DE1148462B

DE1148462B - Reinforcement insert for rubber tires

Info

Publication number: DE1148462B
Application number: DEZ7786A
Authority: DE
Inventors: Hans Joachim Zimmer
Original assignee: HJ Zimmer Verfahrenstechnik
Current assignee: HJ Zimmer Verfahrenstechnik
Priority date: 1960-01-30
Filing date: 1960-01-30
Publication date: 1963-05-09
Also published as: GB891115A

Description

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

KL.63eKL.63e

INTERNAT. KL. B 62 gINTERNAT. KL. B 62 g

Z7786n/63eZ7786n / 63e

ANMSLDSTAG: 30. J A N U A R 1960ANNIVERSARY DATE: JANUARY 30, 1960

BEKANNTMACHUNG QER ANMELDUNO ÜN0 AUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT: 9. MAI 1963NOTICE QER REGISTRATION UNO ÜN0 ISSUE OF EDITORIAL: MAY 9, 1963

Für die Herstellung von Verstärkungseinlagen in Kautschukreifen sind bisher hauptsächlich Fäden und Garne aus Baumwolle, Kunstseide und Polyamidseide oder feine Stahldrähte verwendet worden. Ferner wird auch Stahldraht insbesondere für die Verstärkung der auf der Felge aufliegenden Reifenwülste eingesetzt. In den letzten Jahren hat vor allem die Bedeutung von Reifencord mit Fäden aus linearen aliphatischen Polyamiden auf der Basis von Hexamethylendiamin und Adipinsäure oder von Caprolaktam zugenommen. Gegenüber Reifencord aus Cellulosefasern hat Reifencord aus Polyamidfasern vor allem den Vorteil größerer Reißfestigkeit bei guter Elastizität, wodurch es möglich wurde, das Gewicht der Verstärkungseinlage beträchtlich zu verringern und leichtere Reifen zu erhalten.For the production of reinforcement inserts in rubber tires are mainly threads and Yarn made from cotton, rayon and polyamide silk or fine steel wires have been used. Further steel wire is also used, especially for reinforcing the tire beads on the rim used. In recent years, tire cord with linear threads has become particularly important aliphatic polyamides based on hexamethylenediamine and adipic acid or on caprolactam increased. Compared to tire cord made from cellulose fibers, tire cord made from polyamide fibers above all the advantage of greater tensile strength with good elasticity, which made it possible to reduce the weight to reduce the reinforcement insert considerably and to obtain lighter tires.

Demgegenüber müssen aber auch Nachteile in Kauf genommen werden. So wird bei Cordgeweben mit Fäden aus linearen aliphatischen Polyamiden auf der Basis von Hexamethylendiamin und Adipinsäure oder von Caprolaktam häufig der geringe Elastizitätsmodul im Bereich kleiner Dehnungen beanstandet. Auch die mangelnde Chemikalienbeständigkeit im sauren Medium führt mitunter zu Schwierigkeiten bei der gummifreundlichen Ausrüstung. Stahldraht hingegen hat den Nachteil, gegen Korrosion anfällig zu sein, wodurch leicht die im Reifen notwendige Draht-Gummi-Haftung verlorengeht.In contrast, however, disadvantages must also be accepted. This is how it is with cord fabrics with threads made of linear aliphatic polyamides based on hexamethylenediamine and adipic acid or of caprolactam, the low modulus of elasticity in the area of small elongations is often criticized. The lack of chemical resistance in an acidic medium sometimes leads to difficulties of rubber-friendly equipment. Steel wire, on the other hand, has the disadvantage of being susceptible to corrosion which easily loses the wire-rubber adhesion that is necessary in the tire.

Es wurde nun gefunden, daß sich Verstärkungseinlagen für Kautschukreifen mit ausgezeichneten Eigenschaften erfindungsgemäß aus verstreckten Fäden, Garnen oder Drähten aus linearem Polypropylen oder einem Mischpolymerisat aus mindestens 80Vo Propylen und bis zu 20% eines anderen einfachen oder substituierten Olefins herstellen lassen.It has now been found that reinforcing inserts for rubber tires with excellent Properties according to the invention from drawn threads, yarns or wires made from linear polypropylene or a copolymer of at least 80% propylene and up to 20% of another let produce simple or substituted olefins.

Diese gute Eignung ist insofern überraschend, als Polypropylen einen niedrigeren Erweichungspunkt als Cellulose und lineare aliphatische Polyamide auf der Basis von Hexamethylendiamin und Adipinsäure oder von Caprolaktam hat und die Differenz zwischen den für das Vulkanisieren üblichen Temperaturen (bis zu 140° C) und dem Erweichungspunkt von Polypropylen (etwa 170° C) als nicht ausreichend angesehen wurde. Bei linearen aliphatischen Polyamiden auf der Basis von Hexamethylendiamin und Adipinsäure oder von Caprolaktam ist diese Temperaturdifferenz etwa doppelt so groß wie bei Polypropylen. This good suitability is surprising in that polypropylene has a lower softening point than Cellulose and linear aliphatic polyamides based on hexamethylenediamine and adipic acid or of caprolactam and the difference between the temperatures customary for vulcanization (up to 140 ° C) and the softening point of polypropylene (about 170 ° C) are not sufficient was viewed. In the case of linear aliphatic polyamides based on hexamethylenediamine and Adipic acid or caprolactam, this temperature difference is about twice as great as with polypropylene.

Es hat sich aber gezeigt, daß der niedrige Erweichungspunkt des Polypropylens nicht ins Gewicht fällt, weil sich die Verstärkungseinlagen gemäß der Verstärkungseinlage für KautsehukreifenIt has been shown, however, that the low softening point of the polypropylene is of no consequence falls because the reinforcing insert is similar to the reinforcing insert for chewing hoops

Anmelder:Applicant:

Hans Joachim Zimmer Verfahrenstechnik, Frankfurt/M., Borsigalleel-7Hans Joachim Zimmer Process Engineering, Frankfurt / M., Borsigalleel-7

Hans Joachim Zimmer, Kronberg (Taunus), ist als Erfinder genannt wordenHans Joachim Zimmer, Kronberg (Taunus), has been named as the inventor

Erfindung im Reifen weniger erwärmen als Einlagen aus den bisher verwendeten Fasertypen.The invention heats up less in the tire than inserts made from the previously used fiber types.

Die erfindungsgemäßen Verstärkungseinlagen zeichnen sich durch große Reißfestigkeit aus. Sie besitzen bereits bei kleinen Dehnungen einen hohen Elastizitätsmodul und sind gegen die meisten Säuren, Laugen und Lösungsmittel weitgehend beständig.The reinforcement inserts according to the invention are distinguished by their high tear strength. You own a high modulus of elasticity even with small elongations and are resistant to most acids and alkalis and solvents largely resistant.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Verstärkungseinlagen ist ihr großer Ermüdungswiderstand gegenüber Biegebeanspruchungen, wie sie im Reifen auftreten. Hierin sind sie nicht nur den im Aufbau vergleichbaren Einlagen aus Cellulosefäden, sondern auch solchen aus Nylon überlegen. Ähnlich wie Nylonkarkassen schrumpfen auch solche aus Polypropylen mit steigender Temperatur des Reifens. Das spezifische Gewicht von Polypropylen ist etwa 20% geringer als das von linearen aliphatischen PoIyamiden auf der Basis von Hexamethylendiamin und Adipinsäure oder von Caprolaktam. Da die spezifische Reißfestigkeit jedoch nicht tiefer liegt, ist man in der Lage, um 20% leichtere Verstärkungseinlagen mit gleicher Festigkeit einzusetzen. Die erfindungsgemäßen Verstärkungseinlagen nehmen praktisch kein Wasser auf. Eine Längenänderung bei Naßbehandlungen oder bei Feuchtigkeitsschwankungen der umgebenden Atmosphäre ist daher nicht zu befürchten. Another advantage of the reinforcing inserts according to the invention is their great resistance to fatigue against bending stresses as they occur in tires. In this they are not just the ones under construction comparable inserts made of cellulose threads, but also superior to those made of nylon. Similar to Nylon carcasses, even those made from polypropylene, shrink as the temperature of the tire rises. That specific gravity of polypropylene is about 20% less than that of linear aliphatic polyamides based on hexamethylenediamine and adipic acid or on caprolactam. Since the specific However, if the tear resistance is not lower, reinforcement inserts are 20% lighter to be used with the same strength. The reinforcement inserts according to the invention take practical no water on. A change in length with wet treatments or with fluctuations in humidity the surrounding atmosphere is therefore not to be feared.

Zweckmäßig wird man bei der Herstellung von kalt- oder heißverstreckter Polypropylenseide ausgehen. Möglich ist aber auch die Verwendung von hochverstreckten Stapelfasergarnen oder dünnen Drähten. Es hat sich bewährt, den gezwirnten PoIypropylen-Cordfaden vor der Weiterverarbeitung heiß nachzuverstrecken, wodurch die Reißdehnung verringert und der Elastizitätsmodul erhöht wird.The production of cold-drawn or hot-drawn polypropylene silk will expediently be used as a starting point. However, it is also possible to use highly drawn or thin staple fiber yarns Wires. The twisted polypropylene cord has proven itself hot stretching before further processing, which reduces the elongation at break and the elastic modulus is increased.

309 579/93309 579/93

Auch als zusätzliche Verstärkungseinlage in den Reifenwülsten ist an Stelle von Stahldraht hochverstreckter Draht aus Polypropylen gut geeignet, der in üblicher Weise in dem Wulst in Richtung des Reifenumfanges eingebettet wird. Der Wulstdraht kann den Wulstumfang auch mehrmals umlaufen.As an additional reinforcement insert in the tire beads, instead of steel wire, it is highly stretched Polypropylene wire is well suited, which is usually placed in the bead in the direction of the tire circumference is embedded. The bead wire can also run around the circumference of the bead several times.

Um auch eine Schädigung der Polypropylenverstärkung des Reifens durch unter Umständen auftretende höhere Temperaturen auszuschalten, ist es zweckmäßig, dem Polypropylen vor der Verarbeitung einen an sich bekannten Hitzestabilisator zuzusetzen. Es ist darüber hinaus besser, die Verstärkungseinlagen aus bereits thermofixierten Fäden, Garnen oder Drähten herzustellen, d. h. solchen, die einer kurzzeitigen Heißluft- oder Dampfbehandlung bei Temperaturen von etwa 100 bis 130° C mit anschließender Abkühlung auf Zimmertemperatur unterworfen wurden. Bei der Vulkanisation oder im Reifen zu befürchtende Schrumpfeffekte werden damit sicher vermieden. Die Thermofixierung kann bereits im Poly- ao propylenfaden, Garn oder Draht, im gezwirnten Cordfaden oder erst im Cordgewebe sowie auch mehrmals in verschiedenen Stufen des Herstellungsprozesses erfolgen. Die Verstärkungseinlagen können aus Polypropylen allein bestehen oder auch noch andere Fasern, Fäden oder Drähte enthalten.In order to avoid damage to the polypropylene reinforcement of the tire due to possible occurrences To switch off higher temperatures, it is advisable to remove the polypropylene before processing add a heat stabilizer known per se. In addition, it is better to use the reinforcement pads manufacture from already heat-set threads, yarns or wires, d. H. those of a short-term Hot air or steam treatment at temperatures of around 100 to 130 ° C with subsequent Were subjected to cooling to room temperature. To be feared during vulcanization or in the tire Shrinkage effects are thus reliably avoided. The heat setting can already be done in the poly ao propylene thread, thread or wire, in twisted cord thread or first in cord fabric as well take place several times in different stages of the manufacturing process. The reinforcement inserts can consist of polypropylene alone or also contain other fibers, threads or wires.

example 1

Heißverstreckte und thermofixierte Polypropylenseide mit 125 Kapillaren, einem Gesamttiter von 750 den, 72 kg/mm² Reißfestigkeit und 13°/» Reißdehnung erhält einen Z-Drall von 400 U/min. Anschließend wird sie mit einem gleichen Faden S-förmig auf 420 U/min verzwirnt. Der so erhaltene Cordfaden wird in der üblichen Weise zu einem schußlosen Cordgewebe weiterverarbeitet.Heat-stretched and thermoset polypropylene silk with 125 capillaries, a total titer of 750 denier, 72 kg / mm ² tear strength and 13 ° / »elongation at break has a Z twist of 400 rpm. Then it is twisted in an S-shape with an identical thread at 420 rpm. The cord thread obtained in this way is processed further in the usual manner to give a weftless cord fabric.

Example 2

Hochverstreckter Polypropylendraht von 0,5 mm Durchmesser, einer Reißfestigkeit von 68 kg/mm² und 12% Reißdehnung wird gummifreundnch ausgerüstet und mit zehnfacher Umschlingung des Umfangs in den Reifenwulst einvulkanisiert. Die Haftung des Reifens auf der Felge war auch nach langer Laufzeit ausgezeichnet. Ein Reifenwechsel war einfacher durchzuführen als bei Reifen mit Stahldrahteinlage. Highly drawn polypropylene wire with a diameter of 0.5 mm, a tensile strength of 68 kg / mm ² and 12% elongation at break is rubber-friendly and vulcanized into the tire bead with a ten-fold wrap around the circumference. The tire's grip on the rim was excellent even after a long period of use. A tire change was easier to carry out than a tire with a steel wire insert.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Reinforcement inserts for rubber tires, characterized in that they consist wholly or partially of drawn threads, yarns or wires made of linear polypropylene or a copolymer of at least 80% propylene and up to 20% of another simple or substituted olefin.

2. Reinforcement inserts according to claim 1, characterized by an addition known per se Heat stabilizers for polypropylene.

3. Reinforcement inserts according to claims 1 and 2, characterized by the use of thermoset polypropylene threads.