzler- 50 Geschwindigkeit von 200 ml/Minuten/g Polymeres

Company durchgeführt. strömte. Das als Polymeres Nr. 1 bezeichnete PoIy-

(äthylennaphthalin-2,6-dicarboxy!at) mit einer Eigenviskosität von 0,80 wurden erhalten.
PhN PhT 6-Nylon Rayon

55 Beispiele
Erste Wärmc-

verfestigungs- Die Polymeren Nr. 4, 5, 6, 7, 10, 11 und 12 wurden

Bedingung entsprechend dem Verfahren der USA.-Palentschrift

Temperatur 220 220 150 210 150 34 33 770 hergestellt. Als Zusatz wurde Diphenyl-

("C) 60 oxalat (abgekürzt DPO) verwendet und während

Zeit (Minuten) 4 4 15 0 5 3 ^{dcs in} Tabelle III angegebenen Zeitraumes in <k-r

y ^. _{< W};. ..... dortigen Menge während der Herstellung des im I i-

-wci e arme- spiel A beschriebenen Präpolymeren zugesetzt. Nach

Bcdin 'ün"^gS~ ^{dcr Zu}^^{abc von DPO wurdc die} Unisc-tzüng während

^ 65 einicer Minuten bei normalem Atmosphärendruck

'Temperatur 210 210 200 durchgeführt und anschließend der Druck im System

( ^* allmählich verringert. Schließlich wurde die LJm

Zeil (Minuten) 2 2 1 selzunu während 15 Minuten unter einem Hochva-

ki. dt m· /w Tl Ni Ni

wt Ni th 2.( P^r ai N C

kuum von weniger als 0,5 mm Hg ausgeführt und dabei das Polymere gebildet. Die während der Polymerisation unter Hochvakuum und der Umsetzun» zwischen dem Polymeren und DPO angewandten Temperaturen betrugen 290 C bei den Polymeren S Nr. 4, 5, iO, i i und Ί2 und ~M C bei den Polymeren Nr. 6 und 7. _v

Die Polymeren Int. 3. 8 und 9 wurden ohne Anwendung eines Zusatzes hergestellt. Die Polymeren Nr. 3, 4, 5, 8, 9 und 12 waren Pol>-(äthylen-2,6-naphthalat), das Polymere Nr. 10 ein Poly-(äthylen-2,6-naphthalai) mit einer Copolymerisation von 1 Molprozent an Naphthalin-2.6-dicarbonsäure. bezogen auf den gesamten Säurebestandteil, das Polymere Nr. 11 war ein Poly-(äthylen-2.6-naphthalat) mit einer Copolymerisation von 10.0 Molprozent Naphthalin-2.6-dicarbonsäure, bezogen auf den gesamten Säurebestandteil, und die Polymeren Nr. 6 und 7 waren aus Polyäthylenterephthalat.

Tabelle IV

Probe
Probe

Slreck-
\erhällnis
in der
U Stale

4.72

Sl reck \urhüllni
in der
2. Stufe

1,39
i .39

Streck- Gesamtes
verhältnis- Slreck-

m der
1 Stufe

1.00

;,06

verhältnis

6.53
■',96

Die Eigenschaften
Tabelle V aufgeführt.

der erhaltenen Garne sind in

2o Tabelle V

Tabelle	111	Umset/ungv	Erhaltenes	Polymeres	Eigenviskosiiät	Probe 1	Probe 2
Poly	Mcnue an	zeit unter			COOH-Gehalt	0.66	0.66
meres	DPO (Mol	Hoch vakuum	liigcnvisko- Mlät	Carbcuyl- gruppen-	(Äquivalente	26	26
Nr.	prozent, bezogen auf	(Min.) vor		gehall	(10 g)
	gesamten	Zunähe\on DPO		(Äqui valente	Denier
	Siiure- bcsusndlei!)			10" υ)		310 den	290 den
					Bruchfestigkeit.	56 Fäden	56 Fäden
					g den	8.48	9.06
		200	0,75	41	35 Bruchdehnung
3	--	75	0.69	11	("n)	5.3	4.8
4	0,8	120	0.85	21	Young-Modul
5	0.5	160	1,02	35	(kg mm21	2750	3120
6	0,3	140	1.12	12	40 In
7	LO	120	0,61	58		0,344	0,354
8
		60	0,43	21		0,879	0.899
9		85	0,70	25	7m CC)
10	0,5	90	0.69	29	L (A)	283.4	286.6
π	0,5				45 ο	65	65
		60	0.66	6		1,3670	1.3615
12	1.2				Z
					H	45	44
		Beispiel	1			0.33	0.37

Das nach Beispiel A erhaltene Polymere Nr. 1 wurde bei einer Temperatur von 330 C mit einer Extrudiergeschwindigkeit von 56,Og Minute unter Anwendung eines Spinnkopfes mit 56 Löchern mit einem Durchmesser von * 0.5 mm und einer Länge von 0,9 mm gesponnen und in einer Geschwindigkeit von 250 m je Minute aufgewickelt.

Eine Heizkammer von 50 cm Länge war unterhalb des Spinnkopfes angebracht, und die Temperatur im Weg des Spinnens wurde auf 350" C eingestellt. Das erhaltene niehtgestreckte Garn wurde bei den nachfolgend angegebenen Temperaturen in einer Aufnahmegeschwindigkeit von 100 m Minute und in dem in Tabelle IV angegebenen Verhältnis gestreckt:

Erste Stufe: Hcilklorn von 140 C.
Zweite Stufe: Heizplatte von 190 C.
Dritte Stufe: Hei/platte von 210 C.

Das erhaltene Garn wurde mit vier Enden gebündelt, und zwei der gebündelten Enden wurden dann unter Anwendung von S- und Z-Zwirnungen (53 χ 53) verarbeitet. 2,0 g jeder erhaltenen Probe und 1.0 ml Wasser wurden in ein Reagenzglas von 20 ml eingeschlossen. Das verschlossene Rohr wurde während 4 Stunden in ein ölbad von 150 bzw. 180^cC eingetaucht. Die Zähigkeitsbeibehaltungen der Proben wurden dann mit den nachfolgend in Tabelle Vl aufgeführten Ergebnissen untersucht. Die Vorgarne wuri!en /wischen zwei Kautschukplallen gebracht, die aus den vorstehend aufgeführten kompoundierlen Kautschuken für Karkassen hergestellt worden waren und während 25 Minuten unter einer Belastung von 50 kg ui-1² bei 210 und 235 C vviirmcbehandcll. Die Zähiükeitsbeibchaltuncen der Proben nach der

tno cn ■ηαλ

Tabelle VI

Probe

Nr.

ZähigkeilsbeibehaKung (%) im verschlossenen Rohr

150 C

1X0 C

Zühigkeilsbeibehaliung
(%) in Kautschuk

210 C

■"35 C

98,8
902

37,4
39,0

Zähigkeitsbeibehaliung = -

Es ergibt sich aus diesen Werten, daß die gemäß der Erfindung verwendeten VerstarKungsproben einen $ehr geringen Wärmeabbau unter scharfen Bedingungen und bei hohen Temperaturen haben und daß $ie hinsichtlich der Beständigkeit gegenüber Wärme weit besser sind als Polyäthylenterephthaiat-Proben wie sich aus dem nachfolgenden Vcrgleichsbcispiel ergibt.

Vergleichsbeispicl 1

Polyäthylenterephthaiat (abgekürzt PET) mit einer Eigenviskosität von 1,05 und einer endständigen Carboxylgruppen-Konzentration von 22 Äquivalenten/

Tabelle VII

94
95

52
57

M^^

Probe Nr. Strecken der ersten Stufe

Sl reek lern peraiiir Streckverhältnis
I C)

10⁶ i» wurde entsprechend dem Verfahren nach Beispiel A hergestellt. Dieses Polymere wurde als Polymeres Nr. 2 bezeichnet.

Das Polymere Nr. 2 wurde mit einer Spinniempcra-

tür von 3O5°C aus einem Spinnkopf mit 56 Löchern mit einer Extrudiergeschwindigkeit von 56.0 g Minute versponnen und in einer Geschwindigkeit von 250 m je Minute aufgewickelt. Eine Heizkammer von 5O₁Jm Länge war unterhalb des Spinnkopfes angebracht.

2, und die Temperatur im Wege des Garnes war auf 350°C eingestellt. Das erhaltene, nichtgestreckte Garn wurde in einer Geschwindigkeit von 100 m je Minute un'er den in Tabelle VII angegebenen Bedingungen gestreckt.

Strecken der drillen Stufe
Slrecklempcralur Sl reck verhält ni·
I O

Strecken der /weiten !

Streck temper;! ι ur Streck Verhältnis

I C)

3	102	4.31	150	1.48	225	1.00
4	102	4.31	150	1,48	225	1.00

Die Probe Nr. 4 wurde weiterhin während 3 Tagen in einer 0,6%igen Ätherlösung von Diazomethan gehalten. Die Eigenschaften des erhaltenen Garnes wurden bestimmt. Probestücke aus dem Garn mit dem gleichen Aufbau wie die im Beispiel 1 gebildeten wurden dem Wärmeabbau in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 unterworfen. Die Ergebnisse sind
Tabelle VIII enthalten.

Tabelle	VIII	Carboxyl- gruppen- Gchalt	Denier	,56 /56	Fäden Fäden	Zähigkeit	Dehnung	Youiig- Modul	Zähigkeilsbei behaliung im ver schlossenen Rohr	Zähigkcilshci- hclialtung im Kautschuk
Probe Nr.	Eigen viskosität	(Äquiva lente 10" g)				Ig denI	["-■'«)	(kg·· cm')	(%l 150 C IHO t"	(%) 210 c :.v
		26 12	315 den 315 den		9.21 9,18	15.6 15,7	1600 1530	45,0 0 64.2 16.1	86 2ft 87 28
3 4	0,97 0.97

2:0 c

Aus den Werten der Tabelle ergibt sich eine bemerkenswerte Verschlechterung der Polyäthylenlcrephthalat-Versuchsproben unter scharfen Bedingungen bei hohen Temperaturen.

Hei spiel 2
und Vergleichsbeispiel 2

Garnproben winden in der gleichen Weise wie im Mi'kpn-I 1 mik ili'ti Polymeren Nr V 4. 5 und 8 hergestellt, die nach Beispiel B erhallen wurden. Jedes dieser Garne wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 zu einem Probes!ück verarbeitet und die er-

haltenen Probestücke während 1 Tages in einem Luftbad bei 20 C und bei einer relativen Feuchtigkeit von 65"·;. stehengelassen. 2.0 g jeder Probe wurden in Glasrohre von 20 ml eingeschlossen und das verschlossene Rohr während 48 Stunden in eineu 'Ölbad

fi₅ von 150 C eingetaucht. Anschließend wurden die Proben herausgenommen und die /.ähigkeilsbeibehallung bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle IX enthalten.

Tabelle IX

	Polymer Nr.	Probe Nr.	C'arboxyl- gruppen- Gehall (Aquiialenie Kl" u|	!■.igen- vi>kiisiiäi	/-Wen	«-Wert	Zähigkeit vor der Behandlung (g den)	Zäh heil· I".. I
Beispiel 2	3		50	0.70	45	■ 0,33	8,64	83
	4	6	15	0,63	45	0.33	8,44	100
	5	7	26	0.78	47	0.31	9,04	92
Vergleichs beispiel 2	8	!0	70	0.55	42	0,45	7.41	70

Es ergibt sich aus den vorstehenden Ergebnissen, daß die Probestücke aus Poly-(äthylennaphthalin-2,6-dicarboxylat) weit bessere KautschuK Verstärkungsstrukturen sind als die Probestücke aus Polyethylenterephthalat).

Vergieichsbeispiel 3

Garnproben wurden in der gleichen Weise wie im Vergleichsbeispiel 1 aus den Polymeren Nr. 6 und 7 (Polyethylenterephthalat), die nach Beispiel B erhalten wurden, hergestellt. Diese Garne wurden in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 zu Probestücken verarbeitet und die erhaltenen Probestücke dem Wärmeabbauversuch unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 2 unterzogen. Die Ergebnisse sind in Tabelle X enthalten. Die Probestücke wurden entsprechend dem vorstehend beschriebenen Haftungsversuchen für PEN behandelt und in Abständen von 3 mm in den vorstehend beschriebenen kompoundierten Karkassenkautschuk eingearbeitet. Die Vulkanisation des Kautschuks wurde während 50 Minuten bei 135° C und 50 kg/cm² unter Herstellung von Versuchsstücken zur Untersuchung der Haftung von Cord und Kautschuk durchgeführt. Ein Ende des Versuchsstückes wurde festgelegt, und die zum Abschälen von fünf Cords aus dem Versuchsstück in einer Richtung von 180° erforderliche Kraft wurde bei Raumtemperatur mit einem Instron-Zugmeßgerät bestimmt. Die Ergebnisse sind als Cord-Kautschuk-Haftung (kg/5 Cords) angegeben und in Tabelle X enthalten.

Tabelle X

Aus den Ergebnissen dieser Tabelle zeigt es sich.

zo daß bei einer Zunahme des Carboxylgruppen-Gehaltes der Wärmeabbau des Polyäthylenterephthalai-Cords ausgeprägter wird und daß ein Polyäthylenterephthalat-Cord mit einem kleinen Carboxylgruppen-Gehalt ein relativ kleiner Ausmaß der Wärmeverschlechterung erleidet, jedoch eine erniedrigte Haftung zu Kautschuk hat.

Vergleichsbeispiel 4

Poly - (äthylennaphthalin - 2,6 - dicarboxylat) mit einer Eigenviskositäl von 0.43 wurde bei einer Spinntemperaiur von 300 C aus einem Spinnkopf mit 50 Löchern mit einem Durchmesser von 0.5 mm und einer Länge von 0,9 mm in einer E'xtrudiergeschwindigkeit von 56,0g Minute gesponnen und in einer Geschwindigkeit von 250 m je Minute aufgewickelt.

Der Bereich 50 cm unterhalb des Spinnkopfes

wurde bei einer Temperatur von 350 C gehalten. Das erhaltene nichtgeslreckte Garn hatte eine Eigenviskositat von 0,40 und einen Carboxylgruppen-Gehalt von 25 Äquivalenten TO⁶ g. Das nichtgestfcckte Garn wurde in einem Gesamistrcckvcrhältnis von 5.6 bei einer Aufnehmgeschwindigkeit von 100 m je Minute bei 140 C in der ersten Stufe und bei 190 C in der zweiten Stufe gestreckt. Das erhaltene Garn (Probe Nr. 11) halte eine Zähigkeit von 5,82g/den und eine Dehnung von 4.6%, einen Z-Wert von 39 und einen ß-Wcrt von 0.50. Aus diesem Garn gefertigte Probestücke halten eine unzureichende Zähigkeit und erwiesen sich zur Verstärkung von Kautschukgegenständen als ungeeignet.

Poly	Probe	Carboxyl-	higen-	Zähigkeit	Zahig-	Cord-
mer	Nr.	gruppen-	visko-	vor tier	keits-	Kau
Nr.		gchalt	sität	Behand	hei be	tschuk -
				lung	haltung	hall uni!
		(Λιμιί-		(u dem	Ig dem	Iku
		valenle				5 Coid·
		K)" g)
6	X	40	0.95	9.1s	62	12.9
7	9	15	1.05	9.45	X 5	5.6

Beispiel 3
und Vergieichsbeispiel 5

Jedes Polymere Nr. 10 und 11, die nach Beispiel B

erhalten wurden, wurde bei einer Spinntemperatur von 315 C gesponnen, wobei die anderen Spinnbedingungen wie im Beispiel 1 waren. Das aus dem Polymeren Nr. 10 erhaltene nirhtnirMreckle Garn wurde in drei Stufen unier den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 1 gestreckt, und das aus dem Polymeren Nr. 1 I erhaltene nichtgestreckle Garn wurde in drei Stufen bei einer 10 C niedrigeren Temperatur als der Sirecktemperatur im Beispiel 1 gcsirecki. Die erhaltenen Garnproben hallen die in Tabelle Xl aufgeführten Eigenschaften.

Tabelle XI

Beispiel 3
Vergleichsbeispiel 5

Polymer Nr.'	Probe Nr.	liigen- \ iskosila!	Caiboyvl- gruppen- Ckhalt (Aqiiiva- lenlo 10" g)	Gesamtes SI reck- verhältnis	/-Wen	»-Wen	Zähigkeil (μ ilenI	; OeI [",.
IO	12	0.64	30	7.0	47	0.35	8.87	5.4
!1	13	0.62	35	5.8	35	0.70	6,10	6,5

Die Garnproben wurden in der gleichen Weise wie bestandteil enthält, in einem höheren Ausmaß wärme-

im Beispiel 1 zu Probenstücken verarbeitet und die erhaltenen Corde dem Wärmeabbauversuch entsprechend dem Verfahren von Beispiel 1 unterworfen. Die Ergebnisse sind in Tabelle Xl I enthalten.

Tabelle XII

Probe

Nr.

Zähigkeitsbeibehaltung
im verschlossenen Rohr

1%)

Zähigkeit sbcibehaltimg
in Kautschuk

(¹Vi.)

150 C 180 C 210 C 235 C

Beispiel 3

Vergleichsbeispiel 5

12
13

95.6
55.0

33,6
18.6

91

85

48

geschädigt wird und als Kaulschukvcrstärkungsstruktur ungeeignet ist.

Es ergibt sich aus den Werten der TabelleXIl. daß der Cord aus dem Polymeren Nr. 11, der 10.0 Molprozent Naphthalin-ZJ-dicarbonsäure als Copolymcr-

Beispiel 4

und Vcrgleichsbeispicl 6

Das nach Beispiel B erhaltene Polymere Nr. 12 wurde bei einer Spinntemperatur von 315' C ge-5ρο:ϊΓ·«.Ίΐ, wobei die anderen Bedingungen wie im Beispiel ! waren, und unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 1 zu einem Gesamtstreckverhältnis von 6.60 gestreckt. Das erhaltene Garn wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 zu Corden verarbeitet und die erhaltenen Corde als Probe Nr. 14 bezeichnet.

Die Probe Nr. 14 wurde einem Cord-Kautschuk-Haftungstest unter Anwendung der Klebstoff-Flüssigkeit (Flüssigkeiten A und B). die eine Epoxyverbindung enthalten, und dem kompoundierten Kautschuk für die Karkasse unterworfen. Weiterhin wurde die Probe einem Wärmc-abbautcst unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 2 unterzogen. Die Ergebnisse sind in Tabelle XlII enthalten.

Tabelle XIΠ

Beispiel 4

Vergleichsbeispiel 6

Probe

Nr.

14

Higcnviskositäl

0.67
0.66

0.60

Carboxyl- /-Wert

gruppen-Gehall

(Äquivalente

KVg)

B-WcN

26
10

0.33
0.33

0.33

Coril-Kau- tschukhaflunji	Zähigkcitsbei bcbaltung bei 1 50 C in ver schlossenem Rohr
(kg 5 Cords)	("öl
1 3.4	83
9.4	91
4.0	99

Beispiel 5

Mercaptobcnzimidazol als Antioxidationsmittel für Kautschuk und Diphenylguanidin als Vulkanisationsbeschlcuniger wurden jeweils aus einer 3%igen Lösung in Aceton auf Corde aufgebracht, die aus der Probe Nr. 2 (PEN), erhalten nach Beispiel 1, und der Probe Nr. 3 (PET), erhalten nach Vergleichsbeispiel 1. hergestellt worden waren. Die auf diese Weise behandelten Corde wurden in den vorstellend beschriebenen kompoundierten Kautschuk eingebettet und anschließend während einer Stunde bei 150'C und 50kg cm² und während weiterer 48 Stunden bei 150 C vulkanisiert. Die Zähigkeitsbcibchaltung der Corde wurde im Vergleich zu dem Rohcord, der kein Antioxidationsmittel und keinen Vulkanisationsbeschleiiniger enthielt, verglichen. Die Ergebnisse sind in der tabelleXIV enthalten.

Tabelle XlV
Zähigkeitsbeibchaltung ("i.

Probe Nr	Rohstück	Mercapiolxw- imula/o]	Pipheinl- giianuiui
2 (PFNl	99.4	98.9	92.7
3 (PFT)	90.1	59.8	43.8

Aus den Weiten der Tabelle ergibt es sich, daß Polyäthylentcrcphthalat-C'orde einen bemerkenswerten Abfall der Zähigkeit erleiden, jedoch die PoIy-(äthylcnnaphthalin-2.6-dicarboxylat)-Cordc als Kautschukvcrstärkungsmittel sehr gut sind.

Beispiel 6
und Vergleichsbeispiel 7

Ein entsprechend dem Verfahren nach Beispiel A hergestelltes Poly-(äthylennaphthalin-2,6-dicarboxylat) wurde bei einer Spinntemperatur von 315 C unter Anwendung eines Spinnkopfes mit 192 Löchern

Tabelle XV

IO

mit einem Durchmesser von 0.5 mm mit einer Exlrudiergeschwindigkeit von 235 g/Minute versponnen und dann in einer Geschwindigkeit von 30Om je Minute aufgewickelt. Eine Heizkammer von 50 cm Länge war unterhalb des Spinnkopfcs angebracht, und die Temperatur im Wege des Garnes wurde auf 350" C eingestellt. Das erhaltene nichtgestreckte Garn wurde in einer Aufnehmgcschwindigkeii von 75 m je Minute in drei Stufen bei den nachfolgend angegebenen Temperaturen und Streckverhältnissen gestreckt:

Erste Stufe: Heißdorn von 135"C. Zweite Stufe: Heizplatte von 195°C. Dritte Stufe: Heizplatte von 215 C.

	17 18	,!-.c Nr.	Streck Verhältnis in der 1. Stufe	Streckverhältnis in Uli 2. Stufe	Streckverhältnis in der 3. Stufe	Gesamtes Streckverhältnis
Beispiel 6	19		4.85 6,00	ι la 1.10	!.06 1.06	7 11 7.(X)
Vergleichs beispiel 7		3.90	1.39	Null	5.42

Die erhaltenen Garne hatten die in TabelleXVl aufgeführten Eigenschaften. Tabelle XV]

Probe
Nr.

liigenviskosität

C"arbo.\\l den 142 Faden l-'iiliigkcil Dehnung

gruppcn-Gchalt

(Äquivalente

10" !>( (g denI 1%)

Ü-Wcrl

«-Wert

17	0.60	34	990	7.5	5.2	41	0.38
18	0.60	34	1000	9.1	4.6	48	0.30
19	0.60	34	1300	5.0	6.8	34	0.70

Anschließend wurde ein Gürtelreifen unter Anwcndunsz von jeweils aus den Proben Nr. 17. 18 und 19 erhaltenen Poly - (äthylennaphthalin - 2.6 - dicarboxylat-Fäden als Verstärkungsgürtel und eines Rayon-Cords als Karkasse hergestellt. Der als Verstärkungsgürtel eingesetzte PEN-Cord war aus zwei der vor- Stehend aufgeführten Garne (28 .S χ 28 Z. TMO cm) Aufgebaut, und der Gürtel enthielt 30 Corde auf 5 cm mit" vier Schichten. Der Rayon-Cord als Karkasse

tabelle XVII

hatte 1650 Denier 2 (47 S χ 47 Z. T 10 cm) und die Karkasse enthielt 38 Corde auf 5 cm mit zwei Schichten. Die Größe des Reifens war 165 SR 13.

Die Corde für das Band waren in einem Winke von etwa 15° gegen die Umfangsrichtung angeordnet und die Corde für die Karkasse waren in einem Winke von 90' zur ümfangsrichiung angeordnet. Die Cigen schäften der erhaltenen Gürtelreifen sind in Ta belleXVlI zusammengefaßt.

Reifen

Probe

Nr.

17
18
19

/-Weil

R-WcM

41

48
34

MaMiiialucsdiwindii'kcil lsi dioicnigc
M'hinii-Mcil des Keilens abiosi

Maximal-	Abnutzung der	KanlungskraU
gcschwindigkcil	Lauffläche
Ikni Std.l		(kg 1
240 250	gering	125
250 260	gering	130
200 210	beträchtlich	105

0.38
0.30
0.70

linindigU-il. bei der sich das Kainsihukvcrslarkiingsmalcrial von dem Kautschuk an

JUT J/M/ Ii

A)

Die Kantungskraft ist diejenige Kraft (kg), die auf den Reifen ausgeübt wird, wenn der Gleitwinkel des Reifens 2" während des Laufes bei HO km/Slunde bei einem Reifendruck von 1,7 kg/cm² und unter einer Belastung von 400 kg wird.

Wie sich aus TabelleXVIl ergibt, zeigt der Reifen Nr. 3 eine stärkere Abnützung an der Lauffläche an die Reifen Nr. 1 und 2 und ist hinsichtlich der Maximalgeschwindigkeil und Kantungskrafl schlecht. Somit ist die Cordprobe Nr. 3 als Gürtel zur Verwendung iu zum Aufbau eines Reifens ungeeignet.

Beispiel 7
und Vcrgleichsbeispicl 8

Ein nichtgestrecktes Garn aus Poly-(äthylennaphthalin-2,6-dicarboxylat) mit einer Eigenviskosität von

TabelleXVIll

0,63 und einem Carboxylgruppengehalt von 36Äquivalenten/10'¹ g wurde in der gleichen Weise wie in' Beispiel 6 hergestellt. Dieses nichtgestreckte Garr wurde um das 7,1 fache der ursprünglichen Längi gestreckt, während die Temperatur von Beschickungswalze, Heizdampf und Streckwalze bei 100. 305 unc 210'C gehalten wurde. Das erhaltene Garn hatte 1000 Denier auf 192 Fäden, eine Zähigkeit vor 9,28 g/dcn, eine Dehnung von 4.5%. einen Z-Werl von 45 und einen ß-Wert von 0,33. Reifen wurdcr mit dem erhaltenen Garn als Gürtel und handelsüblichen Rayon mit einer Zähigkeit von 5,0 g/dcn unc einer Dehnung von 13,0%, tOlyälhylentcrephthalal mit einer Zähigkeit von 8,6 g/den und einer Dehnunt von 13,0% und Nylon-6 mit einer Zähigkeit vor 9,4 g/den und einer Dehnung von 17,5% als Karkasse aufgebaut. Der Reifen Nr. 4 dient als Vergleich, wöbe sowohl Gürtel als auch Karkasse aus Rayon bestehen

Reifen

Nr.

Karkasse
Material

Denier
hei der
angegebenen
Zahl der
Fäden

Anzahl Anzahl der der Scliieh- Zv.irten nungen Gürtel

Nr. der
Enden
je 5 cm

^•Ciller Aii/iiiii m.uci
bei der der Zwir-

angcge- Schich- nungen
bencn len
Anzahl der
Ridcn

INI. LICI

hnden
je 5 cm

Vergleichsbeispiel 8

Beispiel 7

Rayon

1650/2 2 47 χ 47 38 Rayon 1650/3 4 29 χ 29 30

5 Rayon 1650/2 2

6 PET 1000/3 2

7 Nylon-6 12602 2

47 χ 47 39 χ 39 39 χ 39 PEN
PEN
PEN

2000/2 4
2000 2 4
2000/2 4

28 χ 28 30
28 χ 28 30
28 χ 28 30

Diese Gürtelreifen (165SR 13. Karkassen-Cordwinkel 90' Giirif! r_nr i,. ■ ι ικ, ι r

rnF.iPPnschartpnMMTiHßTaholli.XlX· ^urtU-Cordwinkel l5 ) hatten die

den Eigenschaften gemäß Tabelle XIX;

Tabelle XIX

foliien

Reiren-	Mavimal-	Kan-	hr/eiigtc
Nr.	gcsehwin-	luniis-	Wärme
	digkeil	krafi	während
			!■"ahrens
			hei
			:20km Sld

(km SnI.) ( C)

Vcrgleichsbeispiel 8

Beispiel 7

230 116

250-260 240 230-240 130
135
130

Die cr/cuglc Wärme ist als Temperatur in des Reilcns bei einem Rcifcndiuck von I 7 kii ι· lastiing von 400 kg angegeben. '

65

60
60
70

Es ergibt sich aus den Werten der Tabelle, daß ganz ausgezeichnete Reifen gebaut werden können, wenn Poly-(äthylennaphlhalin-2,6-dicarboxylat) als Gürtelmaterial eines Gür'.clrcifens verwende- wird.

Bei spie I 8

Das gestreckte Garn aus Poly-(äthylennaphthalin-2.6-dicarboxylat) nach Beispiel 7 wurde /u den in cm- unter einer He-

1/ibel.lcXX aufgeführten Corden -cfertiszt. die ab vcrsiarkungsmaicrial für die Lauffläche" von einsaugen Gurielreifen verwendet wurden Glasfaden wurden als Vergleich verwende!. Als Karkas.en-Verstarkurigsmalerial wurden die deichen Ravon- und lolyathylenterephihalal-Garnc/wie sie im Beispiel 1 verwendet wurden, einuesetzt

abcllcXX

	Karkasse	Denier	Λ Ii /ah I	Schra-	Λ η zahl	Λιι/ahl	Lauffläche	Denier	Λη/alil	Sehrä-	Λ η /ah I
Reifen	Material	hei der	der Zw ir-	gungs-	der	der	Maicrial	lici der	der Zwir-	gungs-	der
Nr.		angege	nungen	winkcl in	luden	Schich-		angege	mnigen	winkel in	linden
		benen		der I Im-	Jc	IfIl		benen		der Um-	und
		Λιι/ahl		langs-	5 cm			Λιι/alil		l.llli'S-	Schich
		von i aden		richtiing				del !-'alien		tichlung	ten
			(T. IO cm)	des Reifens					( I IO cm)	des Reifens

Vergleich

Beispiel 8

9
IO

PET KX)O 3 39/39 33

PET 1000/3 39/39 33
Rayon 1650/2 47/47 33

44 Glas

3000

27

44 2	PEN	2000 2	28/28	27	4
43 2	PEN	2002	28/28	27	4

Diese Reifen wurden an einem Kraftfahrzeug angebracht und ein Fahrtest durchgeführt. Der Versuch wurde auf einer Straße, von der 30% gepflastert waren, bei einer maximalen Geschwindigkeit von 120 km Stunde durchgeführt. Der Reifendruck der Reifen betrug 2,0 kg cm². Das Glasfascr-Vcrstärkungsmalcriul des Reifens Nr. 8 war auf Grund von Ermüdung gebrochen, nachdem ein durchschnittlicher Abstand von 40 000 km gefahren worden waren. Es trat ein merklicher Abfall der Kanlunuskraft auf. und der Lauftlächcnleil war erheblich abgenützt. Andererseits wurden Verschlechterungen der Eigenschäften beim Reifen Nr. 8 nicht erkannt, nachdem er eine Durchschnittsstrecke von 60 000 km gefahren war. und beim Reifen Nr. 10 wurden ebenfalls keine Schäden erkannt, nachdem er einen Durchschnittsabsland von 50 000 km gefahren war.

Beispiel 9

Hin niehtgestreeklcs Garn aus Poly-(älhylennaphthalin-2,6-dicarboxylat). wie es nach Beispiel 7 erhalten wurde, wurde unler den folgenden Bedingungen gestreckt.

Strccktempcralur Sn eck verhalt 11 is
( C")

Erste Stufe	140 (Dorn)	6,0
Zweite Stufe	190(Platte)	1.10
Dritte Stufe	220 (Platte)	1.12
		7.40 (insgesamt)

Das auf diese Weise erhaltene gestreckte Garn hatte einen Denier von 950 je 192 Fäden, einen Z-Wert von 47 und einen ß-Wcrt von 0.35. Unler Anwendung dieses Garnes und der gleichen Rayon- und Polyäthylcnterephthalat-Garne. wie die im Beispiel 8 verwendet wurden, wurden die in Tabelle XXi aufgeführten Corde hergestellt. Diese Corde wurden der vorstehend beschriebenen Kiebstoffbehandlung 50 g unterworfen und in einen kompountiierien Kautschuk als Gürtel in der in F i g. 4 gezeigten Weise eingebettet Die Vulkanisation des Kautschuks wurde währenc 10 Minuten bei 135 C durchgeführt und ein V-Riemcr gebildet. Der Betriebsversuch wurde unter einer Be lastung von 50 kg unter Anwendung eines Laufrade: mit einem äußeren Durchmesser von 60 mm. das mi 3600 Umdrehungen je Minute gedreht wurde, durch geführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle XXI enthalten

Tabelle XXI	Material	Denier bei tier	Nr. der	Zähigkeit	/ahiukeils-	W'achsl um nach	Dauerhaftigkeit
Riemen		angeführten	/uirniingcn	des Riemens	beihcha!:;:;;g	2-4 Std. Betneh*l	(Index I
Nr.		Λη/ahl von			des Riemens
		laden	(T 10 cm I/ ν S	(k μ i	nach 7; SlJ.	("..I
	PEN	050/3/3	10 X 15	520	1)6	0.25	ISO
I	Rayon	110!) 2,5	10 χ 27	310	85	0.60	KM)
(Vergleich)	PET	1000.3,3	IO χ 15	430	75	1.52	130
3
'(Vergleich)

¹ 1 Wachstum {";·). he/ouen auf die Anfangslangc vor dem I auf.

30

Es ergibt sich aus den vorgehenden Werten der Tabelle, daß mit PEN-Cords verstärkte Riemen „ι/ ausgezeichnete Eigenschaften im Vergleich zu anderen Riemen haben.

Beispiel 10

Ein nichtgestrecktes Garn aus Poly-(äthylennaphthalin-2,6-dicarba\vlaW wurde unter den in TabelleXXH angegebenen Bedingungen gestreckt und ein Garn mit einem Denier von 1000 auf 192 Fäden erhalten Die Eigenschaften der erhaltenen Garne sind in Tabelle XX11 zusammengefaßt.

Tabelle XXII

	Band Nr.	5	140	-	6.69	140	f	14(1
	4		5.50	.....	0.878	5.50		4.5(1
Strecken der ersten Stufe		140		0.335
Temperatur ( C)	130	5.50	175	282.9	175	140
Verhältnis	6.00		1.31	1.3630	I.W	5.(K)
Strecken der zweiten Stufe		i75		65
Temperatur ( C)	2(K)	1.3 J	240	0,62
Verhältnis	1.13		0.93	32
Strecken der dritten Stufe		180
Temperatur ( C)	220	1.00	2,380
Verhältnis	1.07		7.07
Strecken der vierten Stufe			11.0	6.CK)		4.50
Temperatur Γ C)	230		42	0.883		0.796
Verhältnis	1,05	7,14	0.36	0.327		0.279
Gesamtes Streckverhältnis	7.61	0,906		280.0	5.(K)	275.1
Schallorientierung	0.899	0.347		1,3620	η «ςη	1.3575
	0,354	284,5		45	0.303	40
Γι» ( C)	286.5	1.3650	0.61	277.2	0.60
	1.3680	57	33	1.3580	34
L(A)	57	0,63		39
Eigenviskosität	0.63	30	2.500	0.60	1.250
Carboxylgruppen-Konzen trat ion	30		6.09	34	4.14
(Äquivalente/K)" g)		2,780	7.8		26.1
Young-Modul (kg mm2)	3.8«)	8.38	42	1.7(K)	29
Zähigkeit (g/den)	9.45	5,7	0.53	,1 OO	0.68
Dehnung (%)	3.9	47	19,0
Z-Wert	47	0.39	35
ß-Wert	0.36		0,68

V-Riemen wurden unter Anwendung der Corde aus
diesen Materialien in der gleichen Weise wie im
Beispiel 9 hergestellt. Die erhaltenen V-Rjer.ien hatten

die in TabelleXXlIl aufgerührten Eigenschaften. Der Aufbau des Cordes war 1000dcn/3/3, 10 Z χ 15 S (T Ί0 cm).

Tabelle XXI11	Ii-	Zähig	Zähig-	Wachs-	Dauer
R ic- Z-	Wcrl	keit	keitsbei-	tum Cn)	haftig
men Wen			bchal-	nach	keit
N;'			tung (%)	24stdu.
			nach	Lauf
			72 Slun-

(kg)

den

(Index I

4	47	0.36	550	97	0.20	200
5	47	0.39	520	94	0.24	165
6	42	0.36	500	91	0.40	140
7	42	0.53	480	85	0.55	100
8	35	0.6S	430	65	1.40	SO
9	29	0.6S	410	70	0.95	95

Es ergibt sich aus den Werten der Tabelle XX111. daß die Riemen Nr. 8 und 9, die PEN-Garncord mit einem Z-Wert von weniger als 35 und einen ß-Wert von mehr als 0,65 enthalten, hinsichtlich der Zähigkeit unzureichend sind, ein starkes Wachstum während des Laufes erleiden und einen niedrige Dauerhaftigkeit besitzen Andererseits haben die Riemen Nr. 4 bis 7. die PEN mit einem großen Z-Wert und einem kleinen B-Wert enthalten, eine große Dirnensionsstubilmu und ausgezeichnete Dauerhaftigkeit. D.ese PEN-C ords sind ganz ausgezeichnet als Ricmenverslarkunusmaterialien.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

52<V184

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Polyesterfaden als Verstärkungseinlage in Gummierzeugnissen, gekennzeichnet durch die Verwendung eines an sich bekannten Fadens, der verstreckt ist und im wesentlichen aus einem linearen Polyester mit wiederkehrenden Äthylennaphthalin - 2,6 - dicarboxylat - Einheilen besieht, mit der Maßgabe, daß der Faden die folgenden Eigenschaften aufweist: