Корд

(71) Е.И.Дюпон де Немур энд Компани (ОЯ)(72) Роберт Лерой Киф мл.(ОЯ)(57) Использование: при производстве, например, шин. Сущность изобретения: корд состоит из волокна сердцевины, выполненного из полимерных нитей и множества крученых нитей, расположенных на одинаковом расстояйии вокруг волокна сердцевины для образования оболочки; Изобретение относится к высокопрочному корду и может быть использовано, например, при производстве шин.Целью изобретения является улучшение качества за счет повышения прочности корда.Это достигается тем. что в корде, состоящем из волокна сердцевины, выполненного из полимерных нитей и множества крученых нитей, расположенных на одинаковом расстоянии вокруг волокна сердцевины для образования оболочки; согласна изобретению, волокно сердцевйны выполнено из полимерных нитей с круткой от 52 до 53, а каждая из крученых нитей выполнена в виде множества нитей из арамида с модулем более 200 г на денье при следующем соотношении радиуса нити волокна) 1 Ц (125%)9 (90 -125 Я г сердцевин Д С) дцевины, Я - радиус оболочки, и - число ных волокон корд сое волокна, которыми ол и(па ра-фе н иле нтению корд содержит о девяти или более ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР) Волокно сердцевины выполнено из полимерных нитей с круткой от 52 до 5 Я, Каждая иэ крученых нитей выполнена в виде . множества нитей из арамида с модулем более 200 г на денье, Соотношение радиуса .нити волокна сердцевины к радиусу нити в крученой нити оболочки выражено следующим уравнением: гй(г./лад (90 --- ( )32 (1.25%3 г180 и - 2 1и 2 У сй(тд (90 --(125 Я, где г - радиус нити180сердцевины; Й - радиус нити в крученой нити оболочки; и - число крученых нитей в корде. В качестве арамидных волокон ис- пользуют параарамидные волокна, также как поли(пара-фенилентерефталамида), 2 з.п. ф-лы, 2 ил, 5 табл,сердцевины к радиусу нити в крученой нитиоболочки:г сердцевиный ( и г 9(90 180 (и г - радиус нити сернити в крученой нитикрученых нитей в кордВ качестве арамиддержит параарамидныявляются волокна ирефтала мида),Согласно изобретесердцевйну и от трехслоевых нитей, 1799404В - радиус налагаемой нити слоя;и - количество налагаемых нитей в корде125 - регулирование на смещение имиграцию отдельных филаментарных нитей.Из приведенного анализа видно, чтопределы допустимых размеров сердцевинымогут быть легко вычислены, используя размер, сорт и количество налагаемых нитей и 10сорт нити сердцевины,Для определения соотношений площадей поперечного сечения различных нитейдолжно быть известно денье нитей, а такжеплотность полимерного материала, из котарого изготовлены нити,Нить. из поли(парафенилентерефталамида) с 3000 денье имеет радиус порядка0,325 мм (12,8 мил), а площадь ее поперечного сечения составляет порядка 0,332 мм 20(515 мил 2).При использовании корда из трех слоев,выполненных из таких нитей в качестве примера, при вычислениях можно полагать,гсерд. К (0,226)(125 о) =25= 0,234 ммОсновываясь на том, что нить с 3000денье, выполненная из поли(парафенилентерефталамида); имеет радиус порядка0,325.мм и площадь поперечного сеченияпорядка 0,332 мм, могут быть определенынижеследующие характеристики для разнообразных нитей сердцевины, изготовленных из различных материалов (см, табл. 1).Используя. уравнения для радиуса сердцевины, а также относящиеся к площадиденье для укаэаннйх выше материалов, могут быть определены следующие радиусы и 40денье сердцевины для корда, имеющего трислоя из поли(парафенилентерефталамида) с3000 денье (см; табл. 2).Денье нити определяется взвешиванием известного отрезка нити. Денье апределяется как вес в граммах 9000 метров нити.Умножение денье на 1,111 дает линейнуюплотность нити в децитексах.Свойства в отношении растяжения,Прочностью на разрыв называется напряжение разрушения, деленное на линей. ную плотность. Модулем называется наклонкривой начальное напряжение/деформация, преобразованный в те же единицы, чтои прочность .на разрыв. Удлинение представляет собой процентное увеличение длины при разрушении. Как прочность наразрыв, так и модуль вначале вычисляютсяв г/денье, которые при умножении на0,8826 преобразуются в единицы бН/текс,Каждое указанное измерение представляет собой среднюю величину для десяти разрушений. Нити, испытанные на растяжение, измеряются при температуре 24 С и относительной влажности 557 ь после нахождения в испытуемых условиях минимально в течение 14 часов. Перед испытаниями каждая нйть скручивается с коэффициентом кручения 1,1. Коэффициент кручения (ТМ) приводит в соответствие кручение на единицу длины с линейной плотностью нити, предназначенной для кручения. Он вычисляетсяиходя иэ следующего;ТМ = (Денье) (аб/д)/73, где об/д = обороты/дюйм.ТМ = (децитекс) (об/см)/30,3, где об/см = обороты/сантиметр.Каждый крученый образец имеет испытуемую длину порядка 25,4 см и удлиняется на 50 ф за минуту (основываясь на первоначальной нерастянутой длине), используя обычное устройство для записи напряжений/деформаций,Испытание на изгиб (дисковая усталость.Основным средством для определения сохраненной прочности использованных кордов является испытание, описанное в Стандартах АЯТМ, касающихся испытаний на сопротивление усталости, Сопротивлением усталости можно считать способность корда сопротивляться разрушению, когда он подвергается повторяющимся циклам воздействующего на него напряжения, например, сжатия,Для проведения испытаний на сопротивление усталости нити, подвергаемые испытаниям, скручиваются и окунаются, а полученное окунанием покрытие вулканизируется, Затем корды с покрытием посредством окунания вулканиэируются в резине и подвергаются дисковым испытаниям на усталость, как описано в АСТМ, часть 24, Приложение, страница 177 (1 966).При испытаниях корд, заделанный в резину, подвергается циклическому растяжению и/или сжатию; с тем цтобы измерить воздействие усталости на свойства корда. Дисковое устройство для испытаний на усталость представляет собой инструмент, разработанный и запатентованный (патент США М 25 95069) В,Ф,Гудрич Компании, Он содержит два противостоящих диска, которые вращаются вокруг осей; идущих друг к другу под небольшим углом, так что образец, установленный на дисках и между ними, с каждым концом корда, фактически перпендикулярным одной из поверхностей диска, будет изменяться па длине, когда диски вращаются на своих осях с одной и тойже угловой скоростью. На результаты этих испытаний влияют модуль используемого реэиноаого сйрья, промежуток и угол между дисками испытательной машины и количество кордов в резиновом блоке для каждого образца при проводимых в этом случае испытаниях имеется один отрезок корда на блок; причем он подвергается только сжатию.Нити, предназначенные для испытаний, помещаются на скручиваемую машину и скручиваются в одном направлении, обычно для получения Е кручения. Крученые нити совместно скручиваются в противоположном направлении для получения законченного корда, Затем полученный корд окунается в ванну с субпокрытием и субпокрытие вулканизируется в течение 1 минуты при 243 С. Корды с субпокрытием окунаются в ванну с композицией для верхнего покрытия и это верхнее покрытие вулканизируется в течение 1 мин при 232 С, Хотя субпокрытия и верхние покрытия, обеспечивающие хорошее прилипание к резине, хорошо известны, и может быть использован любой вид материалов субпокрытий и верхних покрытий, который обеспечивает эффективное прилипание к резине или какому-либо еще связующему материалу, который будет использоваться с кордом, используемые здесь материалы таковы: для субпокрытия используется состав, обозначенный ИПДв Таблице П "Технических симпозиумов", Акрон Раббер Груп , Инк, 1977 - 1978, страница 111, В этом составе может быть использовано 0,37 части МаСОз для замещения 0,28 части 1 чаОН, Для верхнего покрытия может быть использован состав, обозначенный ПФРв Таблице И вышеупомянутых "Технических симпозиумов" с добавлением 11,92 частей воска, обозначенного Хевимул-М(45%) твердых веществ (продается Хевитек Корп, Фолл Ривер, Миннесота, США) для обеспечения дополнительного прилипания, Воск может быть добавлен вместе с Блэк Диспершн и после стадии старения, причем количество воды в составе уменьшается за счет количества воды, добавляемого с восковой дисперсией,Корды с верхним покрытием вулканиэи. руются в нижеследующей резиновой композиции,Резиновое сырье, используемое здесь, состоит из следующих компонентов;Натуральная резина (РСС 1)"НОБС" СпециальныйДифеновая смола 8318 хгеритовая смола хххх"Кристекс", 20%нерастворимаяв маслерезина 2 5 1,25 2,0 1,0 3,1 10 153,35 х - насыщенный полимеризованный нефтяной углеводород (С,П.Холл компани),хх - оксидиэтиленбензотиазол-суль фенамид (Америкен Цизнемид Ко) ххх - октилфенолформальдегид(СаммитКемикл Ко)хххх - полимеризованный триметилдигидрохинолин (Р,Т.Вандербилт Ко, Инк).20 Это резиновое сырье, когда оно калзидировано до толщины 0,075 дюйма (1,9 мм) и вулканизйровано при 160 С за 20 мин,должно демонстрировать 300% модуль при 1250-1550 пси (8,62-10,69 МПа),Каждый образец для испытаний имеет два слоя резинового сырья с очертаниями, 25 несколько большими, чем те, которые нужны для заполнения вулканизирующей формы испытательного устройства, с одним30 кордом, расположенным между ними по длине. Форма имеет такие очертания, чтобы создать описанные ниже образцы. Избыток сырья в течение вулканиэации вь 1 текает иэ имеют ширину 05 Дюйма (1,27 см) и толщину 0,438 дюйма (11,11 мм)Нити, как только они вулканизируются в резиновых блоках, в качестве испытуемых образцов устанавливаются на периферию дисков в дисковом приборе или испытаний на усталость, например, в указанной выше дисковой машине В.Ф.Гудрич, предназнаотверстий для направления нитей по кон цам формы, при этом корды остаются прямыми и не подвергаются сжатию, Длина каждого образца, установленного между дисками, составляет 1,0 дюйм (25,4 мм), однакокаждый иэ них должен быть образован и 40 отформован с соответствующими концевыми удлинениями, чтобы подходить для установочных устройств используемого испытательного устройства, В течение вулканизации на кордовой петле подвешивает ся груз в 100 г. Резиновое сырьевулканиэируется при 150 +2 С в течение 40 мин; Перед тем как растягивающие грузы снимаются, вулканизируемая резина охлаждается и образцы перед их испытаниями в 50 течение 8 часов хранятся в условиях осушенного воздуха. Испытуемые образцы, во всех их частях подвергаемые усталости, сченной дпя испытаний на усталость, продаваемой фирмой Ферри Мэшин Ко, Кент, Огайо.Обычно диски одновременно вмещают несколько образцов, Каждый образец точно устанавливается между дисками, при этом диски отстоят друг от друга точно на один дюйм (их максимальное отделение). Диски предварительно регулируются таким образом, что в течение испытаний максимально имеет место 150 сжатие минимальное расстояние между дисками составляет 0,850 дюймов (21,59 мм). Атмосфера, в которой проходят испытания, находится при температуре 75 Ц 24 С). Испытания выполняются в течение 6 часов со скоростью 2700+ 30 об/мин, Образцы перед тем как они могут быть охлаждены, удаляются с дисков в месте отделения на расстоянии в 1,000 дюйм (25,4 мм), Каждый из них замачивается в тетрахлорэтилене при 70 С в течейие 16 часов. Через несколько минут после удаления из этой ванны, чтобы обеспечить возможность стекания избыточного растворителя, каждый корд тщательно вытягивается из раздутой резины, Разрывные усилия измеряются после выдерживания в течение 48 часов при относительной влажности 55 + 2 и температуре 75 + 2 Е (24 + 1 С), Длина образцов между захватами составляет 10 дюймов (25,4 см), скорость удлинения составляет 50 процентов в минуту, при этом используются лишь захваты типа Инстрон "4 Д", причем прочность на разрыв приемлема лишь в том случае, если разрыв происходит в пределах однодюймового усталостного отрезка кордэ.Описание предпочтительных вариантов осуществления.П р и м е р 1. В качестве примера этого изобретения было изготовлено несколько кордов с помещением разных по видам и размерам нитей сердцевины в корд с тремя слоями, выполненными из нитей из поли(парафенилентерефталамида). Нити налагаемых слоев представляли собой нити 3000-1333 Р 80-950, соединенные с ИФ 213, коммерчески доступного и продаваемого фирмой К.И, дю Понт де Ньюмерес энд Ко под торговым наименованием "Кевлар",Налагаемые нити имели 3000 денье, 1333 филаментарных нитей с 5 2 крутками (5 оборотов на дюйм) до их связывания и были связаны примерно при 5 8 (5 оборотов на дюйм) для получения коэффициента крутки окунаемого кордового шнура порядка 6,5- 7,2. Нити сердцевины выбирались из нейлона (6,6), поли(парафенилентерефталамида),полиэфира (полиэтилентерефталата) и искусственного шелка,При использовании уравнений, пол-.ученных ранее для этого изобретения, по 5 леэные диапазоны размеров сердцевиныдля упомянутых налагаемых нитей и типовсердцевины будут таковы (см. табл, 3).Испытуемые корды были скручены с использованием каждой из вышеупомянутых10 сердцевин и с использованием сердцевин сразнообразием размеров и степеней кручения нитей.Испытуемые корды были снабжены субпокрытием и верхним покрытием согласно15 описанному выше процессу по способу испытаний на усталость посредством дисков.Затем покрытые корды были введены в резиновую композицию, при этом испытуемыеобразцы были приготовлены из полученных20 резиновых блоков так, как описано выше,Испытуемые образцы были помещены надисковое устройство для испытаний на усталость, на котором образцы были подвергну- .ты циклической .нагрузке с 150 25 напряжением сжатия на шесть часов приусловиях испытаний, указанных выше и вАСТМ, часть 24, 0 885, испытания корднойткани шин из искусственных волокон, страница 177 и далее, Контрольный корд иэ на 30. лагаемых нитей без сердцевины также былподвергнут дисковым испытаниям на усталость.Корды были удалены из резиновых блоков для проведения испытаний на растяже 35 ние. Результаты испытаний представлены вприведенных ниже таблицах.В табл. 4 представлены неиспользованные сопротивления разрыву окунаемых кордов согласно изобретению для различных.40 нитей сердцевины, в табл, 5 - сравнениесохраняемой прочности (после дисковых испытаний на усталость) кордов с нитями сердцевины или беэ них, Отметим, чтоэффективность дисковых испытаний на ус 45 талость устанавливается давлением прочности на разрыв корда с сердцевиной последисковых испытаний на усталость, на прочность на разрыв корда без сердцевины после тех же самых дисковых испытаний на50 усталость и умножением на 100,Формула изобретен и я1, Корд, состоящий иэ волокна сердцевины, выполненного из полимерных нитей имножества крученых нитей, расположенных55 на одинаковом расстоянии вокруг волокнасердцевины для образования оболочки, о тл и ча ю щи й с я тем, что, с целью улучшениякачества за счет повышения прочности корда, волокно сердцевины выполнено из полимерных нитей с круткой от 5 2 до 5 Я, а12 1799404 Таблица 1 15 Таблица 2 лица 3 2 каждая из крученых нитей выполнена в виде множества нитей из арамида с модулем более 200 г на денье при следующем соотношении радиуса нити волокна сердцевины к радиусу нити в крученой нити оболочки; гйЯЕЦ 90 --- ( и ) 12 Щг( В т 9 (90- )Ц 125 Щ180где г - радиус нити сердцевины; В - радиус нити в крученой нити оболочки;и - число крученых нитей в корде,5 2. Корд по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что арамидными волокнами являются параарамидные волокна,3, Кордпоп,2,отличающийсятем,что параарамидными волокнами являются10 волокна из поли(пара-фенилентерефталамида),1799404 14 Таблица 4 дцевинэ, удаленная из слоевой болочки и перекрученная ица 5 Эффективно пыта нии великахх В течВте Сопротивление нэ разрыв окунаемого кордаиска алост ие конструирования корда натяжение сердцевины составляло 60 г.ние конструирования кордэ натяжение сердцевины. составляло 150 г,1799404 ФЫР 2Составитель В,Шиманскаяех е М,Мо гентал Редактор З,Ходакова Т р д р Корректор В.Петраш водственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 1 Заказ 790 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5