TR201709160T1 - Kuşak üstü takvi̇yesi̇ olarak yeni̇ bi̇r bi̇elasti̇k karbon fi̇ber kord - Google Patents

Abstract

Mevcut buluş bielastik gerilme özelliklerine sahip olan ultra yüksek modülüslü karbon liflerden yapılmış olan yeni bir kord bezi takviyesi ile ilgilidir. Bu yeni bielastik kord bezi yüksek hız dayanımını geliştirmekte ve pnömatik radyal lastiklerde kuşak üstü takviyesi olarak kullanıldığında flatspotting oluşmasını önlemektedir.

Description

TARIFNAME KUSAK ÜSTÜ TAKVIYESI OLARAK YENI BIR BIELASTIK KARBON FIBER KORD Teknik Alan Mevcut bulus bielastik gerilme özelliklerine sahip olan ultra yüksek modülüslü karbon liflerden yapilmis olan yeni bir kord bezi takviyesi ile ilgilidir. Bu yeni bielastik kord bezi yüksek hiz dayanimini gelistirmekte ve pnömatik radyal lastiklerde kusak üstü takviyesi olarak kullanildiginda flatspotting olusumunu önlemektedir. Önceki Teknigin Açiklamasi Yüksek hiz kosullari altinda, lastigin dis çapi çelik kord kusak paketi ve sirt tarafindan üretilen merkezkaç kuvvetine bagli olarak artmaktadir. Bu tür bir çap artisi veya lastik büyümesi kusak kenar kordlarinin pantografik hareketlerini artirarak çatlama baslangiçlarina, çatlak yayilmalarina ve son olarak da kusak kenar ayrilmalarina neden olmaktadir. Kusak paketi üzerine çevresel sekilde sarilmis olan kusak üstü katmani çapraz çelik kord katmanlarindan yapilmis olan agir kusak paketi üzerine baski kuvvetleri (sinirlandirma kuvveti) uygulanarak yüksek hiz kosullari altinda asiri lastik büyümesini engellemektedir. Su anda, en fazla kullanilan kusak üstü malzemeleri lastigin ekvatoryal düzlemine 0 ila 5 derece açiyla kusak paketi üzerine spiral seklinde sarilan çok katli naylon 6.6 katmanlari ya da tek katli hibrit kordlardir. Naylon kordlar bükülme ve eksenel baski altinda üstün yorulma dayanimina ve lastik yapimi esnasinda kolay islemeyi saglayan bielastik gerilme özelligine sahiptir. Ayrica, yüksek hiz kosullari altinda artan servis sicakligiyla birlikte büzülme kuvveti üretimi kusak kenar ayrilma direncini ve yüksek hiz dayanimini iyilestirmektedir. Ancak, naylonun düsük camsi geçis sicakligi yüksek hizda sürüsün ardindan park etme esnasinda flatspotting sorunlarina neden olmaktadir. Çok katli naylon kusak üstü katmanlarinin diger bir potansiyel dezavantaji ise yüksek kauçuk içerigi olup, histerez (isi birikimi) ile lastigin yuvarlanma direncinin artmasina neden olmaktadir. Bielastik gerilme davranisina sahip olan yüksek ve düsük modülüslü iplikleri içeren hibrit kordlarin da yüksek hiz lastiklerinde kusak üstü takviyesi olarak genis ölçüde kullanildigi iyi bilinmektedir. Hibrit kordun düsük modülüslü bileseni yüksek derecedeki uzayabilirligine bagli olarak gergin kord olusumu olmadan kolay kusak paketi kaldirilmasini saglamakta ve yüksek modülüslü bilesen servis kosullarinda etkili hale gelmektedir. Kusak üstü olarak hibrit kordlar kullanilarak, kusak üstü takviye katmani ve kauçuk içeriginin toplam kalinligi azaltilabilmektedir ve hibrit kordun yüksek modülüslü bileseni sinirlandirma kuvvetini ve yüksek hiz dayanimini iyilestirmektedir. Ancak, naylonun varligi da bir miktar flatspotting olusumuna neden olmaktadir. Diger yandan, yüksek büküme sahip olan ultra yüksek modülüslü ipliklerden yapilmis olan kordlar da flatspotting olusumunu engellemek ve yüksek hiz performansini gelistirmek için lastik takviyesi olarak kullanilmakta, ancak yüksek seviyedeki kord bükümü büyük ölçüde modülüs ve kopma dayanimi kayiplariyla sonuçlanmaktadir. 4,893,665 sayili Birlesik Devlet Patent dokümaninda her biri yalnizca aramid filamanlarindan olusan en az iki iplik içeren bir hibrit kord ve en azindan kismi olarak yönlendirilmis(oriented) bir yapiya sahip olan poliamidler ve en azindan kismi olarak yönlendirilmis(oriented) bir yapiya sahip olan polyesterlerden olusan gruptan seçilen filamanlardan olusan bir tek özlü iplikten(single core yam) bahsedilmektedir. ,558,144 sayili Birlesik Devletler Patent dokümaninda ekvatoryal düzleme göre 0 ila 3 derecelik bir açi ile lastigin çevresel yönünde kusak paketi üzerine spiral seklinde ve sürekli olarak sarilmis olan yüksek modülüslü aramid ve düsük modülüslü naylona sahip hibrit korddan bahsedilmektedir. 6,799,618 sayili Birlesik Devletler Patent Dokümaninda naylon ve aramidi içeren malzemelerden yapilmis kordlarla takviye edilen, kusak komplesine disari dogru radyal sekilde kaplanan bir tekstil kusak üstü yapisindan bahsedilmektedir. Kordlarin baslangiç uzamasinda, temel yük tasiyan iplikler naylon ipliklerdir ve belirli bir uzamadan sonra temel yük tasiyan iplikler aramid ipliklerdir. büküm sayilarina ve ikinci büküm için farkli büküm sayilarina sahip olan iki katli aramid iplik ve tek katli naylon iplikten olusan ve böylelikle gelismis yüksek hiz dayanimina ve yönlendirme kararliligina sahip olan bir hibrit kordun bir kusak üstü olarak binek araçlari için yüksek performansli pnömatik radyal lastikten bahsedilmektedir. Bulusun Özeti Bulus, bielastik gerilme özelliklerine sahip olan karbon fiber iplikten üretilen iki ya da daha fazla katli kord takviyesi gerçeklestirmektedir. Yani, düsük ilk modülüse ve ilk uzamanin ardindan yüksek modülüse sahiptir. Asiri modülüs ve kopma dayanimi kayiplarini engellemek için yüksek seviyelerde kord bükümünden kaçinilmaktadir. Karbon fiber kordun dogrusal gerilme davranisinin bielastik özellige dönüsümünün üretim ilkesi kord katlarinin açilmasina ve içerisine RFL yapistiricinin nüfuz ettirilmesine dayanmaktadir. Açilan katlari arasinda RFL,e sahip olan karbon fiber kord gerginlik esnasinda bielastik gerilme özelligi göstermektedir. Tanimlar: Kord: Iki ya da daha fazla katli ipligin birlikte bükülmesiyle olusturulan ürün Kord kati: Kord içerisindeki katli tekil iplikler. Dtex: 10.000 metre uzunluga sahip olan ipligin gram agirligidir. Flatspotting: Düsük Tgsye ve yüksek termal büzülmeye sahip olan lastikteki kordlar taban alaninda büzülmeye maruz kalmaktadir. Bu konumda sogudugunda, kord kullanimdaki Tg,sinc tekrar ulasana kadar düzlesmeyi korumaktadir. Ham kord: Dip ve isiyla sertlestirme öncesi bükülmüs kord. boyutsal kararlilik ve isi direnci verilmesi islemidir. maruz birakilmis kord. Dogrusal yogunluk: g/dtex veya g/d (denye) olarak birim uzunlugu basina agirlik Aralik(lar): Çok katli bükülmüs bir kord içerisindeki karsilikli katlar arasindaki Tg: Polimerin camsi geçis noktasi Toplam nominal kord dtex: Nominal iplik dogrusal yogunluklarinin toplami (1670x2 kord için 3340 dtex) Büküm: Bir iplik veya kordun metresi basina ekseni etrafindaki dönüslerinin sayisi (t/m veya tpm) Ultra yüksek modülüslü iplik: lOOGPaadan daha yüksek gerilme modülüsü Sekillerin Kisa Açiklamasi Sekil 1 ve 2, sirasiyla geleneksel (önceki teknikteki) iki ve üç katli karbon fiber kordlarin kesit görünüsüdür. Sekil 3 geleneksel (önceki teknikteki) bir iki katli hibrit kordun bir kesit görünüsüdür, burada A aramid veya karbon fiber kat (iplik) ve B ise naylon kattir (ipliktir) Sekil 4 geleneksel (önceki teknikteki) bir üç katli hibrit kordun bir kesit görünüsüdür, burada A aramid kat (iplik) ve B ise naylon kattir (ipliktir) Sekil 5 ve 6, sirasiyla geleneksel (önceki teknikteki) iki ve üç katli naylon kordlarin kesit görünüsüdür. Sekil 7 kord kesitlerinin açikligini ve iki ve üç katli karbon fiber kordlar için kord katlari arasindaki takip eden dip nüfuzunu açiklamakta olup, burada A kapali kat formundaki iki ve üç katli karbon fiber kordlarin kesit görünüsüdür, B açik kat formundaki iki ve üç katli karbon fiber kordlarin kesit görünüsüdür, C bulusa göre dip ile nüfuz ettirilmis formdaki iki ve üç katli karbon fiber kordlarin kesit görünüsüdür, D katlar arasindaki açikliklari dolduran ve kord yüzeyini kaplayan yapistirici dipdir. (RFL). Sekil Sa geleneksel iki katli karbon fiber kordun yanal ve kesit görünüsüdür. Sekil 8b bulusa göre (daldirma adimindan önce) açilmis formdaki iki katli karbon fiber kordun yanal ve kesit görünüsüdür. Sekil 9a geleneksel üç katli karbon fiber kordun yanal ve kesit görünüsüdür. Sekil 9b bulusa göre (daldirma adimindan önce) açilmis formdaki üç katli karbon fiber kordun yanal ve kesit görünüsüdür. Sekil 10a, lOb, 100 ve 10d kord katlarinin kapali ve açik formlarinin kesit görünüsüdür. D kord çapi ve s ise kord katlari arasindaki araliktir (açikliktir). Sekil 11 karbon fiber kordlarin yük altinda uzama egrileri olup, burada 1 dogrusal gerilme özelliklerine sahip olan Z/S, 200/200 tpm büküm (önceki teknik) içeren 2000dtex/2 dip edilmis karbon fiber korddur, 2 bulusa göre bielastik gerilme özelliklerine sahip olan Z/S, 200/160 tpm (Z yönünde 40 tpm geri bükülmüs) içeren 2000dtex/2 dip edilmis karbon fiber 3 eksenel olarak bastirilmis ve dip islemi esnasinda kord katlarinin açildigi, bulusa göre bielastik gerilme özelligine sahip olan, Z/S 200/200 büküme sahip 2000dtex/2,lik karbon fiber korddur. BULUSUN AYRINTILI AÇIKLAMASI Ultra yüksek modülüse ve yüksek dayanima sahip olan karbon fiber boyutsal olarak oldukça kararli bir malzemedir. Yüksek ölçüde kristalli mikro yapisina bagli olarak, yüksek sicakliga maruz birakildiginda önemli ölçüde bir termal büzülme göstermemektedir. Iki ya da üç katli olarak bükülmüs sekilde, lastiklerde takviye ve V-kusak gibi mekanik kauçuk ürünler olarak kullanilabilmektedir (sekil 1 ve 2). V kusak uygulamalarinda, lif-lif sürtünmesini engellemek ve yorulma direncini iyilestirmek için liflere yapistirici elastomerler tamamen nüfuz ettirilmektedir (tam nüfuz). Kord bükülmesi karbon fiberin bükülme ve baski yorulmasi direncini gelistirmekte, ancak ayni zamanda modülüs ve kopma mukavemetini de azaltmaktadir. Pnömatik radya] lastiklerdeki sifir derece kusak üstü uygulamalarinda yüksek hiz kosullari altinda kusak kenari ayrilmalarini engellemek amaciyla baski kuvveti için yüksek modülüse ihtiyaç duyulmaktadir, ancak düsük kuvvetlere sahip baslangiç uzayabilirligi (baslangiç düsük modülüsü) de lastik yapiminda kusak paketinin genislemesi esnasinda ve kusak bileseni içerisinde kord kesiklerini engellemek için kürleme islemleri esnasinda islenebilirlik için ihtiyaç duyulmaktadir. Aramid/naylon hibrit kordlari bu sorunu çözebilmekte, ancak naylonun varligi flatspotting sorunu ve asimetrik kord yapisina neden olmaktadir (sekil 3 ve 4). Iki ya da üç katli naylon 6 ve naylon 6.6 kordlari (Sekil 5 ve 6) radyal binek araç ve küçük kamyon lastiklerinde kusak üstü takviyesi olarak iyi bilinmektedir, ancak flatspotting ve düsük modülüs seviyesi temel sorunlardir. Mevcut bulusa göre, naylon gibi herhangi bir düsük modülüslü bilesen katina sahip olmayan ve aramidden daha yüksek gerilme modülüsüne sahip olan iki veya daha fazla katli karbon fiber kordlari bielastik gerilme özellikleriyle üretilebilmektedir (Sekil 7). Bu yeni bielastik karbon fiber kordlar yüksek hiz dayanimini iyilestirmek için radyal lastiklerde sifir derece kusak üstü takviyesi olarak kullanilabilmektedir ve herhangi bir flatspotting sergilememektedir. Bulusa göre, bielastik karbon fiber kordun temel üretim prensibi kord katlarini açmak ve katlar arasina yapistirici dip eklemektir. Katlari arasinda RFL gibi bir yapistiricidan yüksek yüzdede içeren karbon fiber kord düsük kuvvetlerle uzayabilir hale gelmekte ve bu uzama esnasinda karbon fiber kord katlari yapistirici maddeye (RFL) baski kuvveti uygulayarak sikistirmaktadir. Bu sikistirma islemi esnasinda kord düsük kuvvetlerle uzamaktadir. Karbon fiber kordlari birbirine yaklastirildiktan sonra, karbon fiber kordu uzamaya direnmekte ve yeniden ultra yüksek modülüslü kord haline gelmektedir (sekil ll). Bielastik gerilme özellikleri elde etmek için, karbon fiber kord katlari farkli yöntemlerle açilabilmektedir: a- Iki ya da daha fazla katli ham karbon fiber kordlari 120°C ile 260°C arasindaki bir sicaklikta isi ile seitlestirilmekte ve sogutulduktan sonra kord bükümünün zit yönünde kismen geriye bükülmektedir. Bu geri bükme islemi esnasinda kord katlari açilmaktadir (Sekil 8a, 8b, 9a, 9b, lOa, lOb, 100 ve lOd). Katlari açilmis olan karbon fiber kordlari dipe daldirilmakta ve tekrar isi ile sertlestirilmektedir, bu islem esnasinda kord katlari arasindaki bosluklar dip çözeltisi ile doldurulmakta ve kord katlarinin dis yüzeyi de dip çözeltisi ile kaplanmaktadir. b- Iki ya da daha fazla katli ham karbon fiber kordlari dipe daldirilmakta ve 120°C ile 260°C arasindaki bir sicaklikta isi ile sertlestirilmekte ve sogutulduktan sonra kord bükümünün zit yönünde kismen geriye bükülmektedir. Bu geri bükme islemi esnasinda kord katlari açilmaktadir. Katlari açilmis olan karbon fiber kordlari dipe daldirilmakta ve tekrar isi ile sertlestirilmektedir, bu islem esnasinda kord katlari arasindaki bosluklar dip çözeltisi ile doldurulmakta ve kord katlarinin dis yüzeyi de ek dip çözeltisi ile kaplanmaktadir. 0- Iki ya da daha fazla katli karbon fiber kordlari daldirma islemi esnasinda eksenel baskiya maruz birakilmakta ve baski altinda katlari açilmis olan kordlar açik kord katlari arasina dip çözeltisini emmektedir. Daldirma isleminden sonra katlari arasina dip çözeltisi nüfuz ettirilmis olan karbon fiber kordu kurutulmakta ve 1200 ile 260°C arasinda isi ile sertlestirilmektedir. Karbon fiber kordun gerilme bielastikiyet özelligi sekil lOb ve 10d7deki kat açilma derecesi/dereceleri, dip tipi, katlar arasindaki dip içerigi ve yüksek sicakliklarda dipin kürlenme derecesi (dip sertligi) ile degistirilebilmektedir. Bulusa göre, iki ya da daha fazla katli karbon fiber kord ASTM D885- 16,ya göre belirlenen %2.0 uzamada 2.0cN/dtex,ten daha az bir TASE degerine sahiptir ve yapistirici dip ile dolu olan kord katlari arasindaki aralik(lar) 0.15xD,den daha yüksek ve 0.8xD,den daha düsüktür. 2.00N/dtex,ten daha yüksek olan %2,lik TASE lastigin genisleme islemi esnasinda kusak üstüne uygulandiginda gergin kordlara neden olmaktadir. Tercihen, s 0.2xD,den daha yüksek ve 0.5xD,den daha düsüktür. Bulusa göre dipe daldirilmis korddaki dip miktari (DPU) agirlikça yüksek ve %35,ten daha azdir. tamamen dolduramamaktadir ve %50"den daha yüksek olan DPU ise çok kalin kord çaplarina neden olmaktadir. düsük olup bu asagidaki formüle göre belirlenmektedir: Büküm faktörü=k0rd bükümü (tpm) x toplam nominal kord dtex,inin (1) kare kökü 12000,an daha düsük büküm faktörüne sahip olan kordlar bükülme altinda yetersiz yorulma dayanimina sahiptir ve 20.000,den daha yüksek büküm faktörüne sahip olan kordlar ise önemli modülüs azalmalarina sahiptir. Bulusa göre, toplam nominal kord dogrusal yogunlugu 200 dtexlten yüksek ve 5000 dtexsten düsüktür. 200dtexlten düsük olan kordlar yeterince etkili olmayip, 5000dtex,ten yüksek olan kordlar ise fazla kalindir. TR TR TR TR TR TR TR TR TR TR

Claims (2)

ISTEMLER
1. . En az iki kat ve bu kord katlari arasinda aralik(lar) içeren,%2.0 uzamada
2. 2.00N/dtex,ten daha az TASE9ye sahip olan, söz konusu kord katlari arasindaki aralik(lar)in kord çapinin (D) edilen dip uygulanmis ve isi ile sertlestirilmis bir karbon fiber kord. Söz konusu kordun kord katlari arasindaki araligin tercihen söz konusu kord çapinin (D) %20,sinden daha uzun ve %50,sinden daha kisa oldugu, Istem l°deki gibi dip uygulanmis ve isi ile sertlestirilmis bir karbon fiber kord. Söz konusu kordun yapistirici dip miktarinin (DPU) agirlikça %20an daha yüksek ve %50iden daha düsük oldugu, Istem lideki gibi bir uygulanmis ve isi ile sertlestirilmis dip karbon fiber kord. Söz konusu kordun yapistirici dip miktarinin (DPU) agirlikça %25,ten daha yüksek ve %35aten daha düsük oldugu, Istem 1”deki gibi dip uygulanmis ve isi ile sertlestirilmis bir karbon fiber kord. faktörüne sahip olan, Istem lideki gibi dip uygulanmis ve isi ile sertlestirilmis bir karbon fiber kord. . 200 dtex ile 5,000 dtex arasinda bir toplam nominal dogrusal yogunluga sahip olan Istem 1,deki gibi dip uygulanmis ve isi ile sertlestirilmis bir karbon fiber kord. . Pnömatik radyal lastiklerde kusak paketi üzerine çevresel olarak sarilmis kusak üstü olarak kullanilan, Istem l'deki gibi dip uygulanmis ve isi ile sertlestirilmis bir karbon fiber kord. . Mekanik kauçuk ürün takviyesi olarak kullanilan, Istem l,deki gibi bir dip uygulanmis ve isi ile sertlestirilmis karbon fiber kord.