WO2023155990A1 - Elastomeres erzeugnis, insbesondere fahrzeugreifen - Google Patents

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WO2023155990A1
WO2023155990A1 PCT/EP2022/053961 EP2022053961W WO2023155990A1 WO 2023155990 A1 WO2023155990 A1 WO 2023155990A1 EP 2022053961 W EP2022053961 W EP 2022053961W WO 2023155990 A1 WO2023155990 A1 WO 2023155990A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pet
recycled
vehicle tire
elastomeric
elastomeric product
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/053961
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Kramer
Nermeen Nabih
Michael Schunack
Wolfgang Reese
Cornelia Schmaunz-Hirsch
Imme KRETSCHMER
Original Assignee
Continental Reifen Deutschland Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Reifen Deutschland Gmbh filed Critical Continental Reifen Deutschland Gmbh
Priority to PCT/EP2022/053961 priority Critical patent/WO2023155990A1/de
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Publication of WO2023155990A1 publication Critical patent/WO2023155990A1/de

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L21/00—Compositions of unspecified rubbers

Definitions

  • Elastomeric product in particular vehicle tires
  • the invention relates to an elastomeric product, in particular a vehicle tire, wherein the elastomeric product has filaments made from a) recycled polyethylene terephthalate (PET) and b) at least one other material.
  • PET polyethylene terephthalate
  • elastomeric products have filaments, with the filaments being in particular spun into yarns and serving as strength members in the elastomeric product.
  • the yarns can be twisted to form reinforcement cords, as in the case of vehicle tires in particular, the cords in turn being arranged in large numbers within a reinforcement layer.
  • PET Polyethylene terephthalate
  • DE 102010017107 A1 discloses a reinforcement cord which has at least one yarn made from recycled PET.
  • the recycled PET can in particular come from PET beverage bottles.
  • the object of the present invention is to provide an elastomeric product which is further improved in terms of sustainability without this having an adverse effect on the properties of the elastomeric product.
  • the invention relates to an elastomeric product, in particular vehicle tires, wherein the elastomeric product
  • PET polyethylene terephthalate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • Polyamides such as in particular PA6.6, PA5.6, PA4.6, PA4.10, PA6, PA6.12, PA10.10, PA12.12 and
  • Aramids such as in particular m-aramid and p-aramid, with polyethylene terephthalate (PET) from group b1) being excluded, and where the bio-based polymers b2) are preferably selected from the group consisting of polyesters, such as in particular polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN)
  • Polyamides such as in particular PA6.6, PA5.6, PA4.6, PA4.10, PA6, PA6.12, PA10.10, PA12.12 and
  • Aramids such as in particular m-aramid and p-aramid, and celluloses, such as in particular rayon.
  • the elastomeric article is more sustainably composed.
  • the combination of materials mentioned makes it possible to design the elastomeric products in such a way that there are no disadvantages in terms of properties, in particular with regard to the requirement profile for the typical use of the elastomeric products in each case.
  • the elastomeric product has the filaments mentioned from the materials a) and b), in particular in one or more strength members.
  • the reinforcements are in particular surrounded by one or more rubber mixtures, also known as rubber lining mixtures.
  • the elastomeric product has the filaments mentioned from the materials a) and b), preferably in a large number of yarns spun from the filaments, the yarns from the filaments serving in particular as strength members.
  • the filaments of materials a) and b) are spun together in one yarn and/or are in separate yarns.
  • Each yarn preferably has a fineness of 100 to 5000 dtex.
  • the yarns of all embodiments are preferably twisted into reinforcement cords.
  • Each reinforcement cord preferably has an overall fineness of 100 to 10,000 dtex.
  • individual games can be twisted to form an x1 cord or several games, for example two games to form a x2 cord or three cords to form a x3 cord, can be twisted together.
  • the game and/or reinforcing cords are preferably present in large numbers within a reinforcement layer.
  • the reinforcing properties of the reinforcements made from the filaments made from materials a) and b) come into their own particularly well.
  • the elastomeric product is a vehicle tire.
  • vehicle tires are understood to be pneumatic vehicle tires and solid rubber tires, including tires for industrial and construction site vehicles, truck, agricultural, passenger car and two-wheeler tires.
  • the elastomeric product is a technical rubber article, such as in particular a conveyor belt, a belt, a strap or a hose.
  • An elastomeric product is preferred, in particular vehicle tires, the elastomeric product having the filaments of a) recycled PET in a first yarn A) and the filaments of b) at least one other material in a second yarn B).
  • the elastomeric product has a sustainable composition and at the same time the properties of the yarns can be adjusted individually, also with regard to the special features resulting from the respective materials when manufacturing the game from the filaments.
  • the games A) and B) are end-twisted together to form a reinforcement cord C).
  • the properties of the cord which is a so-called hybrid cord, can be optimally adjusted with regard to the requirement profile of the elastomeric product, with a synergy resulting in particular from the advantages of the properties of game A) from the filaments from material a) and game B ) results from the filaments of material b).
  • the elastomeric product in particular a vehicle tire, preferably has a large number of reinforcing cords C) within a reinforcement layer.
  • the reinforcing properties of the cord from the filaments a) and b) come into play particularly well.
  • yarns A) are made from filaments made from a) recycled PET) and yarns B) are made from filaments made from the further material b), where b) is selected from recycled and bio-based polyamides and aramids, where PA6.6 and p- Aramid are particularly preferred, as well as rayon, end-twisted together to form a hybrid cord C).
  • the targeted combination of materials a) and b) results in particularly advantageous properties, as explained below by way of example.
  • the recycled PET a) contributes in particular to the favorable physical properties at comparatively low costs and optimized sustainability.
  • An elastomeric product is particularly preferred, with the elastomeric product being a vehicle tire, with the vehicle tire having reinforcing cords C) in the winding bandage and b) preferably being selected from recycled and bio-based polyamides, with PA6.6 being particularly preferred.
  • the polyamides, in particular PA6.6, as material b) contribute to a favorable shrinkage behavior of the cords C).
  • the vehicle tire is optimized in particular with regard to sustainability and costs and at the same time has excellent properties, in particular with regard to the requirements at high speeds, such as 180 km/h or more.
  • an elastomeric article wherein the elastomeric article is a vehicle tire, wherein the vehicle tire has reinforcing cords C) in the carcass ply and b) is preferably selected from recycled and bio-based aramids, with p-aramid being particularly preferred. Aramids as material b) contribute to the strength of the cords C).
  • the vehicle tire is particularly optimized with regard to sustainability and costs and at the same time has excellent properties, especially with regard to durability and driving dynamics.
  • An elastomeric product is also preferred, the elastomeric product being a vehicle tire, the vehicle tire having reinforcement cords C) preferably in of the carcass ply and b) is rayon.
  • rayon as material b) contributes in particular to the temperature stability of the cords C).
  • the vehicle tire is optimized in particular with regard to sustainability and costs and at the same time has excellent properties, in particular with regard to durability.
  • the elastomeric product in particular a vehicle tire, has one or more yarns A) in a first reinforcement cord A') and one or more yarns B) in a second reinforcement cord B').
  • the materials a) and b) can be used in the respective reinforcement cords at different points of the elastomeric product in a targeted manner with regard to the desired properties.
  • the elastomeric product in particular a vehicle tire, has the reinforcing cords A') and B') in the same component.
  • the elastomeric product is optimized in terms of sustainability.
  • the materials a) and b) can be used in the respective reinforcing cords in different components of the elastomeric product in a targeted manner with regard to the desired properties.
  • An elastomeric product is particularly preferred, the elastomeric product being a vehicle tire, the vehicle tire having reinforcing cords A′) in the carcass ply and/or the bead reinforcement and/or the winding bandage and/or at least one belt ply.
  • the vehicle tire has reinforcement cords B′) preferably in at least one other component which preferably also a carcass ply, a bead reinforcement, at least one belt ply or a spool bandage.
  • a vehicle tire that has reinforcement cords A') in the bead reinforcement and reinforcement cords B') in the carcass ply and/or the winding bandage.
  • a vehicle tire which has reinforcement cords A') in at least one belt ply and reinforcement cords B') in the carcass ply.
  • the elastomeric product is thus a vehicle tire, the vehicle tire having reinforcing cords A′) in the carcass ply and reinforcing cords B′) in the winding bandage, material b) being particularly preferably selected from polyamides, particularly preferably bio-based PA6.6 , and aramids, particularly preferably p-aramid.
  • the elastomeric product is also a vehicle tire, the vehicle tire having reinforcement cords B') in the carcass ply and reinforcement cords A') in at least one other component, in particular in the bead reinforcement and/or in the winding bandage, with material b) being particularly preferably regenerated cellulose, especially rayon.
  • the elastomeric product is also a vehicle tire, the vehicle tire having reinforcement cords A′) in the winding bandage and reinforcement cords B′) in at least one other component, in particular in the bead reinforcement and/or the carcass ply, in which case the material b) is particularly preferably selected from polyamides, with bio-based PA6.6 being particularly preferred.
  • the elastomeric product is a vehicle tire which has the above-described reinforcement cords C) made of yarns A) and B) in at least one first component and reinforcement cords A') having at least one yarn A) and/or reinforcement cords B ') having at least one yarn B) in at least one other component.
  • An elastomeric product is particularly preferred, the elastomeric product being a vehicle tire, the vehicle tire having reinforcing cords C) in the winding bandage and b) in the reinforcing cords C) being particularly preferably selected from recycled and bio-based polyamides, with PA6.6 being particularly preferred is; and the vehicle tire also has reinforcement cords B') at least in the carcass ply, b) in the reinforcement cords B') particularly preferably regenerated cellulose, in particular rayon, or bio-based PA6.6. is.
  • An elastomeric product is also preferred, the elastomeric product being a vehicle tire, the vehicle tire having reinforcing cords C) in the carcass ply and b) in the reinforcing cords C) being particularly preferably selected from recycled and bio-based aramids, with p-aramid being very particularly preferred is; and the vehicle tire also has reinforcement cords B') at least in the winding bandage, wherein b) in the reinforcement cords B') is particularly preferably selected from polyamides, particularly preferably bio-based PA6.6, and aramids, particularly preferably p-aramid.
  • Material a) is recycled polyethylene terephthalate (PET).
  • the further material b) is selected from the group consisting of b1) recycled polymers and b2) bio-based polymers, the recycled and polymers b1) preferably being selected from the group consisting of polyesters, such as in particular polyethylene naphthalate (PEN),
  • Polyamides such as in particular PA6.6, PA5.6, PA4.6, PA4.10, PA6, PA6.12, PA10.10, PA12.12 and
  • Aramids such as in particular m-aramid and p-aramid, with polyethylene terephthalate (PET) from group b1) being excluded, and where the bio-based polymers b2) are preferably selected from the group consisting of polyesters, such as in particular polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN)
  • Polyamides such as in particular PA6.6, PA5.6, PA4.6, PA4.10, PA6, PA6.12, PA10.10, PA12.12 and
  • Aramids such as in particular m-aramid and p-aramid, and celluloses, such as in particular rayon.
  • PET is excluded from group b1) because recycled PET is already present as material a) and, according to the invention, a combination of filaments made from a) recycled PET and filaments made from b) at least one other sustainable material is present in the elastomeric product.
  • Recycled PET material a)
  • recycled polymers material of subgroup b1
  • recycled polymer means a polymer which was obtained by at least one recycling process. This and the other statements on recycling also apply to PET.
  • the recycling process can be any recycling process known to a person skilled in the art, such as in particular chemical and/or mechanical recycling.
  • Bottles, clothing and yarn waste in particular serve as starting materials for recycling.
  • mechanical recycling processes also include temperature treatments, such as in particular remelting.
  • chemical recycling is any type of chemical treatment of waste and subsequent recovery of products or primary materials from it. This can also mean the complete chemical degeneration into molecules from which the material source, i.e. the chemical nature of the waste, is no longer immediately recognizable, and a subsequent synthesis from these molecules down to polymers, which are then recycled in the process according to the invention Polymer can be used in the textile reinforcement.
  • industrial yarn waste can also be recycled and used as material a) or b1), as is the case in particular with PA 6.6.
  • Recycled PET which was produced from bottles in particular by mechanical recycling, differs from original (virgin) PET in terms of additives, such as the isophthalic acid (IPA) content in particular.
  • additives such as the isophthalic acid (IPA) content in particular.
  • IPA isophthalic acid
  • An elastomeric product is therefore preferred, in particular vehicle tires, the filaments made from a) recycled PET having 0.12 to 5% by weight, in particular 0.12 to 2.2% by weight, of isophthalic acid (IPA).
  • IPA isophthalic acid
  • the weight data in percent (% by weight) relate to the filaments and thus in the elastomeric product according to the invention to the ungummed and unpretreated form, in particular the ungummed and unpretreated, ie in particular non-dipped, yarn.
  • Recycled PET which is obtained from yarn waste by mechanical recycling, also shows a higher polydispersity index compared to reference yarns that have not been recycled.
  • An elastomeric product is also preferred, in particular vehicle tires, the filaments made from a) recycled PET having a degree of crystallization of 45 to 53.5%.
  • the degree of crystallization is determined according to ASTM D1505 as follows: First, the yarn density is determined using a density gradient column. The degree of crystallization is then calculated by interpolation using the literature values given below for the density of 100% amorphous and 100% crystalline PET. The density of 100% amorphous PET is 1.333 g/cm 3 while that of 100% crystalline PET is 1.455 g/cm 3 .
  • the filaments in particular in the form of yarns and thus reinforcements, have the necessary properties with regard to expansion and shrinkage behavior, in particular for the high requirements when used in the carcass layer of vehicle tires.
  • An elastomeric product is also preferred, in particular vehicle tires, the filaments of a) recycled PET comprising 10 to 100% by weight, preferably 30 to 100% by weight, particularly preferably 50 to 100% by weight, recycled PET.
  • the recycled PET is based entirely, that is to say 100% by weight, on recycled PET.
  • the elastomeric product according to the invention is optimized in particular with regard to sustainability while at the same time having very good properties.
  • the recycled PET is also based on 1 to 90% by weight recycled PET and 10 to 99% by weight on petroleum-based PET.
  • the elastomeric product according to the invention is particularly optimized in terms of the balance between sustainability and very good properties at the same time, while at the same time through targeted selection of the proportion of recycled PET, the properties of the manufactured products can be adjusted as required.
  • Strength members comprising filaments made from a) recycled PET are preferably obtained by the following method, the method comprising at least the following individual method steps: a01) providing at least one product made from PET, the product being selected in particular from bottles and clothing and yarn waste; a02) mechanical and/or chemical recycling of the PET product from step a01); a03) forming the recycled PET from step a02) into filaments, the filaments preferably being processed, in particular spun, into a yarn; a04) Processing of the filaments obtained in step a03), preferably in the form of a game, into a reinforcement, in particular a reinforcement cord.
  • Strength carriers comprising filaments from b1) recycled polymers can alternatively and preferably be obtained by the following process, the process comprising at least the following individual process steps: a31) Provision of waste, such as in particular old tires, yarn waste, and waste from the production of semi-finished vehicle tires and other engineering rubber items; a32) pyrolysis of the waste from step a31), whereby a pyrolysis oil containing at least one chemical starting substance is obtained; a33) conversion of the chemical starting substance into at least one monomer, the monomer preferably being selected from the group consisting of p-phenylenediamine, tetramethylenediamine, pentamethylenediamine, hexamethylenediamine, decamethylenediamine, terephthalic acid, monoethylene glycol, adipic acid, succinic acid, sebacic acid and polycondensable derivatives of these monomers, and polymerizing the monomer to a recycled polymer; a34) forming the recycled polymer into filaments, the filaments
  • waste is in principle understood to mean all waste that is suitable as starting material for the process steps.
  • the waste is preferably used tires, yarn waste, in particular from yarn production, and waste from the manufacture of semi-finished vehicle tires and other technical rubber articles.
  • Used tires and yarn waste are particularly preferred.
  • the preferred monomers mentioned are in particular those from which, by polycondensation, polymers such as, for example, polyethylene terephthalate (PET) or polyamide 6.6. can be obtained.
  • polymers such as, for example, polyethylene terephthalate (PET) or polyamide 6.6.
  • one monomer is terephthalic acid.
  • a derivative thereof capable of polycondensation would be e.g. B.
  • carboxylic acid esters preferably carboxylic acid alkyl esters, which are preferably selected from the group consisting of terephthalic acid alkyl esters, adipic acid alkyl esters, succinic acid alkyl esters, sebacic acid alkyl esters.
  • alkyl radical of all the alkyl carboxylic esters mentioned is, for example and preferably, selected from the group consisting of methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl and cyclohexyl, particularly preferably methyl, ethyl and propyl.
  • the monomer in step a33) is selected from the group consisting of p-phenylenediamine, tetramethylenediamine, pentamethylenediamine, hexamethylenediamine, decamethylenediamine, terephthalic acid, monoethylene glycol, adipic acid, succinic acid and sebacic acid.
  • a recycled polymer b1) particularly preferably recycled PA6.6, in particular from yarn waste, is used as material b).
  • the elastomeric product has the filaments made from a) recycled PET in the form of a PET yarn A), which is a so-called “regular PET yarn”.
  • regular PET yarn is understood to mean a yarn which has a heat shrinkage of greater than or equal to 8% and an elongation at 45 N of greater than 0.0056%/denier with filament counts of less than 5 denier.
  • the elastomeric product has the filaments made from a) recycled PET in the form of an HMLS-PET yarn A), the HMLS yarn having a heat shrinkage of less than 8% and an elongation at 45 N of less than 0.0056 %/denier with filament counts of less than 5 denier.
  • the object on which the invention is based is achieved particularly well by selecting filaments a) in the form of recycled HMLS-PET yarn.
  • HMLS is familiar to the person skilled in the art and means “high modulus low shrinkage”.
  • An “HMLS yarn” is therefore to be understood as meaning a yarn which has a high modulus and low shrinkage.
  • an HMLS yarn is defined as having, as stated above, a heat shrinkage of less than 8% and an elongation at 45 N of less than 0.0056%/denier with filament counts of less than 5 denier.
  • the yarn made of HMLS-PET preferably has a heat shrinkage of 4 to 8% and an elongation at 45 N of 0.002 to 0.0056%/denier with filament counts of less than 5 denier, particularly preferably 3 to 5 denier.
  • HMLS-PET yarns or reinforcing cords made from HMLS-PET yarns which contain 10 to 100% by weight recycled PET are preferably obtained by the following process, the process comprising at least the following individual process steps: a10) providing PET -Chips, which contain 100% by weight recycled PET from PET bottles or other PET products and optionally provide chips from original, i.e.
  • An elastomeric product is therefore also preferred, in particular vehicle tires, the elastomeric product having the filaments made from a) recycled PET in the form of an HMLS-PET yarn A), the HMLS yarn being produced by a process comprising at least process steps a10) to a14 ) is made.
  • the heat shrinkage of yarns is determined using the hot air shrinkage method according to ASTM D885.
  • the test conditions are: temperature 177 °C, load 0.05 g/denier, duration 10 min.
  • the elongation at 45 N is determined using an Instron tensile tester in accordance with ASTM D885: Instron 5564 device, clamp: C-clamp, 2714-004 with pneumatic Activation (pneumatic activation), loading capacity 1 kN (one kiloNewton), test conditions: gauge length 250 mm, crosshead speed 300 mm/min, preload 0, 05 gf/den (gram-force per denier), atmospheric pressure 0.4 to 0.6 MPa, Sample conditioning before test: 24 hours at 24 ⁇ (plus minus) 2 °C, 55 ⁇ 5% humidity.
  • the intrinsic viscosity is determined using an Ubbelohde capillary viscometer (“Ubbelohde Capillary Viscometer”) in accordance with ASTM D4603.
  • Ubbelohde Capillary Viscometer Ubbelohde Capillary Viscometer
  • pre-crystallization English “pre-crystallization”
  • crystallization and solid-state polymerization SSP English solid-state polymerization SSP
  • step a11 a further polymerization and thus a reduction in the proportion of shorter polymer molecules is achieved, resulting in molecular chain growth is achieved.
  • the crystallization rate can be adjusted in such a way that a high spinning speed and a high draw rate can be selected during the spinning process.
  • Solid-state polymerization is a process where the raw PET chips are placed in a reactor and heated to polymerize. Here, the molecular chain length and the intrinsic viscosity are increased. The intrinsic viscosity of recycled PET chips is 0.55 to 0.75 dl/g.
  • the term solid-phase polymerisation is also known in German as solid-phase condensation, since condensation takes place as a result of the removal of water.
  • bio-based polymer of subgroup b2
  • “manufactured entirely from biomass” means that 100% by weight of the starting monomers were materially obtained directly from biomass.
  • the bio-based polymer b2) is complete, i. H. 100% by weight, made from monomers from biomass.
  • the elastomeric product according to the invention is optimized in particular with regard to sustainability while at the same time having very good properties.
  • produced at least partially from biomass means that more than 0% by weight of the starting monomers were obtained directly from biomass.
  • the bio-based polymer b2) is produced partially, ie to more than 0% by weight and less than 100% by weight, from monomers from biomass, in particular if some of the monomers on which the polymer is based do not exceed biomass is accessible.
  • the elastomeric product according to the invention is optimized with regard to the flexibility and sustainability required, depending on the availability of starting materials, while at the same time having very good properties.
  • 10 to 100% by weight, particularly preferably 30 to 100% by weight, of the starting monomers are produced from biomass.
  • the bio-based Polymer to 10 to 100 wt .-%, particularly preferably 30 to 100 wt .-%, based on the polymerization of starting monomers produced from biomass.
  • the proportion of bio-based substances ie the proportion of renewable raw materials in the polymer, can be determined according to ASTM D 6866 (C-14 method).
  • the bio-based polymer is particularly preferably selected from the group consisting of polyethylene terephthalate (PET), polyamide 6.6 (PA 6.6), polyamide (PA 5.6), polyamide 4.6 (PA 4.6), polyamide 4.10 (PA 4.10) and aramid.
  • PET is based on the polymerisation, in particular polycondensation, of the starting monomers terephthalic acid and monoethylene glycol (MEG, also known as ethanediol).
  • MEG monoethylene glycol
  • the bio-based PET is preferably based to an extent of 30 to 100% by weight on the polymerization of starting monomers produced from biomass.
  • both monomers of the bio-based PET are obtained from biomass instead of from petroleum.
  • At least monoethylene glycol is obtained from biomass, in particular from vegetable raw materials such as sugar cane or molasses.
  • Polyamide 6.6 (PA6.6) is based on the polymerisation, in particular polycondensation, of the starting monomers hexamethylenediamine and adipic acid.
  • the bio-based PA6.6 is preferably based to an extent of 50 to 100% by weight on the polymerization of starting monomers produced from biomass.
  • both monomers of the bio-based PA6.6. obtained from biomass instead of from petroleum.
  • Polyamide 5.6 is based on the polymerization, in particular polycondensation, of the starting monomers pentamethylenediamine (1,5-diaminopentane) and adipic acid. According to advantageous embodiments, both monomers of the bio-based PA5.6. obtained from biomass instead of from petroleum.
  • At least pentamethylenediamine is obtained from biomasses instead of from petroleum.
  • Polyamide 4.6 is based in particular on the polymerization, in particular polycondensation, of the starting monomers hexamethylenediamine and succinic acid.
  • both monomers of the bio-based PA4.6 are obtained from biomass instead of from petroleum.
  • At least succinic acid is obtained from biomasses instead of from petroleum.
  • Polyamide 4.10 is based on the polymerisation, in particular polycondensation, of the starting monomers tetramethylenediamine and sebacic acid.
  • both monomers of the bio-based PA4.10 are obtained from biomass instead of from petroleum.
  • At least tetramethylenediamine is obtained from biomasses instead of from petroleum.
  • At least sebacic acid is obtained from biomasses instead of from petroleum.
  • the bio-based polymer is bio-based aramid.
  • the bio-based aramid is based to an extent of 50 to 100% by weight on the polymerization, in particular polycondensation, of starting monomers produced from biomass (monomers from biomass).
  • the bio-based aramid is based entirely, ie 100% by weight, on the polymerization, in particular polycondensation, of monomers from biomass.
  • a bio-based polymer b2) particularly preferably bio-based PA6.6 and/or p-aramid, is used as material b).
  • Reinforcements comprising filaments made from b2) bio-based polymers are preferably obtained by the following process, the process comprising at least the following individual process steps: b21) producing or providing a starting composition comprising starting monomers which are produced entirely or at least partially from biomass; b22) polymerizing the starting monomers contained in the starting composition to form a bio-based polymer; b23) forming the bio-based polymer into filaments, the filaments preferably being processed, in particular spun, into a bio-based polymer yarn; b24) Processing of the filaments obtained in step b23), preferably in the form of a game, into a reinforcement, in particular a reinforcing cord.
  • An elastomeric product is preferred, in particular vehicle tires, with the further material b) being selected from recycled PA6.6, bio-based PA4.10, bio-based PA4.6, bio-based p-aramid and bio-based PET.
  • an elastomeric product in particular a vehicle tire, is particularly preferred, the elastomeric product having the filaments of a) recycled PET in a first yarn A) and the filaments of b) at least one other material in a second yarn B).
  • the games A) and B) are preferably surrounded by different or the same rubber mixture, referred to below as “rubber mixture”.
  • the yarns A) and B) are preferably present in the described cords C), which is a hybrid cord made of at least one yarn A) and at least one yarn B), or the cords A′) and B′).
  • the rubber mixture of games A) and/or B) preferably contains at least one component selected from the group consisting of bio-based fillers, preferably silica made from rice husk ash, recycled fillers, preferably pyrolysis carbon blacks, bio-based polymers, preferably bio-based polybutadiene , and wherein the gum mixture is preferably essentially free of resorcinol.
  • bio-based fillers preferably silica made from rice husk ash, recycled fillers, preferably pyrolysis carbon blacks, bio-based polymers, preferably bio-based polybutadiene , and wherein the gum mixture is preferably essentially free of resorcinol.
  • Pyrolysis carbon blacks are known to the person skilled in the art, for example from US 2010249353 A1, and are obtained by pyrolysis of old tires with the exclusion of oxygen.
  • Pyrolysis carbon black differs from industrial carbon blacks, especially ASTM carbon blacks such as N660, among other things in the higher ash content and at the same time lower content of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH).
  • ASTM carbon blacks such as N660
  • Industrial carbon blacks have a high proportion of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH). Carbon blacks have a PAH content of more than 200 mg/kg.
  • PAH polycyclic aromatic hydrocarbons
  • the PAH content of the pyrolysis carbon blacks used in the context of the present invention is preferably less than 50 ppm (mg/kg), particularly preferably less than 40 ppm, very particularly preferably less than 30 ppm, again preferably less than 10 ppm.
  • the lower limit is in the range of 0.1 mg/kg, which is the limit of detection of PAHs.
  • the PAH content should be as low as possible.
  • the PAH content is determined according to ASTM D-5186.
  • the pyrolysis soot used in the context of the present invention preferably has an ash content of 5 to 30% by weight, particularly preferably 10 to 30% by weight, very particularly preferably 10 to 20% by weight. According to a preferred embodiment of the invention, the ash content is 15 to 20% by weight.
  • the ash content relates only to the pyrolysis soot and is determined by means of thermogravimetric analysis (TGA) according to ASTM D1506 of the pyrolysis soot.
  • TGA thermogravimetric analysis
  • rice husk ash silica is also known to those skilled in the art as “rice husk ash silica” (RHAS).
  • silica that is obtained from the inorganic combustion residues (ash) of rice husks.
  • the ash obtained from rice husks has a comparatively high proportion of silica, at more than 80% by weight, and is therefore particularly suitable for extracting silica.
  • the silica produced from rice husk ash and preferably contained in the gum mixture preferably has a nitrogen surface area (BET surface area) (according to DIN ISO 9277 and DIN 66132) of 35 to 400 m 2 /g, particularly preferably 35 to 350 m 2 /g. g, most preferably from 75 to 320 m 2 /g and again most preferably from 120 to 235 m 2 /g, and a CTAB surface area (according to ASTM D 3765) from 30 to 400 m 2 /g, more preferably from 30 to 330 m 2 /g, most preferably from 70 to 300 m 2 /g and again most preferably from 110 to 230 m 2 /g.
  • BET surface area nitrogen surface area
  • CTAB surface area accordinging to ASTM D 3765
  • Bio-based polymers preferably bio-based polybutadiene, means analogously to the above statements that at least one monomer of the polymer of the rubber mixture is obtained from biomass.
  • the gum mixture is essentially free of resorcinol.
  • the gumming compound is free of reinforcing resins while containing 0 phr of methylene acceptors and methylene donors, which includes that the compound is free of resorcinol;
  • the gum mixture is free from methylene acceptors and thereby contains 0 phr of methylene acceptors, which includes that the mixture is free from resorcinol
  • the gumming mixture contains a suitable substance as a substitute for resorcinol in combination with a methylene donor, as is preferred and for example at least one novolak resin which has alkylurethane units, and an etherified melamine resin, for example in EP 2 432 810 B1 or WO 2021197648 A1 described.
  • the rubber coating mixture can be any suitable rubber coating mixture known to the person skilled in the art for encasing reinforcements, in particular textile reinforcements.
  • the rubber mixture preferably contains at least one diene rubber, in particular if the rubber mixture does not already contain a bio-based polymer, in particular polybutadiene.
  • the rubber coating mixture can, in particular, be vulcanized with sulfur.
  • All of the reinforcements described from the filaments a) and b) are preferably treated in a known manner before the sheathing with one or more rubber coating mixtures.
  • the reinforcements are particularly adhesion-activated.
  • the shaped reinforcements are further processed using a dip.
  • the dip may comprise a pre-dip, such as an RFL dip (resorcinol formaldehyde latex) known in the art, or an environmentally and health friendly RFL-free alternative, such as in DE
  • the adhesion finishing by means of a dip can thus include, in particular, 1-bath or 2-bath processes (pre-dip and dip) known in the prior art.
  • the reinforcement is stretched by 0 to 8%, in particular 0 to 3%.
  • reinforcements comprising filaments made from a) recycled PET are treated by means of an RFL dip.
  • the elastomeric product in particular a vehicle tire, is produced in a manner known to those skilled in the art using devices known to those skilled in the art.
  • an unvulcanized blank in particular an unvulcanized vehicle tire, comprising filaments made from materials a) and b), including all of the described embodiments, is provided by placing the corresponding components, which comprise unvulcanized rubber mixtures, on top of one another. The blank is then vulcanized.
  • the elastomeric product contains recycled steel in the form of reinforcements.
  • the elastomeric product here is a vehicle tire in a component, such as in at least one belt layer and / or in at least one Bead core and / or at least in the carcass ply contains recycled steel in the form of strength members.
  • “recycled steel” is understood to mean steel that is completely, i. H. to 100% by weight, or at least in part, i. H. 1 to 99.99% by weight, preferably 50 to 99.99% by weight, was produced by a steel (old steel) recycling process.
  • the elastomeric product is further optimized in terms of sustainability.
  • textile reinforcements containing filaments are produced from a) recycled PET in the form of recycled HMLS-PET yarn.
  • PET chips which comprise 100 wt as described above.
  • the raw PET chips according to step a11) are precrystallized for 0.5 to 1.5 hours at a temperature of 150 to 180° C. and then crystallized for 4 to 6 hours at a temperature of 200 to 230° C. and finally for Allowed to react for 30-35 hours in an SSP reactor at a wall temperature of 200-220°C.
  • the entire system of devices is operated in a nitrogen atmosphere, with the oxygen content of the nitrogen being maintained at 30 to 70 ppm and the dew point preferably being less than -70°C (less than minus 70°C).
  • the chips are processed into an undrawn yarn A) according to step a12) and then processed into an HMLS yarn according to step a13), the Yarn has a heat shrinkage of 2.3% and an elongation at 45 N of 0.0008%/denier with filament counts of less than 5 denier.
  • the yarn A) is produced with a fineness of 1100 dtex and end-twisted together in 2 games to form a x2 cord A').
  • the cords A') are then pretreated with a pre-dip.
  • the pre-dip has the composition: 95.26% w/w (weight %) water, 0.90% w/w Denacol EX313 (an epoxy compound) and 3.84% w/w Grilbond IL-6 (a polyisocyanate compound).
  • the pre-dipped cords are then heat treated at 210 to 250°C.
  • cords are treated using an RFL dip known in the prior art to activate adhesion.
  • the dipped cords are then heat treated at 170 to 250°C.
  • the adhesion-activated textile reinforcement is then completely embedded in a crosslinkable rubber coating mixture.
  • the crosslinkable rubber mixture contains, inter alia, 100 phr of diene rubber and at least 50 phr of polyisoprene, as well as 30 phr of pyrolysis carbon black.
  • the crosslinkable rubber mixture also comprises 2.4 phr of sulfur and at least one novolak resin which has alkyl urethane units and an etherified melamine resin and other conventional components.
  • the specification phr (parts per hundred parts of rubber by weight) used in the context of the present invention is the quantity specification for mixture formulations customary in the rubber industry.
  • the dosage of the parts by weight of the individual substances is always based on 100 parts by weight of the total mass of all rubbers present in the mixture, which adds up to 100 accordingly.
  • the reinforcements rubberized as described above are provided as a vulcanizable reinforcement layer, namely in the form of a carcass layer. Furthermore, a vulcanizable reinforcement layer is provided as a spool bandage as a further component, the spool bandage containing filaments made from material b), specifically in the form of x2 cords B') made from yarns B) with a yarn count of 470 dtex, material b) is particularly preferably selected from polyamides, with bio-based PA6.6 being very particularly preferred.
  • the 470x2 cords made of PA6.6 are also rubberized with a rubber compound which contains, among other things, 100 phr of diene rubber and at least 50 phr of polyisoprene, as well as 30 phr of pyrolysis carbon black.
  • the rubber coating mixture of the winding bandage can be different from the rubber coating mixture of the carcass ply, with the person skilled in the art choosing the usual components with regard to the respective components and the requirements resulting therefrom.
  • the two unvulcanized components are combined with other components to form an unvulcanized green car tire.
  • a vehicle tire is then obtained from the unvulcanized green tire by vulcanization under normal conditions, which comprises filaments made of a) recycled PET in the carcass layer and filaments made of b) the other sustainable material, for example bio-based PA6.6, in the winding bandage.
  • the exemplary car tire thus obtained is a particularly favorable embodiment of a product according to the invention, in which the advantages of the present invention are particularly evident.
  • the car tire is manufactured in a particularly health-friendly, environmentally friendly and sustainable manner or is composed of a particularly sustainable material, while at the same time being characterized by optimum durability in ferry operations.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein elastomeres Erzeugnis, insbesondere einen Fahrzeugreifen, wobei das elastomere Erzeugnis Filamente aus a) recyceltem Polyethylenterephthalat (PET) und b) wenigstens einem weiteren Material aufweist. Das weitere Material ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus b1) recycelten Polymeren und b2) biobasierten Polymeren, wobei die recycelten Polymere b1) bevorzugt ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Polyestern, wie insbesondere Polyethylennaphthalat (PEN), Polyamiden, wie insbesondere PA6.6, PA5.6, PA4.6, PA4.10, PA6, PA6.12, PA10.10, PA12.12 und Aramiden, wie insbesondere m-Aramid und p-Aramid, wobei Polyethylenterephthalat (PET) aus der Gruppe b1) ausgenommen ist, und wobei die biobasierten Polymere b2) bevorzugt ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Polyestern, wie insbesondere Polyethylenterephthalat (PET) und Polyethylennaphthalat (PEN), Polyamiden, wie insbesondere PA6.6, PA5.6, PA4.6, PA4.10, PA6, PA6.12, 20 PA10.10, PA12.12 und Aramiden, wie insbesondere m-Aramid und p-Aramid, sowie Cellulosen, wie insbesondere Rayon, wobei das elastomere Erzeugnis die genannten Filamente aus den Materialien a) und b) bevorzugt in einer Vielzahl in von aus den Filamenten gesponnenen Garnen aufweist, wobei die Garne aus den Filamenten insbesondere als Festigkeitsträger dienen.

Description

Beschreibung / Description
Elastomeres Erzeugnis, insbesondere Fahrzeugreifen
Die Erfindung betrifft ein elastomeres Erzeugnis, insbesondere einen Fahrzeugreifen, wobei das elastomere Erzeugnis Filamente aus a) recyceltem Polyethylenterephthalat (PET) und b) wenigstens einem weiteren Material aufweist.
Es ist bekannt, dass elastomere Erzeugnisse Filamente aufweisen, wobei die Filamente insbesondere zu Garnen versponnen vorliegen und als Festigkeitsträger in dem elastomeren Erzeugnis dienen. Dabei können die Garne zu Verstärkungskorden verdreht sein, wie insbesondere bei Fahrzeugreifen, wobei die Korde wiederum in einer Vielzahl innerhalb einer Festigkeitsträgerlage angeordnet sind.
Auch andere technische Gummiartikel, wie Gurte, Riemen und Schläuche weisen in vielen Fällen Festigkeitsträger auf.
Als Material für derartige textile Festigkeitsträger wird oft Polyethylenterephthalat (PET) verwendet.
Dabei ist man bestrebt, bei der Auswahl der Materialien für elastomere Erzeugnisse, wie Fahrzeugreifen, bestehende Zielkonflikte aus Nachhaltigkeit und Anforderungen an die Performance aufzulösen oder zumindest eine Verbesserung zu erzielen.
Die DE 102010017107 A1 offenbart einen Verstärkungskord, welcher wenigstens ein Garn aus recyceltem PET aufweist. Das recycelte PET kann insbesondere aus PET-Getränkeflaschen stammen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elastomeres Erzeugnis bereitzustellen, welches hinsichtlich der Nachhaltigkeit weiter verbessert ist, ohne dass sich dies nachteilig auf die Eigenschaften des elastomeren Erzeugnisses auswirkt.
Die Aufgabe wird durch das elastomere Erzeugnis gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte erfindungsgemäße Ausgestaltungen ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen und den nachfolgenden Ausführungen.
Solche Ausführungsformen, die nachfolgend als bevorzugt bezeichnet sind, werden in besonders bevorzugten Ausführungsformen mit Merkmalen anderer als bevorzugt bezeichneter Ausführungsformen kombiniert. Ganz besonders bevorzugt sind somit Kombinationen von zwei oder mehr der nachfolgend als besonders bevorzugt bezeichneten Ausführungsformen. Ebenfalls bevorzugt sind Ausführungsformen, in denen ein in irgendeinem Ausmaß als bevorzugt bezeichnetes Merkmal einer Ausführungsform mit einem oder mehreren weiteren Merkmalen anderer Ausführungsformen kombiniert wird, die in irgendeinem Ausmaß als bevorzugt bezeichnet werden.
Die Erfindung betrifft ein elastomeres Erzeugnis, insbesondere Fahrzeugreifen, wobei das elastomere Erzeugnis
Filamente aus a) recyceltem Polyethylenterephthalat (PET) und b) wenigstens einem weiteren Material aufweist, wobei das weitere Material ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus b1 ) recycelten Polymeren und b2) biobasierten Polymeren, wobei die recycelten Polymere b1 ) bevorzugt ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Polyestern, wie insbesondere Polyethylennaphthalat (PEN),
Polyamiden, wie insbesondere PA6.6, PA5.6, PA4.6, PA4.10, PA6, PA6.12, PA10.10, PA12.12 und
Aramiden, wie insbesondere m-Aramid und p-Aramid, wobei Polyethylenterephthalat (PET) aus der Gruppe b1 ) ausgenommen ist, und wobei die biobasierten Polymere b2) bevorzugt ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Polyestern, wie insbesondere Polyethylenterephthalat (PET) und Polyethylennaphthalat (PEN),
Polyamiden, wie insbesondere PA6.6, PA5.6, PA4.6, PA4.10, PA6, PA6.12, PA10.10, PA12.12 und
Aramiden, wie insbesondere m-Aramid und p-Aramid, sowie Cellulosen, wie insbesondere Rayon. Dadurch, dass das elastomere Erzeugnis die Matenalkombination an Filamenten wie vorstehend ausgeführt aufweist, ist es nachhaltiger zusammengesetzt. Gleichzeitig ist es durch die genannte Matenalkombination möglich, die elastomeren Erzeugnisse so auszugestalten, dass sich keine Nachteile hinsichtlich der Eigenschaften, insbesondere im Hinblick auf das Anforderungsprofil bei der jeweils typischen Verwendung der elastomeren Erzeugnisse, ergeben.
Das elastomere Erzeugnis weist die genannten Filamente aus den Materialien a) und b) insbesondere in einem oder mehreren Festigkeitsträgem auf. Hierbei sind die Festigkeitsträger insbesondere von einer oder mehreren Kautschukmischungen, auch Gummierungsmischungen genannt, umgeben.
Das elastomere Erzeugnis weist die genannten Filamente aus den Materialien a) und b) bevorzugt in einer Vielzahl in von aus den Filamenten gesponnenen Garnen auf, wobei die Garne aus den Filamenten insbesondere als Festigkeitsträger dienen.
Dabei sind die Filamente der Materialien a) und b) gemeinsam in einem Garn versponnen und/oder liegen in getrennten Garnen vor.
Bevorzugt weist jedes Garn eine Feinheit von 100 bis 5000 dtex auf.
Die Game sämtlicher Ausführungsformen sind bevorzugt zu Verstärkungskorden verdreht. Bevorzugt weist jeder Verstärkungskord eine Gesamtfeinheit von 100 bis 10000 dtex auf.
Dabei können einzelne Game zu einem x1 -Kord verdreht sein oder mehrere Game, beispielsweise zwei Game zu einem x2-Kord oder drei Korde zu einem x3-Kord, miteinander verdreht sein.
Die Game und/oder Verstärkungskorde liegen bevorzugt in einer Vielzahl innerhalb einer Festigkeitsträgerlage vor.
Hierdurch kommen die verstärkenden Eigenschaften der Festigkeitsträger aus den Filamenten aus den Materialien a) und b) besonders gut zum Tragen. Das elastomere Erzeugnis ist gemäß bevorzugter Ausführungsformen ein Fahrzeugreifen.
Unter Fahrzeugreifen werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung Fahrzeugluftreifen und Vollgummireifen, inklusive Reifen für Industrie- und Baustellenfahrzeuge, LKW-, Landwirtschafts-, und PKW- sowie Zweiradreifen verstanden.
Das elastomere Erzeugnis ist gemäß weiterer bevorzugter Ausführungsformen ein technischer Gummiartikel, wie insbesondere ein Förderband, ein Gurt, ein Riemen oder ein Schlauch.
Bevorzugt ist ein elastomeres Erzeugnis, insbesondere Fahrzeugreifen, wobei das elastomere Erzeugnis die Filamente aus a) recyceltem PET in einem ersten Garn A) und die Filamente aus b) wenigstens einem weiteren Material in einem zweiten Garn B) aufweist.
Hierdurch ist das elastomere Erzeugnis nachhaltig zusammengesetzt und gleichzeitig können die Eigenschaften der Garne individuell eingestellt werden, auch im Hinblick auf die sich durch die jeweiligen Materialien ergebenden Besonderheiten bei der Herstellung der Game aus den Filamenten.
Gemäß vorteilhafter Ausführungsformen sind die Game A) und B) gemeinsam miteinander zu einem Verstärkungskord C) endverdreht.
Hierdurch können die Eigenschaften des Kordes, welcher ein sogenannter Hybridkord ist, optimal im Hinblick auf das Anforderungsprofil des elastomeren Erzeugnisses eingestellt werden, wobei sich insbesondere ein Synergismus aus den Vorteilen der Eigenschaften der Game A) aus den Filamenten aus Material a) sowie der Game B) aus den Filamenten des Materials b) ergibt.
Bevorzugt weist das elastomere Erzeugnis, insbesondere ein Fahrzeugreifen, die Verstärkungskorde C) in einer Vielzahl innerhalb einer Festigkeitsträgerlage auf. Hierdurch kommen die verstärkenden Eigenschaften des Kordes aus den Filamenten a) und b) besonders gut zum Tragen. Gemäß vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung sind Garne A) aus Filamenten aus a) recyceltem PET) und Garne B) aus Filamenten aus dem weiteren Material b), wobei b) ausgewählt ist aus recycelten und biobasierten Polyamiden und Aramiden, wobei PA6.6 und p-Aramid besonders bevorzugt sind, sowie Rayon, miteinander zu einem Hybridkord C) endverdreht.
Durch die gezielte Kombination der Materialien a) und b) ergeben sich besonders vorteilhafte Eigenschaften, wie nachstehend beispielhaft erläutert. Das recycelte PET a) trägt dabei insbesondere zu den günstigen physikalischen Eigenschaften bei vergleichsweise geringen Kosten und optimierter Nachhaltigkeit bei.
Bevorzugt ist insbesondere ein elastomeres Erzeugnis, wobei das elastomere Erzeugnis ein Fahrzeugreifen ist, wobei der Fahrzeugreifen Verstärkungskorde C) in der Spulbandage aufweist und b) bevorzugt ausgewählt ist aus recycelten und biobasierten Polyamiden, wobei PA6.6 besonders bevorzugt ist. Hierbei tragen die Polyamide, insbesondere PA6.6, als Material b) zu einem günstigen Schrumpfverhalten der Korde C) bei.
Hierdurch ist der Fahrzeugreifen besonders hinsichtlich der Nachhaltigkeit und der Kosten optimiert und weist gleichzeitig ausgezeichnete Eigenschaften, insbesondere hinsichtlich der Anforderungen bei hohen Geschwindigkeiten, wie beispielsweise 180 km/h oder mehr, auf.
Bevorzugt ist auch ein elastomeres Erzeugnis, wobei das elastomere Erzeugnis ein Fahrzeugreifen ist, wobei der Fahrzeugreifen Verstärkungskorde C) in der Karkasslage aufweist und b) bevorzugt ausgewählt ist aus recycelten und biobasierten Aramiden, wobei p-Aramid besonders bevorzugt ist. Aramide als Material b) tragen hierbei zur Festigkeit der Korde C) bei.
Hierdurch ist der Fahrzeugreifen besonders hinsichtlich der Nachhaltigkeit und der Kosten optimiert und weist gleichzeitig ausgezeichnete Eigenschaften, insbesondere hinsichtlich der Haltbarkeit und der Fahrdynamik, auf.
Bevorzugt ist auch ein elastomeres Erzeugnis, wobei das elastomere Erzeugnis ein Fahrzeugreifen ist, wobei der Fahrzeugreifen Verstärkungskorde C) bevorzugt in der Karkasslage aufweist und b) Rayon ist. Hierbei trägt Rayon als Material b) insbesondere zur Temperaturstabilität der Korde C) bei.
Hierdurch ist der Fahrzeugreifen besonders hinsichtlich der Nachhaltigkeit und der Kosten optimiert und weist gleichzeitig ausgezeichnete Eigenschaften, insbesondere hinsichtlich der Haltbarkeit, auf.
Gemäß weiterer vorteilhafter Ausführungsformen weist das elastomere Erzeugnis, insbesondere ein Fahrzeugreifen, eines oder mehrere Garne A) in einem ersten Verstärkungskord A‘) und eines oder mehrere Garne B) in einem zweiten Verstärkungskord B‘) auf.
Hierbei liegen die Game aus den Filamenten aus den Materialien a) und b) somit in getrennten Verstärkungskorden vor.
Hierdurch können die Materialien a) und b) in den jeweiligen Verstärkungskorden an unterschiedlichen Stellen des elastomeren Erzeugnisses gezielt im Hinblick auf die gewünschten Eigenschaften eingesetzt werden.
Gemäß vorteilhafter Ausführungsformen weist das elastomere Erzeugnis, insbesondere ein Fahrzeugreifen, die Verstärkungskorde A‘) und B‘) in demselben Bauteil auf.
Gemäß besonders vorteilhafter Ausführungsformen weist das elastomere
Erzeugnis, insbesondere ein Fahrzeugreifen, die Verstärkungskorde A‘) und B‘) in unterschiedlichen Bauteilen auf.
Hierdurch ist das elastomere Erzeugnis hinsichtlich der Nachhaltigkeit optimiert. Gleichzeitig können die Materialien a) und b) in den jeweiligen Verstärkungskorden in unterschiedlichen Bauteilen des elastomeren Erzeugnisses gezielt im Hinblick auf die gewünschten Eigenschaften eingesetzt werden.
Bevorzugt ist insbesondere ein elastomeres Erzeugnis, wobei das elastomere Erzeugnis ein Fahrzeugreifen ist, wobei der Fahrzeugreifen Verstärkungskorde A‘) in der Karkasslage und/oder dem Wulstverstärker und/oder der Spulbandage und/oder wenigstens einer Gürtellage aufweist. Hierbei weist der Fahrzeugreifen Verstärkungskorde B‘) bevorzugt in wenigstens einem anderen Bauteil auf, welches bevorzugt ebenfalls eine Karkasslage, ein Wulstverstärker, wenigstens eine Gürtellage oder eine Spulbandage ist.
Bevorzugt ist dabei ein Fahrzeugreifen, der Verstärkungskorde A‘) in der Spulbandage und Verstärkungskorde B‘) in der Karkasslage und/oder dem Wulstverstärker aufweist.
Bevorzugt ist auch ein Fahrzeugreifen, der Verstärkungskorde A‘) im Wulstverstärker und Verstärkungskorde B‘) in der Karkasslage und/oder der Spulbandage aufweist.
Bevorzugt ist auch ein Fahrzeugreifen, der Verstärkungskorde A‘) in wenigstens einer Gürtellage und Verstärkungskorde B‘) in der Karkasslage aufweist.
Bevorzugt ist auch ein Fahrzeugreifen, der Verstärkungskorde A‘) in der Karkasslage und Verstärkungskorde B‘) in der Spulbandage aufweist.
Beispielsweise und bevorzugt ist das elastomere Erzeugnis somit ein Fahrzeugreifen, wobei der Fahrzeugreifen Verstärkungskorde A‘) in der Karkasslage und Verstärkungskorde B‘) in der Spulbandage aufweist, wobei hierbei das Material b) besonders bevorzugt ausgewählt ist aus Polyamiden, besonders bevorzugt biobasiertes PA6.6, und Aramiden, besonders bevorzugt p-Aramid.
Beispielsweise und bevorzugt ist das elastomere Erzeugnis zudem ein Fahrzeugreifen, wobei der Fahrzeugreifen Verstärkungskorde B‘) in der Karkasslage und Verstärkungskorde A‘) in wenigstens einem anderen Bauteil, insbesondere im Wulstverstärker und/oder in der Spulbandage aufweist, wobei hierbei das Material b) besonders bevorzugt regenerierte Cellulose, insbesondere Rayon ist.
Beispielsweise und bevorzugt ist das elastomere Erzeugnis zudem ein Fahrzeugreifen, wobei der Fahrzeugreifen Verstärkungskorde A‘) in der Spulbandage und Verstärkungskorde B‘) in wenigstens einem anderen Bauteil, insbesondere im Wulstverstärker und/oder der Karkasslage, aufweist, wobei hierbei das Material b) besonders bevorzugt ausgewählt ist aus Polyamiden, wobei biobasiertes PA6.6 besonders bevorzugt ist.
Gemäß weiterer vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung ist das elastomere Erzeugnis ein Fahrzeugreifen, der die oben beschriebenen Verstärkungskorde C) aus den Garnen A) und B) in wenigstens einem ersten Bauteil aufweist und Verstärkungskorde A‘) aufweisend wenigstens ein Garn A) und/oder Verstärkungskorde B‘) aufweisend wenigstens ein Garn B) in wenigstens einem anderen Bauteil aufweist.
Bevorzugt ist insbesondere ein elastomeres Erzeugnis, wobei das elastomere Erzeugnis ein Fahrzeugreifen ist, wobei der Fahrzeugreifen Verstärkungskorde C) in der Spulbandage aufweist und b) in den Verstärkungskorden C) besonders bevorzugt ausgewählt ist aus recycelten und biobasierten Polyamiden, wobei PA6.6 ganz besonders bevorzugt ist; und der Fahrzeugreifen zudem Verstärkungskorde B‘) wenigstens in der Karkasslage aufweist, wobei b) in den Verstärkungskorden B‘) besonders bevorzugt regenerierte Cellulose, insbesondere Rayon, oder biobasiertes PA6.6. ist.
Bevorzugt ist auch ein elastomeres Erzeugnis, wobei das elastomere Erzeugnis ein Fahrzeugreifen ist, wobei der Fahrzeugreifen Verstärkungskorde C) in der Karkasslage aufweist und b) in den Verstärkungskorden C) besonders bevorzugt ausgewählt ist aus recyceltem und biobasierten Aramiden, wobei p-Aramid ganz besonders bevorzugt ist; und der Fahrzeugreifen zudem Verstärkungskorde B‘) wenigstens in der Spulbandage aufweist, wobei b) in den Verstärkungskorden B‘) besonders bevorzugt ausgewählt ist aus Polyamiden, besonders bevorzugt biobasiertes PA6.6, und Aramiden, besonders bevorzugt p-Aramid.
Im Folgenden werden die Materialien a) und b) näher erläutert.
Bei dem Material a) handelt es sich um recyceltes Polyethylenterephthalat (PET). Das weitere Material b) ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus b1 ) recycelten Polymeren und b2) biobasierten Polymeren, wobei die recycelten und Polymere b1 ) bevorzugt ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Polyestern, wie insbesondere Polyethylennaphthalat (PEN),
Polyamiden, wie insbesondere PA6.6, PA5.6, PA4.6, PA4.10, PA6, PA6.12, PA10.10, PA12.12 und
Aramiden, wie insbesondere m-Aramid und p-Aramid, wobei Polyethylenterephthalat (PET) aus der Gruppe b1 ) ausgenommen ist, und wobei die biobasierten Polymere b2) bevorzugt ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Polyestern, wie insbesondere Polyethylenterephthalat (PET) und Polyethylennaphthalat (PEN),
Polyamiden, wie insbesondere PA6.6, PA5.6, PA4.6, PA4.10, PA6, PA6.12, PA10.10, PA12.12 und
Aramiden, wie insbesondere m-Aramid und p-Aramid, sowie Cellulosen, wie insbesondere Rayon.
PET ist aus der Gruppe b1 ) deshalb ausgenommen, da recyceltes PET bereits als Material a) vorhanden ist und erfindungsgemäß im elastomeren Erzeugnis eine Kombination von Filamenten aus a) recyceltem PET und Filamenten aus b) wenigstens einem weiteren nachhaltigen Material vorhanden ist.
Recyceltes PET (Material a)) und recycelte Polymere (Material der Untergruppe b1 )) generell sind dem Fachmann bekannt.
Der Ausdruck „recyceltes Polymer“ meint im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Polymer, welches durch wenigstens ein Recyclingverfahren erhalten wurde. Dies sowie die weiteren Ausführungen zum Recycling gelten auch für PET.
Bei dem Recyclingverfahren kann es sich um alle dem Fachmann bekannten Recyclingverfahren handeln, wie insbesondere chemisches und/oder mechanisches Recycling.
Als Ausgangsmatenalien des Recyclings dienen insbesondere Flaschen, Kleidung und Garnabfälle. Zu mechanischen Recyclingverfahren zählen im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch Temperaturbehandlungen, wie insbesondere ein Umschmelzen.
Chemisches Recycling ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung jegliche Art von chemischer Aufbereitung von Abfällen und anschließender Neugewinnung von Erzeugnissen bzw. Vormaterialien daraus. Dies kann auch die komplette chemische Degenerierung zu Molekülen bedeuten, an denen die stoffliche Quelle, also die chemische Natur der Abfälle, nicht mehr unmittelbar erkennbar ist, und eine anschließende Synthese aus diesen Molekülen bis hin zu Polymeren, die dann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren als recyceltes Polymer im textilen Festigkeitsträger verwendet werden.
Ferner können auch industrielle Garnabfälle recycelt und als Material a) bzw. b1 ) eingesetzt werden, wie insbesondere im Fall von PA 6.6.
Hierbei ist je nach Art und Ähnlichkeit der Garnabfälle zu den benötigten Materialien ein chemisches und/oder mechanisches Recycling sinnvoll.
Recyceltes PET, welches insbesondere durch mechanisches Recycling aus Flaschen hergestellt wurde, unterscheidet sich von originärem (virgin) PET durch Zusätze, wie insbesondere durch den Gehalt an Isophthalsäure (IPA). Diese Zusätze, insbesondere durch IPA, sind beispielsweise und insbesondere in PET-Flaschen enthalten.
Während originäres PET einen Isophthalsäure-Gehalt von 0 Gew.-% aufweist, kann der Gehalt an IPA in recyceltem PET dabei bis zu 5 Gew.-% betragen.
Bevorzugt ist daher ein elastomeres Erzeugnis, insbesondere Fahrzeugreifen, wobei die Filamente aus a) recyceltem PET 0,12 bis 5 Gew.-%, insbesondere 0,12 bis 2,2 Gew.-%, an Isophthalsäure (IPA) aufweisen.
Die Gewichtsangaben in Prozent (Gew.-%) beziehen sich dabei auf die Filamente und damit im erfindungsgemäßen elastomeren Erzeugnis auf die ungummierte und unvorbehandelte Form, insbesondere das ungummierte und unvorbehandelte, d. h. insbesondere ungedippte, Garn. Recyceltes PET, welches durch mechanisches Recycling aus Garnabfällen gewonnen wurde, weist zudem einen größeren Polydispersitätsindex auf im Vergleich zu Referenzgarnen, die nicht recycelt wurden.
Bevorzugt ist zudem ein elastomeres Erzeugnis, insbesondere Fahrzeugreifen, wobei die Filamente aus a) recyceltem PET einen Kristallisationsgrad von 45 bis 53,5 % aufweisen.
Der Kristallisationsgrad wird gemäß ASTM D1505 folgendermaßen bestimmt: Über eine Dichtegradientensäule (engl. „density gradient column“) wird zunächst die Garndichte ermittelt. Anschließend wird der Kristallisationsgrad durch Interpolation anhand der nachfolgend angegebenen Literaturwerte der Dichte von 100%ig amorphem und 100%ig kristallinem PET berechnet. Die Dichte von 100%ig amorphem PET beträgt 1 ,333 g/cm3, während die von 100%ig kristallinem PET 1 ,455 g/cm3 beträgt.
Mit einem derartigen Kristallisationsgrad weisen die Filamente, insbesondere in Form von Garnen und damit Festigkeitsträgern, die notwendigen Eigenschaften hinsichtlich des Dehnungs- und Schrumpfverhaltens auf, insbesondere für die hohen Anforderungen bei der Verwendung in der Karkasslage von Fahrzeugreifen.
Bevorzugt ist zudem ein elastomeres Erzeugnis, insbesondere Fahrzeugreifen, wobei die Filamente aus a) recyceltem PET 10 bis 100 Gew.-%, bevorzugt 30 bis 100 Gew.-%, besonders bevorzugt 50 bis 100 Gew.-%, recyceltes PET umfassen.
Das recycelte PET basiert gemäß bevorzugter Ausführungsformen vollständig, also zu 100 Gew.-%, auf recyceltem PET. Hierdurch ist das erfindungsgemäße elastomere Erzeugnis besonders hinsichtlich der Nachhaltigkeit bei gleichzeitig sehr guten Eigenschaften optimiert.
Das recycelte PET basiert gemäß weiterer bevorzugter Ausführungsformen auch zu 1 bis 90 Gew.-% auf recyceltem PET und zu 10 bis 99 Gew.-% auf erdölbasiertem PET. Hierdurch ist das erfindungsgemäße elastomere Erzeugnis besonders hinsichtlich der Balance aus Nachhaltigkeit bei gleichzeitig sehr guten Eigenschaften optimiert, wobei gleichzeitig durch gezielte Auswahl des Anteils an recyceltem PET die Eigenschaften der hergestellten Erzeugnisse bedarfsgerecht eingestellt werden können.
Festigkeitsträger umfassend Filamente aus a) recyceltem PET werden bevorzugt durch folgendes Verfahren erhalten, wobei das Verfahren wenigstens die folgenden einzelnen Verfahrensschritte umfasst: a01 ) Bereitstellung von wenigstens einem Erzeugnis aus PET, wobei das Erzeugnis insbesondere aus Flaschen und Kleidung und Garnabfällen ausgewählt ist; a02) mechanisches und/oder chemisches Recycling des PET-Erzeugnisses aus Schritt a01 ); a03) Formen des recycelten PET aus Schritt a02) zu Filamenten, wobei die Filamente bevorzugt zu einem Garn verarbeitet, insbesondere gesponnen, werden; a04) Verarbeiten der in Schritt a03) erhaltenen Filamente, bevorzugt in Form eines Games, zu einem Festigkeitsträger, insbesondere einem Verstärkungskord.
Das beschriebene Verfahren ist auch analog für die recycelten Polymere der Untergruppe b1 ) durchführbar.
Festigkeitsträger umfassend Filamente aus b1 ) recycelten Polymeren können alternativ und bevorzugt durch folgendes Verfahren erhalten werden, wobei das Verfahren wenigstens die folgenden einzelnen Verfahrensschritte umfasst: a31 ) Bereitstellung von Abfällen, wie insbesondere Altreifen, Garnabfälle, sowie Abfälle aus der Fertigung von Halbzeugen von Fahrzeugreifen und anderen technischen Gummiartikeln; a32) Pyrolyse der Abfälle aus Schritt a31 ), wodurch ein Pyrolyseöl enthaltend wenigstens eine chemische Ausgangssubstanz erhalten wird; a33) Umsetzung der chemischen Ausgangssubstanz zu wenigstens einem Monomer, wobei das Monomer bevorzugt ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus p-Phenylendiamin, Tetramethylendiamin, Pentamethylendiamin, Hexamethylendiamin, Decamethylendiamin, Terephthalsäure, Monoethylenglycol, Adipinsäure, Bernsteinsäure, Sebacinsäure sowie polykondensationsfähigen Derivaten dieser Monomere, und Polymerisation des Monomers zu einem recycelten Polymer; a34) Formen des recycelten Polymers zu Filamenten, wobei die Filamente bevorzugt zu einem Polymergarn verarbeitet, insbesondere gesponnen, werden; a35) Verarbeiten der in Schritt a34) erhaltenen Filamente, bevorzugt in Form eines Games, zu einem Festigkeitsträger, insbesondere einem Verstärkungskord.
Unter „Abfällen“ werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung prinzipiell sämtliche Abfälle verstanden, die als Ausgangssubstanzen für die Verfahrensschritte geeignet sind.
Bevorzugt handelt es sich bei den Abfällen um Altreifen, Garnabfälle, insbesondere aus der Garnproduktion, sowie Abfälle aus der Fertigung von Halbzeugen von Fahrzeugreifen und anderen technischen Gummiartikeln.
Besonders bevorzugt sind Altreifen und Garnabfälle.
Die bevorzugt genannten Monomere sind insbesondere solche, aus denen durch Polykondensation Polymere wie beispielsweise Polyethylenterephthalat (PET) oder Polyamid 6.6. erhalten werden kann.
Unter „polykondensationsfähigen Derivaten dieser Monomere“ sind Monomere zu verstehen, deren Grundstruktur den genannten Monomeren ähnlich ist und die durch analoge Polykondensation zu den gleichen Ziel-Polymeren führen.
Im Fall von PET als „Ziel-Polymer“ ist ein Monomer Terephthalsäure.
Ein polykondensationsfähiges Derivat hiervon wäre z. B.
Terephthalsäuremethylester. Insbesondere und beispielsweise sind polykondensationsfähige Derivate somit ausgewält aus Carbonsäureestern, bevorzugt Carbonsäurealkylestern, welche bevorzugt ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Terephthalsäurealkylestern, Adipinsäurealkylestern, Bernsteinsäurealkylestern, Sebacinsäurealkylestern.
Der Alkylrest sämtlicher genannter Carbonsäurealkylester ist beispielsweise und bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl und Cyclohexyl, besonders bevorzugt Methyl, Ethyl, Propyl.
Gemäß weiter bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung ist das Monomer in Schritt a33) ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus p-Phenylendiamin, Tetramethylendiamin, Pentamethylendiamin, Hexamethylendiamin, Decamethylendiamin, Terephthalsäure, Monoethylenglycol, Adipinsäure, Bernsteinsäure und Sebacinsäure.
Gemäß vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung wird als Material b) ein recyceltes Polymer b1 ), besonders bevorzugt recyceltes PA6.6, insbesondere aus Garnabfällen, verwendet.
Gemäß vorteilhafter Ausführungsformen weist das elastomere Erzeugnis die Filamente aus a) recyceltem PET in Form eines PET-Garnes A) auf, welches ein sogenanntes „reguläres PET-Garn“ ist.
Unter „regulärem PET-Garn“ wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Garn verstanden, welches einen Heißschrumpf von größer oder gleich 8 % und eine Dehnung bei 45 N von größer als 0,0056 %/Den bei Filamentfeinheiten von weniger als 5 Den aufweist.
Gemäß vorteilhafter Ausführungsformen weist das elastomere Erzeugnis die Filamente aus a) recyceltem PET in Form eines HMLS-PET-Garnes A) auf, wobei das HMLS-Garn einen Heißschrumpf von kleiner als 8 % und eine Dehnung bei 45 N von weniger als 0,0056 %/Den bei Filamentfeinheiten von weniger als 5 Den aufweist. Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch die Auswahl von Filamenten a) in Form von recyceltem HMLS-PET-Garn besonders gut gelöst.
Die Abkürzung „HMLS“ ist dem Fachmann geläufig und bedeutet „high modulus low shrinkage“. Unter einem „HMLS-Garn“ ist somit ein Garn zu verstehen, welches einen hohen Modul und einen niedrigen Schrumpf aufweist. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist ein HMLS-Garn dadurch definiert, dass es wie vorstehend ausgeführt, einen Heißschrumpf von kleiner als 8 % und eine Dehnung bei 45 N von weniger als 0,0056 %/Den bei Filamentfeinheiten von weniger als 5 Den aufweist.
Dabei weist das Garn aus HMLS-PET bevorzugt einen Heißschrumpf von 4 bis 8 %, und eine Dehnung bei 45 N von 0,002 bis 0,0056 %/Den bei Filamentfeinheiten von weniger als 5 Den, besonders bevorzugt 3 bis 5 Den, auf.
Bevorzugt ist das elastomere Erzeugnis ein Fahrzeugreifen, der das HMLS-PET-Garn A) in der Karkasslage aufweist. Hierdurch wird das Flatspot-Verhalten (= reversible plastische Abplattungen in der Bodenaufstandsfläche beim Parken) optimiert sowie extensive Seitenwandeinschnürungen vermieden.
HMLS-PET-Garne bzw. Verstärkungskorde aus HMLS-PET-Garnen, welche zu 10 bis 100 Gew.-% recyceltes PET enthalten, werden bevorzugt durch folgendes Verfahren erhalten, wobei das Verfahren wenigstens die folgenden einzelnen Verfahrensschritte umfasst: a10) Bereitstellung von PET-Chips, welche 100 Gew.-% recyceltes PET aus PET-Flaschen oder anderen PET-Erzeugnissen umfassen und optional Bereitstellung von Chips aus originärem, also erdölbasiertem, PET; a11 ) Vorkristallisation, Kristallisation und Festphasen-Polymerisation des PET aus Schritt a10), wodurch hochviskose PET-Chips mit einer intrinsischen Viskosität von 0,85 bis 1 ,15 dl/g erhalten werden; a12) Trocknen, optional Mischen der Chips aus recyceltem PET mit Chips aus originärem PET, womit PET-Chips erhalten werden, die zu 10 bis 100 Gew.-% Chips aus recyceltem PET umfassen, Schmelzen und Extrudieren der PET-Chips für das Garnspinnen, anschließendes Gamspinnen mittels einer Spinndüse umfassend eine Nachheizung mit einer Pufferzone der hochviskosen PET-Chips aus Schritt a11 ), und schrittweises Abkühlen des unverstreckten Garns, wobei der Wassergehalt der Chips nach dem Trocknen weniger als 30 ppm beträgt, die Temperatur der Nachheizung unterhalb der Spinndüse 280 bis 350 °C beträgt und die Länge der Pufferzone unter der Nachheizung während des schrittweise Abkühlens 20 bis 100 mm beträgt; a13) Ölen, Ziehen, Wärmeaushärten und Wickeln nach dem schrittweisen Abkühlen in Schritt a12), wodurch ein PET-Garn aus Filamenten erhalten wird, welche vollständig oder teilweise aus recyceltem PET bestehen, wobei das erhaltene PET-Garn ein HMLS-PET-Garn ist, welches einen Heißschrumpf von kleiner als 8 % und eine Dehnung bei 45 N von weniger als 0,0056 %/Den bei Filamentfeinheiten von weniger als 5 Den aufweist; a14) optional Verarbeiten des in Schritt a13) erhaltenen Garnes zu einem Verstärkungskord.
Bevorzugt ist somit auch ein elastomeres Erzeugnis, insbesondere Fahrzeugreifen, wobei das elastomere Erzeugnis die Filamente aus a) recyceltem PET in Form eines HMLS-PET-Garnes A) aufweist, wobei das HMLS-Garn durch ein Verfahren umfassend wenigstens die Verfahrensschritte a10) bis a14) hergestellt ist.
Der Heißschrumpf von Garnen wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung mittels der Heißluftschrumpf-Methode gemäß ASTM D885 bestimmt. Die Testbedingungen lauten: Temperatur 177 °C, Last 0,05g/Den, Dauer 10 min.
Die Dehnung bei 45 N werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung mittels eines Instron-Zugprüfgerätes (engl. „Instron tensile tester“) gemäß ASTM D885 bestimmt: Gerät Instron 5564, Klemme (engl. „clamp“): C-clamp, 2714-004 mit pneumatischer Aktivierung (engl. „pneumatic activation“), Ladekapazität 1 kN (ein kiloNewton), Testbedingungen: Messlänge (engl. „gauge length“) 250 mm, Querhauptgeschwindigkeit (engl. „cross head speed“) 300 mm/min, Vorspannung 0,05 gf/Den (Gram-force pro Denier), Luftdruck 0,4 bis 0,6 MPa, Konditionierung der Proben vor dem Test: 24 Stunden bei 24 ± (plus minus) 2 °C, 55 ± 5 % Luftfeuchtigkeit.
Die intrinsische Viskosität wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung mittels eines Ubbelohde-Kapillar-Viskosimeters (engl. „Ubbelohde Capillary Viscometer“) gemäß ASTM D4603 bestimmt.
Durch die Vorkristallisation (engl. „pre-crystallization“), Kristallisation und Festphasen-Polymerisation (engl. solid-state polymerization SSP) in Schritt a11 ) wird eine weitere Polymerisation und damit eine Reduktion des Anteils an kürzeren Polymermolekülen erzielt, wodurch ein molekulares Kettenwachstum erzielt wird. Dies resultiert in einer erhöhten intrinsischen Viskosität. Hierdurch wird die Ziehbarkeit des Materials verbessert, wobei auch die Zugsteifigkeit und der Modul (Steifigkeit) des Garns verbessert werden.
Durch Kombination der Vorkristallisation und Kristallisation mit der Temperatur der Nachheizung unterhalb der Spinndüse von 280 bis 350 °C und der Länge der Pufferzone unter der Nachheizung während des schrittweise Abkühlens von 20 bis 100 mm in Schritt a12) kann die Kristallisationsrate derart angepasst werden, dass eine hohe Spinn- Geschwindigkeit und eine hohe Zugrate beim Spinnprozess gewählt werden können.
Ferner wird die Häufigkeit von Filament- und Garnbruch reduziert, wodurch ein Garn mit einer hohen Zugsteifigkeit und einem hohen Modul erhalten werden kann.
Festphasen-Polymerisation (engl. solid-state polymerization SSP) ist ein Prozess, bei dem die rohen PET-Chips in einem Reaktor platziert und erwärmt werden, um zu polymerisieren. Hierbei werden die molekulare Kettenlänge und die intrinsische Viskosität erhöht. Die intrinsische Viskosität von recycelten PET-Chips beträgt 0,55 bis 0,75 dl/g. Der Begriff Festphasen-Polymerisation wird im deutschen auch als Festphasen-Kondensation bezeichnet, da durch den Entzug von Wasser eine Kondensation stattfindet.
Der Ausdruck „biobasiertes Polymer“ der Untergruppe b2) meint im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Polymer, welches stofflich vollständig oder zumindest teilweise aus Monomeren aufgebaut ist, welche aus Biomassen gewonnen wurden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bedeutet „vollständig aus Biomassen hergestellt“, dass 100 Gew.-% der Ausgangsmonomere unmittelbar stofflich aus Biomassen gewonnen wurden.
Gemäß vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung ist das biobasierte Polymer b2) vollständig, d. h. zu 100 Gew.-%, aus Monomeren aus Biomassen hergestellt. Hierdurch ist das erfindungsgemäße elastomere Erzeugnis besonders hinsichtlich der Nachhaltigkeit bei gleichzeitig sehr guten Eigenschaften optimiert.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bedeutet „zumindest teilweise aus Biomassen hergestellt“, dass mehr als 0 Gew.-% der Ausgangsmonomere unmittelbar stofflich aus Biomassen gewonnen wurden.
Gemäß weiterer vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung ist das biobasierte Polymer b2) teilweise, also zu mehr als 0 Gew.-% und weniger als 100 Gew.-%, aus Monomeren aus Biomassen hergestellt, insbesondere wenn ein Teil der dem Polymer zugrunde liegenden Monomere nicht über Biomassen zugänglich ist.
Hierdurch ist das erfindungsgemäße elastomere Erzeugnis hinsichtlich der je nach Verfügbarkeit von Ausgangsmatenalien erforderlichen Flexibilität und Nachhaltigkeit bei gleichzeitig sehr guten Eigenschaften optimiert.
Gemäß bevorzugter Ausführungsformen werden 10 bis 100 Gew.-%, besonders bevorzugt 30 bis 100 Gew.-%, der Ausgangsmonomere aus Biomassen hergestellt. Das bedeutet, dass gemäß dieser bevorzugten Ausführungsformen das biobasierte Polymer zu 10 bis 100 Gew.-%, besonders bevorzugt zu 30 bis 100 Gew.-%, auf der Polymerisation von aus Biomassen hergestellten Ausgangsmonomeren basiert.
Wie dem Fachmann bekannt ist, kann der Anteil der biobasierten Stoffe, also der Anteil aus nachwachsenden Rohstoffen im Polymer, gemäß der ASTM D 6866 (C-14-Methode) bestimmt werden.
Besonders bevorzugt ist das biobasierte Polymer ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyethylenterephthalat (PET), Polyamid 6.6 (PA 6.6), Polyamid (PA 5.6), Polyamid 4.6 (PA 4.6), Polyamid 4.10 (PA 4.10) und Aramid.
PET basiert auf der Polymerisation, insbesondere Polykondensation der Ausgangsmonomere Terephthalsäure und Monoethylenglycol (MEG, auch Ethandiol).
Bevorzugt basiert das biobasierte PET zu 30 bis 100 Gew.-% auf der Polymerisation von aus Biomassen hergestellten Ausgangsmonomeren.
Gemäß vorteilhafter Ausführungsformen werden beide Monomere des biobasierten PET statt aus Erdöl aus Biomassen gewonnen.
Gemäß weiterer vorteilhafter Ausführungsformen wird zumindest Monoethylenglycol aus Biomassen, insbesondere aus pflanzlichen Rohstoffen wie beispielsweise Zuckerrohr oder Melasse gewonnen.
Polyamid 6.6 (PA6.6) basiert auf der Polymerisation, insbesondere Polykondensation der Ausgangsmonomere Hexamethylendiamin und Adipinsäure.
Bevorzugt basiert das biobasierte PA6.6 zu 50 bis 100 Gew.-% auf der Polymerisation von aus Biomassen hergestellten Ausgangsmonomeren.
Gemäß vorteilhafter Ausführungsformen werden beide Monomere des biobasierten PA6.6. statt aus Erdöl aus Biomassen gewonnen.
Polyamid 5.6 basiert auf der Polymerisation, insbesondere Polykondensation der Ausgangsmonomere Pentamethylendiamin (1 ,5-Diaminopentan) und Adipinsäure. Gemäß vorteilhafter Ausführungsformen werden beide Monomere des biobasierten PA5.6. statt aus Erdöl aus Biomassen gewonnen.
Gemäß weiterer vorteilhafter Ausführungsformen wird zumindest Pentamethylendiamin statt aus Erdöl aus Biomassen gewonnen.
Polyamid 4.6 basiert insbesondere auf der Polymerisation, insbesondere Polykondensation der Ausgangsmonomere Hexamethylendiamin und Bernsteinsäure.
Gemäß vorteilhafter Ausführungsformen werden beide Monomere des biobasierten PA4.6 statt aus Erdöl aus Biomassen gewonnen.
Gemäß weiterer vorteilhafter Ausführungsformen wird zumindest Bernsteinsäure statt aus Erdöl aus Biomassen gewonnen.
Polyamid 4.10 basiert auf der Polymerisation, insbesondere Polykondensation der Ausgangsmonomere Tetramethylendiamin und Sebacinsäure.
Gemäß vorteilhafter Ausführungsformen werden beide Monomere des biobasierten PA4.10 statt aus Erdöl aus Biomassen gewonnen.
Gemäß weiterer vorteilhafter Ausführungsformen wird zumindest Tetramethylendiamin statt aus Erdöl aus Biomassen gewonnen.
Gemäß weiterer vorteilhafter Ausführungsformen wird zumindest Sebacinsäure statt aus Erdöl aus Biomassen gewonnen.
Gemäß vorteilhafter Ausführungsformen ist das biobasierte Polymer biobasiertes Aramid.
Gemäß bevorzugter Ausführungsformen basiert das biobasierte Aramid zu 50 bis 100 Gew.-% auf der Polymerisation, insbesondere Polykondensation, von aus Biomassen hergestellten Ausgangsmonomeren (Monomeren aus Biomassen).
Gemäß bevorzugter Ausführungsformen basiert das biobasierte Aramid vollständig, d. h. zu 100 Gew.-%, auf der Polymerisation, insbesondere Polykondensation von Monomeren aus Biomassen. Gemäß vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung wird als Material b) ein biobasiertes Polymer b2), besonders bevorzugt biobasiertes PA6.6 und/oder p-Aramid, verwendet.
Festigkeitsträger umfassend Filamente aus b2) biobasierten Polymeren werden bevorzugt durch folgendes Verfahren erhalten, wobei das Verfahren wenigstens die folgenden einzelnen Verfahrensschritte umfasst: b21 ) Herstellen oder Bereitstellen einer Ausgangszusammensetzung umfassend Ausgangsmonomere, die vollständig oder zumindest teilweise aus Biomasse hergestellt werden; b22) Polymerisieren der in der Ausgangszusammensetzung enthaltenen Ausgangsmonomere zu einem biobasierten Polymer; b23) Formen des biobasierten Polymers zu Filamenten, wobei die Filamente bevorzugt zu einem biobasierten Polymergarn verarbeitet, insbesondere gesponnen, werden; b24) Verarbeiten der in Schritt b23) erhaltenen Filamente, bevorzugt in Form eines Games, zu einem Festigkeitsträger, insbesondere einem Verstärkungskord.
Bevorzugt ist ein elastomeres Erzeugnis, insbesondere Fahrzeugreifen, wobei das weitere Material b) ausgewählt ist aus recyceltem PA6.6, biobasiertem PA4.10, biobasiertem PA4.6, biobasiertem p-Aramid und biobasiertem PET.
Wie eingangs ausgeführt ist ein elastomeres Erzeugnis, insbesondere ein Fahrzeugreifen, besonders bevorzugt, wobei das elastomere Erzeugnis die Filamente aus a) recyceltem PET in einem ersten Garn A) und die Filamente aus b) wenigstens einem weiteren Material in einem zweiten Garn B) aufweist.
Hierbei sind die Game A) und B) bevorzugt von unterschiedlichen oder der gleichen Kautschukmischung, im Folgenden „Gummierungsmischung“ genannt, umgeben. Bevorzugt liegen die Garne A) und B) dabei in den beschriebenen Korden C), welcher ein Hybridkord aus wenigstens einem Garn A) und wenigstens einem Garn B) ist, bzw. den Korden A‘) und B‘) vor.
Die Gummierungsmischung der Game A) und/oder B) enthält bevorzugt wenigstens einen Bestandteil, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus biobasierten Füllstoffen, bevorzugt aus Reisschalen-Asche hergestelltes Silika, recycelten Füllstoffen, bevorzugt Pyrolyse-Rußen, biobasierten Polymeren, bevorzugt biobasiertem Polybutadien, und wobei die Gummierungsmischung bevorzugt im Wesentlichen frei von Resorcin ist.
Hierdurch werden die Nachhaltigkeit sowie Umwelt- und Gesundheitsfreundlichkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie des hergestellten Verbundmaterials und des hergestellten elastomeren Erzeugnisses weiter erhöht, wobei gleichzeitig die physikalischen Eigenschaften des hergestellten Verbundmaterials und des hergestellten elastomeren Erzeugnisses auf einem sehr guten Niveau liegen.
Pyrolyse-Ruße sind dem Fachmann beispielsweise aus der US 2010249353 A1 bekannt und werden durch Pyrolyse von Altreifen unter Sauerstoffausschluss gewonnen.
Pyrolyse-Ruß unterscheidet sich von Industrierußen, insbesondere den ASTM-Rußen wie N660, u.a. im höheren Aschegehalt und gleichzeitig geringerem Gehalt an polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK).
Industrieruße weisen einen hohen Anteil an polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK) auf. Industrieruße haben einen PAK-Gehalt von größer als 200 mg/kg.
Der PAK-Gehalt der im Rahmen der vorliegenden Erfindung eingesetzten Pyrolyse-Ruße beträgt bevorzugt weniger als 50 ppm (mg/kg), besonders bevorzugt weniger als 40 ppm, ganz besonders bevorzugt weniger als 30 ppm, wiederum bevorzugt weniger als 10 ppm. Die untere Grenze liegt im Bereich von 0,1 mg/kg, was die Nachweisgrenze von PAK darstellt. Grundsätzlich soll der PAK-Gehalt so gering wie möglich sein.
Der PAK-Gehalt wird gemäß ASTM D-5186 bestimmt.
Der im Rahmen der vorliegenden Erfindung eingesetzte Pyrolyse-Ruß weist bevorzugt einen Aschegehalt von 5 bis 30 Gew.-%, besonders bevorzugt 10 bis 30 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 10 bis 20 Gew.-%, auf. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt der Aschegehalt 15 bis 20 Gew.-%.
Der Aschegehalt bezieht sich nur auf den Pyrolyse-Ruß und wird mittels thermogravimetrischer Analyse (TGA) gemäß ASTM D1506 des Pyrolyse-Rußes bestimmt.
Der Begriff „aus Reisschalen-Asche hergestelltes Silika“ ist dem Fachmann auch unter dem englischen Ausdruck „rice husk ash silica“ (RHAS) bekannt.
Hierbei handelt es sich um Silika, dass aus den anorganischen Verbrennungsrückständen (Asche) von Reisschalen gewonnen wird. Die aus Reisschalen erhaltene Asche weist mit mehr als 80 Gew.-% einen vergleichsweise hohen Silika-Anteil auf und eignet sich daher besonders gut zur Gewinnung von Silika.
Bevorzugt weist das in der Gummierungsmischung bevorzugt enthaltene aus Reisschalen-Asche hergestellte Silika eine Stickstoff-Oberfläche (BET -Oberfläche) (gemäß DIN ISO 9277 und DIN 66132) von 35 bis 400 m2/g, besonders bevorzugt von 35 bis 350 m2/g, ganz besonders bevorzugt von 75 bis 320 m2/g und wiederum ganz besonders bevorzugt von 120 bis 235 m2/g, und eine CTAB-Oberfläche (gemäß ASTM D 3765) von 30 bis 400 m2/g, besonders bevorzugt von 30 bis 330 m2/g, ganz besonders bevorzugt von 70 bis 300 m2/g und wiederum ganz besonders bevorzugt von 110 bis 230 m2/g, auf.
Biobasierte Polymere, bevorzugt biobasiertes Polybutadien, bedeutet analog zu obigen Ausführungen, dass wenigstens ein Monomer des Polymers der Gummierungsmischung aus Biomassen gewonnen wird. Bevorzugt ist die Gummierungsmischung im Wesentlichen frei von Resorcin.
Dies wird insbesondere und bevorzugt durch Auswahl einer oder mehrerer der folgenden Möglichkeiten erzielt:
I) Die Gummierungsmischung ist frei von Verstärkerharzen und enthält dabei 0 phr an Methylenakzeptoren und Methylendonoren, was inkludiert, dass die Mischung frei von Resorcin ist;
II) die Gummierungsmischung ist frei von Methylenakzeptoren und enthält dabei 0 phr an Methylenakzeptoren, was inkludiert, dass die Mischung frei von Resorcin ist
III) die Gummierungsmischung enthält eine geeignete Substanz als Ersatz für Resorcin in Kombination mit einem Methylendonor, wie bevorzugt und beispielsweise zumindest ein Novolak-Harz, welches Alkylurethaneinheiten aufweist, und ein verethertes Melaminharz, wie beispielsweise in der EP 2 432 810 B1 oder WO 2021197648 A1 beschrieben.
Bei der Gummierungsmischung kann es sich ansonsten um jegliche dem Fachmann bekannte, geeignete Gummierungsmischung zur Ummantelung von Festigkeitsträgern, insbesondere textilen Festigkeitsträgem, handeln. Bevorzugt enthält die Gummierungsmischung wenigstens einen Dienkautschuk, insbesondere für den Fall, dass nicht bereits biobasiertes Polymer, insbesondere Polybutadien, in der Gummierungsmischung enthalten ist.
Durch die Anwesenheit wenigstens eines Dienkautschuks ist die Gummierungsmischung insbesondere schwefelvulkanisierbar.
Sämtliche beschriebenen Festigkeitsträger aus den Filamenten a) und b) werden bevorzugt zeitlich vor der Ummantelung mit einer oder mehreren Gummierungsmischungen auf bekannte Weise behandelt.
Dabei werden die Festigkeitsträger insbesondere haftungsaktiviert.
Hierzu werden die geformten Festigkeitsträger mittels eines Dips weiterverarbeitet.
Hierdurch erhält der Festigkeitsträger, insbesondere das Garn oder der Kord, ideale physikalische Eigenschaften und ein optimiertes Haftvermögen an die später aufgebrachte Gum m ierungsm ischung.
Insbesondere kann der Dip einen Vor-Dip umfassen sowie ein im Stand der Technik bekannter RFL-Dip (Resorcin-Formaldehyd-Latex) sein oder eine umweit- und gesundheitsfreundliche RFL-freie Alternative, wie beispielsweise in DE
102014211362 A1 , WO 2019015792 A1 , EP 3702521 A1 , EP 3702522 A1 oder EP 3702523 A1 beschrieben.
Die Haftungsausrüstung mittels eines Dips kann damit insbesondere im Stand der Technik bekannte 1 -Bad- oder 2-Bad-Verfahren (Vor-Dip und Dip) umfassen.
Während des Dipverfahrens werden nacheinander im Stand der Technik bekannte Vorrichtungen und Bedingungen, wie Tauchlösungswannen, Spannungszonen und Öfen verwendet. Dabei wird der Festigkeitsträger um 0 bis 8 %, insbesondere 0 bis 3 %, verstreckt.
Dabei sind Festigkeitsträger umfassend Filamente aus a) recyceltem PET gemäß vorteilhafter Ausführungsformen mittels eines RFL-Dips behandelt.
Ansonsten erfolgt die Herstellung des elastomeren Erzeugnisses, insbesondere Fahrzeugreifens, auf dem Fachmann bekannte Weise mit dem Fachmann bekannten Vorrichtungen.
Hierbei wird insbesondere zunächst ein unvulkanisierter Rohling, insbesondere eines unvulkanisierten Fahrzeugreifens, aufweisend Filamente aus den Materialien a) und b), inklusive sämtlicher beschriebener Ausführungsformen, durch Aufeinanderlegen der entsprechenden Bauteile, welche unvulkanisierte Kautschukmischungen umfassen, bereitgestellt. Anschließend wir der Rohling vulkanisiert.
Gemäß vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung enthält das elastomere Erzeugnis recycelten Stahl in Form von Festigkeitsträgern. Beispielsweise ist das elastomere Erzeugnis hierbei ein Fahrzeugreifen, der in einem Bauteil, wie beispielsweise in wenigstens einer Gürtellage und/oder in wenigstens einem Wulstkern und/oder wenigstens in der Karkasslage recycelten Stahl in Form von Festigkeitsträgern enthält.
Unter „recyceltem Stahl“ wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung Stahl verstanden, welcher vollständig, d. h. zu 100 Gew.-%, oder zumindest teilweise, d. h. zu 1 bis 99,99 Gew.-%, bevorzugt 50 bis 99,99 Gew.-%, durch ein Recyclingverfahren von Stahl (Alt-Stahl) hergestellt wurde.
Hierdurch ist das elastomere Erzeugnis weiter hinsichtlich der Nachhaltigkeit optimiert.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einiger beispielhafter und besonders vorteilhafter Ausgestaltungen weiter erläutert.
Beispiel 1
Zunächst werden textile Festigkeitsträger enthaltend Filamente aus a) recyceltem PET in Form von recyceltem HMLS-PET-Garn hergestellt. Hierzu werden als Ausgangsmaterial in Schritt a10) PET-Chips, welche 100 Gew.-% recyceltes PET aus PET-Flaschen oder anderen PET-Erzeugnissen umfassen, bereitgestellt und das Verfahren gemäß den Schritten a11 ) bis a14) durchgeführt, inklusive der Festphasen-Polymerisation wie oben beschrieben.
Dabei werden die rohen PET-Chips gemäß Schritt a11 ) für 0,5 bis 1 ,5 Stunden bei einer Temperatur von 150 bis 180 °C vorkristallisiert und anschließend für 4 bis 6 Stunden bei einer Temperatur von 200 bis 230 °C kristallisiert und schließlich für 30 bis 35 Stunden in einem SSP-Reaktor bei einer Wandtemperatur von 200 bis 220 °C reagieren gelassen.
Das gesamte System aus Vorrichtungen wird in einer Stickstoffatmosphäre betrieben, wobei der Sauerstoffgehalt des Stickstoffs bei 30 bis 70 ppm gehalten wird und der Taupunkt bevorzugt niedriger als - 70 °C (niedriger als minus 70 °C) beträgt.
Die Chips werden gemäß Schritt a12) zu einem unverstreckten Garn A) verarbeitet und anschließend gemäß Schritt a13) zu einem HMLS-Garn verarbeitet, wobei das Garn einen Heißschrumpf von 2,3 % und eine Dehnung bei 45 N von 0,0008 %/Den bei Filamentfeinheiten von weniger als 5 Den aufweist.
Das Garn A) wird mit einer Feinheit 1100 dtex hergestellt und jeweils 2 Game zu einem x2-Kord A‘) miteinander endverdreht.
Die Korde A‘) werden anschließend mit einem Vor-Dip vorbehandelt. Der Vor-Dip hat die Zusammensetzung: 95,26% Gew.-% (Gewichtsprozent) Wasser, 0,90% Gew.-% Denacol EX313 (eine Epoxy-Verbindung) und 3,84% Gew.-% Grilbond IL-6 (eine Polyisocyanat-Verbindung). Anschließend werden die vorgedippten Korde bei 210 bis 250 °C wärmebehandelt.
Hiernach werden die Korde mittels eines im Stand der Technik bekannten RFL-Dips zur Haftaktivierung behandelt. Anschließend werden die gedippten Korde bei 170 bis 250 °C wärmebehandelt.
Anschließend wird der haftaktivierte textile Festigkeitsträger vollständig in eine vernetzbare Gummierungsmischung eingebettet. Die vernetzbare Gummierungsmischung enthält dabei unter anderem 100 phr Dienkautschuke, und dabei wenigstens 50 phr Polyisopren, sowie 30 phr Pyrolyse-Ruß.
Als Teil eines üblichen Vulkanisationssystems umfasst die vernetzbare Gummierungsmischung zudem 2,4 phr Schwefel sowie zumindest ein Novolak-Harz, welches Alkylurethaneinheiten aufweist, und ein verethertes Melaminharz und darüber hinaus übliche weitere Bestandteile.
Die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendete Angabe phr (parts per hundred parts of rubber by weight) ist die in der Kautschukindustrie übliche Mengenangabe für Mischungsrezepturen. Die Dosierung der Gewichtsteile der einzelnen Substanzen wird dabei stets auf 100 Gewichtsteile der gesamten Masse aller in der Mischung vorhandenen Kautschuke bezogen, die sich entsprechend zu 100 addiert.
Die wie vorstehend beschrieben gummierten Festigkeitsträger werden als vulkanisierbare Festigkeitsträgerlage bereitgestellt, und zwar in Form einer Karkasslage. Ferner wird als weitere Komponente eine vulkanisierbare Festigkeitsträgerlage als Spulbandage bereitgestellt, wobei die Spulbandage Filamente aus dem Material b) enthält, und zwar in Form von x2-Korden B‘) aus Garnen B) mit einer Garnfeinheit von 470 dtex, wobei das Material b) besonders bevorzugt ausgewählt ist aus Polyamiden, wobei biobasiertes PA6.6 ganz besonders bevorzugt ist. Die 470x2 Korde aus PA6.6 werden ebenfalls mit einer Gummierungsmischung gummiert, welche unter anderem 100 phr Dienkautschuke, und dabei wenigstens 50 phr Polyisopren, sowie 30 phr Pyrolyse-Ruß enthält. Die Gummierungsmischung der Spulbandage kann dabei von der Gummierungsmischung der Karkasslage verschieden sein, wobei der Fachmann übliche Bestandteile im Hinblick auf die jeweiligen Bauteile und die daraus resultierenden Anforderungen wählt.
Die beiden unvulkanisierten Komponenten werden mit anderen Komponenten zu einem unvulkanisierten PKW-Reifenrohling zusammengefügt.
Aus dem unvulkanisierten Reifenrohling wird anschließend durch Vulkanisation bei üblichen Bedingungen ein Fahrzeugreifen erhalten, welcher in der Karkasslage Filamente aus a) recyceltem PET und in der Spulbandage Filamente aus b) dem weiteren nachhaltigen Material, beispielsweise aus biobasiertem PA6.6 umfasst.
Der somit erhaltene beispielhafte PKW-Reifen ist eine besonders günstige Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Erzeugnisses, bei dem die Vorteile der vorliegenden Erfindung besonders stark zum Tragen kommen. Der PKW-Reifen wird auf besonders gesundheits- und umweltfreundliche sowie nachhaltige Weise hergestellt bzw. ist besonders nachhaltig zusammengesetzt, wobei er sich gleichzeitig durch eine optimale Haltbarkeit im Fährbetrieb auszeichnet.

Claims

Patentansprüche / Patent claims
1. Elastomeres Erzeugnis, insbesondere Fahrzeugreifen, wobei das elastomere Erzeugnis
Filamente aus a) recyceltem Polyethylenterephthalat (PET) und b) wenigstens einem weiteren Material aufweist, wobei das weitere Material ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus b1 ) recycelten Polymeren und b2) biobasierten Polymeren, wobei die recycelten Polymere b1 ) bevorzugt ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Polyestern, wie insbesondere Polyethylennaphthalat (PEN),
Polyamiden, wie insbesondere PA6.6, PA5.6, PA4.6, PA4.10, PA6, PA6.12, PA10.10, PA12.12 und
Aramiden, wie insbesondere m-Aramid und p-Aramid, wobei Polyethylenterephthalat (PET) aus der Gruppe b1 ) ausgenommen ist, und wobei die biobasierten Polymere b2) bevorzugt ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Polyestern, wie insbesondere Polyethylenterephthalat (PET) und Polyethylennaphthalat (PEN),
Polyamiden, wie insbesondere PA6.6, PA5.6, PA4.6, PA4.10, PA6, PA6.12, PA10.10, PA12.12 und
Aramiden, wie insbesondere m-Aramid und p-Aramid, sowie Cellulosen, wie insbesondere Rayon, wobei das elastomere Erzeugnis die genannten Filamente aus den Materialien a) und b) bevorzugt in einer Vielzahl in von aus den Filamenten gesponnenen Garnen aufweist, wobei die Game aus den Filamenten insbesondere als Festigkeitsträger dienen.
2. Elastomeres Erzeugnis, insbesondere Fahrzeugreifen, nach Anspruch 1 , wobei das elastomere Erzeugnis die Filamente aus a) recyceltem PET in einem ersten Garn A) und die Filamente aus b) wenigstens einem weiteren Material in einem zweiten Garn B) aufweist.
3. Elastomeres Erzeugnis, insbesondere Fahrzeugreifen, nach Anspruch 2, wobei die Game A) und B) gemeinsam miteinander zu einem Verstärkungskord C) endverdreht sind.
4. Elastomeres Erzeugnis nach Anspruch 3, wobei das elastomere Erzeugnis ein Fahrzeugreifen ist, wobei der Fahrzeugreifen Verstärkungskorde C) in der Spulbandage aufweist und b) bevorzugt ausgewählt ist aus recycelten und biobasierten Polyamiden, wobei PA6.6 besonders bevorzugt ist.
5. Elastomeres Erzeugnis nach Anspruch 3, wobei das elastomere Erzeugnis ein Fahrzeugreifen ist, wobei der Fahrzeugreifen Verstärkungskorde C) in der Karkasslage aufweist und b) bevorzugt ausgewählt ist aus Rayon sowie recycelten und biobasierten Aramiden, wobei p-Aramid besonders bevorzugt ist.
6. Elastomeres Erzeugnis, insbesondere Fahrzeugreifen, nach Anspruch 2, wobei das elastomere Erzeugnis eines oder mehrere Game A) in einem ersten Verstärkungskord A‘) und eines oder mehrere Game B) in einem zweiten Verstärkungskord B‘) aufweist.
7. Elastomeres Erzeugnis, insbesondere Fahrzeugreifen, nach Anspruch 6, wobei das elastomere Erzeugnis die Verstärkungskorde A‘) und B‘) in demselben Bauteil aufweist.
8. Elastomeres Erzeugnis, insbesondere Fahrzeugreifen, nach Anspruch 6, wobei das elastomere Erzeugnis die Verstärkungskorde A‘) und B‘) in unterschiedlichen Bauteilen aufweist, wobei das elastomere Erzeugnis bevorzugt ein Fahrzeugreifen ist, wobei der Fahrzeugreifen Verstärkungskorde A‘) bevorzugt in der Karkasslage und/oder dem Wulstverstärker und/oder der Spulbandage und/oder wenigstens einer Gürtellage und Verstärkungskorde B‘) bevorzugt in wenigstens einem anderen Bauteil aufweist, welches bevorzugt ebenfalls eine Karkasslage, ein Wulstverstärker, wenigstens eine Gürtellage und/oder eine Spulbandage ist.
9. Elastomeres Erzeugnis nach Anspruch 8, wobei das elastomere Erzeugnis ein Fahrzeugreifen ist, der Verstärkungskorde A‘) in der Spulbandage und Verstärkungskorde B‘) in der Karkasslage und/oder dem Wulstverstärker aufweist.
10. Elastomeres Erzeugnis nach Anspruch 8, wobei das elastomere Erzeugnis ein Fahrzeugreifen ist, der Verstärkungskorde A‘) im Wulstverstärker und Verstärkungskorde B‘) in der Karkasslage und/oder der Spulbandage aufweist.
11. Elastomeres Erzeugnis nach Anspruch 8, wobei das elastomere Erzeugnis ein Fahrzeugreifen ist, der Verstärkungskorde A‘) in wenigstens einer Gürtellage und Verstärkungskorde B‘) in der Karkasslage aufweist.
12. Elastomeres Erzeugnis nach Anspruch 8, wobei das elastomere Erzeugnis ein Fahrzeugreifen ist, der Verstärkungskorde A‘) in der Karkasslage und Verstärkungskorde B‘) in der Spulbandage aufweist.
13. Elastomeres Erzeugnis, insbesondere Fahrzeugreifen, nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das elastomere Erzeugnis die Filamente aus a) recyceltem PET in Form eines HMLS-PET-Garnes A) aufweist, wobei das HMLS-Garn einen Heißschrumpf von kleiner als 8 % und eine Dehnung bei 45 N von weniger als 0,0056 %/Den bei Filamentfeinheiten von weniger als 5 Den aufweist.
14. Elastomeres Erzeugnis, insbesondere Fahrzeugreifen, nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Filamente aus a) recyceltem PET 10 bis 100 Gew.-%, bevorzugt 30 bis 100 Gew.-%, besonders bevorzugt 50 bis 100 Gew.-%, recyceltes PET umfassen.
15. Elastomeres Erzeugnis, insbesondere Fahrzeugreifen, nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Filamente aus a) recyceltem PET 0,12 bis 5 Gew.-%, insbesondere 0,12 bis 2,2 Gew.-%, an Isophthalsäure (IPA) aufweisen.
16. Elastomeres Erzeugnis, insbesondere Fahrzeugreifen, nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Filamente aus a) recyceltem PET einen Kristallisationsgrad von 45 bis 53,5 % aufweisen.
17. Elastomeres Erzeugnis, insbesondere Fahrzeugreifen, nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das elastomere Erzeugnis die Filamente aus a) recyceltem PET in Form eines HMLS-PET-Garnes A) aufweist, wobei das HMLS-Garn durch wenigstens folgende Verfahrensschritte hergestellt ist: a10) Bereitstellung von PET-Chips, welche 100 Gew.-% recyceltes PET aus PET-Flaschen oder anderen PET-Erzeugnissen umfassen und optional Bereitstellung von Chips aus originärem PET; a11 ) Vorkristallisation, Kristallisation und Festphasen-Polymerisation des PET aus Schritt a10), wodurch hochviskose PET-Chips mit einer intrinsischen Viskosität von 0,85 bis 1 , 15 dl/g erhalten werden; a12) Trocknen, optional Mischen der Chips aus recyceltem PET mit Chips aus originärem PET, womit PET-Chips erhalten werden, die zu 10 bis 100 Gew.-% Chips aus recyceltem PET umfassen, Schmelzen und Extrudieren der PET-Chips für das Garnspinnen, anschließendes Gamspinnen mittels einer Spinndüse umfassend eine Nachheizung mit einer Pufferzone der hochviskosen PET-Chips aus Schritt a11 ), und schrittweises Abkühlen des unverstreckten Gams, wobei der Wassergehalt der Chips nach dem Trocknen weniger als 30 ppm beträgt, die Temperatur der Nachheizung unterhalb der Spinndüse 280 bis 350 °C beträgt und die Länge der Pufferzone unter der Nachheizung während des schrittweise Abkühlens 20 bis 100 mm beträgt; a13) Ölen, Ziehen, Wärmeaushärten und Wickeln nach dem schrittweisen Abkühlen in Schritt a12), wodurch ein HMLS-PET-Garn erhalten wird, welches einen Heißschrumpf von kleiner als 8 % und eine Dehnung bei 45 N von weniger als 0,0056 %/Den bei Filamentfeinheiten von weniger als 5 Den aufweist; a14) optional Verarbeiten des in Schritt a13) erhaltenen Games zu einem Verstärkungskord.
18. Elastomeres Erzeugnis, insbesondere Fahrzeugreifen, nach einem der Ansprüche 2 bis 17, wobei das weitere Material b) ausgewählt ist aus recyceltem PA6.6, biobasiertem PA4.10, biobasiertem PA4.6, biobasiertem p-Aramid und biobasiertem PET.
19. Elastomeres Erzeugnis, insbesondere Fahrzeugreifen, nach einem der Ansprüche 2 bis 18, wobei das elastomere Erzeugnis die Filamente aus a) recyceltem PET in einem ersten Garn A) und die Filamente aus b) wenigstens einem weiteren Material in einem zweiten Garn B) aufweist, wobei die Game A) und B) von unterschiedlichen oder der gleichen Gummierungsmischung umgeben sind, wobei die Gummierungsmischung der Game A) und/oder B) wenigstens einen Bestandteil enthält, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus biobasierten Füllstoffen, bevorzugt aus Reisschalen-Asche hergestelltes Silika, recycelten Füllstoffen, bevorzugt Pyrolyse-Rußen, biobasierten Polymeren, bevorzugt biobasiertem Polybutadien, und wobei die Gummierungsmischung bevorzugt im Wesentlichen frei von Resorcin ist.
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