FI84997B - Ytterdaeck med ett stomparti som aotminstone delvis utgoers av en cellulosaregeneratfiber. - Google Patents

Description

1 84997

Ulkorengas, jonka runko-osa muodostuu ainakin osaksi sel-luloosaregeneraattikuidusta

Keksintö koskee ulkorenkaita ja tarkemmin sanottu-5 na ulkorenkaiden runko-osia, jotka on tehty selluloosakui-tuja käyttäen.

Hakijan jättämässä patenttihakemuksessa PCT/CH85/ 00065 kuvataan selluloosaregeneraattikuitua, joka on valmistettu seuraavalla tavalla: 10 - valmistetaan anisotrooppinen liuos, joka perustuu aina kin yhteen selluloosajohdokseen, joka käsittää selluloosan esteriryhmiä, ainakin osan näistä esteriryhmistä ollessa formiaattiryhmiä, selluloosajohdoksen tai kaikkien selluloosajohdoksien väkevyyden ollessa liuoksessa aina- 15 kin 10,2 paino-%, selluloosan polymerisaatioasteen PA ollessa selluloosajohdoksessa tai selluloosajohdoksissa yli 150 ja alle 1500; tämä liuos valmistetaan esimerkiksi liuottamalla selluloosa suoraan muurahaishapon tai orto-fosforihapon avulla; 20 - tämä liuos jalostetaan edelleen kuiduksi, esimerkiksi niin kutsutulla "ilmatilamenetelmällä” (dry jet-wet); - tämän kuidun selluloosa regeneroidaan siten, että selluloosan substituutioaste SA formiaattiryhmillä on nolla tai alle 2 %.

25 Tämän kuidun tunnusmerkkeinä on suuri sitkeys S ja korkea lähtömoduuli Lm.

Hakija on havainnut, että kun tätä selluloosaregeneraattikuitua käytetään ulkorenkaan runko-osan valmistukseen, se yllättävästi pienentää renkaan vierintävastusta.

30 Keksinnön kohteena on ulkorengas, joka käsittää ainakin yhden runkokerroksen, joka muodostuu ainakin osaksi selluloosaregeneraattikuidusta. Keksinnön mukaiselle ulkorenkaalle on tunnusomaista, että kuitu on valmistettu yhdestä tai useasta filamentista, joka perustuu selluloo- 35 saan ja/tai ainakin yhteen selluloosajohdannaiseen, joka 2 84997 käsittää selluloosaesteriryhmiä, ainakin osan näistä este-riryhmistä ollessa formiaattiryhmiä, ja jolla kuidulla on seuraavat ominaisuudet: a) selluloosan substituutioaste SA formiaattiryh-5 millä on alle 2 % ja selluloosan polymerisaatioaste PA on yli 150 ja enintään 1200; b) selluloosan polymerisaatioaste PA, kuidun sitkeys S ja lähtömoduuli Lm täyttävät seuraavat ehdot, sitkeyden ja lähtömoduulin ollessa ilmaistu yksiköllä cN/tex: 10 kun PA < 200, niin S > 20 ja Lm > 1800; kun 200 S PA < 300, niin S > 30 ja Lm > 2000; kun 300 £ PA < 400, niin S > 40 ja Lm > 2400; kun 400 < PA < 1500, niin S > 60 ja Lm > 2600; 15 c) jokaisella filamentilla on sellainen morfologia, että se muodostuu ainakin osaksi päällekkäin menevistä kerroksista, näiden kerrosten ympäröidessä filamentin akselia ja että jokaisessa kerroksessa optinen suunta ja 20 kiteytymissuunta muuttuvat näennäisesti jaksottaisesti filamentin akselia pitkin mentäessä.

Keksintö selviää helposti seuraavista keksintöä rajoittamattomista esimerkeistä ja tähän esimerkkiin liittyvästä ainoasta kaavamaisesta kuviosta, joka esittää sä-25 teen suuntaista poikkileikkausta ulkorenkaasta, jossa on runkokerros, joka voi olla tai voi olla olematta keksinnön mukainen.

Piirustuksessa nähdään ulkorengas 1. Tämä rengas käsittää lakiosan 2, kaksi kylkeä 3 ja kaksi kantaosaa 4, 30 renkaan 1 ollessa asennettuna vanteelle 5. Lakiosa 2 on vahvistettu vahvikkeella 6, joka muodostuu kahdesta päällekkäin sovitetusta kerroksesta 7, 8, joista kumpikin käsittää vahvikelangat 9. Molemmat kantaosat 4 on vahvistettu metallivahvikkeella 10. Ulkorenkaassa 1 on runkokerros 35 11, joka ulottuu kantaosasta 4 toiseen kiertyen kummankin

II

3 84997 kantaosan 4 metallivahvikkeen 10 ympäri sinänsä tunnetulla tavalla, tämän runko-osan ollessa radi-aalikudosta. Kerros 7 sijaitsee kerroksen 8 alla, tämän kerroksen 8 ja runko-osan 11 välissä.

5 Ulkorenkaalla 1 voi olla esimerkiksi seuraavat tun nusmerkit : - koko: 135 x 13; kaikkien seuraavien geometristen mittojen osalta tämä ulkorengas on asennettu vanteelle 5 ja täytetty normaaliin 1,9 baarin käyttöpaineeseensa; 10 - vahvike 6: kerrokset 7, 8 muodostuvat kumpikin teräs- vaijereista 9; kussakin vaijerissa 9 on 4 teräslankaa, joiden läpimitta on 0,23 mm, nämä langat on kierretty yhteen 10 mm:n kierteellä ja armeerattu 3,5 cm:n välillä; kussakin kerroksessa vaijerit 9 ovat noin 20°reen kulmas- 15 sa keskiviivaan nähden, joka on piirustuksessa merkitty viivalla x-x', kerrosten 7, 8 mennessä ristikkäin tunnettuun tapaan eli kerrosten kulmat ovat vastakkain; kerrosten 7, 8 leveydet ovat säteen suuntaisena leikkauksena pitkin kerrosta mitattuna vastaavasti noin 95 mm ja 85 mm; 20 vaijerien 9 sovitusväli kerroksissa 7, 8 on 1 mm; - runkokerros 11: tämä kerros muodostuu kuitujen, jotka joko ovat tai eivät ole keksinnön mukaisia, yhdistelmistä 12. Esimerkkinä mainittakoon, että kaikissa tapauksissa jokainen näistä yhdistelmistä 12 on punos, joka muodostuu 25 kahdesta multifilamentista, jotka on etukäteen kierretty yksitellen ja sitten liitetty yhteen toisen kierteen kanssa, jonka nousu on sama kuin etukäteen tehdyn kierteen, mutta joka on kierretty vastakkaiseen suuntaan. Huomattakoon, että kahdella vastakkaisella kierteellä voisi olla 30 myös erilainen nousu.

Toisaalta kaikissa tapauksissa punosten 12 lukumäärä kerroksessa 11 on 11,9 senttimetrillä, ja tämä etäisyys on mitattu keskitasosta x-x', kaikkien punosten 12 ollessa säteen suuntaisia.

35 Käytetään kahta punostyyppiä 12, jotta saadaan kak si ulkorengasta 1: keksinnön mukaista kuitupunosta, joka 4 84997 on merkitty viitenumerolla 12A, ja viitenumerolla 12B merkittyä punosta, joka muodostuu ei keksinnön mukaisista raionkuiduista.

Punosten 12A ja 12B ja kuitujen, joista nämä pu-5 nokset muodostuvat, tunnusmerkit on annettu seuraavassa taulukossa 1:

Taulukko 1

Tunnusmerkit Punostyyppi

_12A_12B

10 1. Filamentit

Tiitteri (tex) 0,18 0,19

Sitkeys (cN/tex) 102 43,7 Lähtömoduuli (cN/tex) 3720 1110 2. Kiertämättömät multifilamentit 15 Filamenttien lukumäärä 1000 1000

Tiitteri (tex) 180 190

Sitkeys (cN/tex) 94 41,7 Lähtömoduuli (cN/tex) 2690 766 3. Multifilamenttien esikierre

20 (kierr./m) 360 S 360 S

4. Punosten kierre

(kierr./m) 360 Z 360 Z

Huomautuksia taulukkoon 1: 25 Kaikki sekä punosta 12A että punosta 12B koskevat tunnusmerkit on määritetty edellä mainitussa hakemuksessa PCT/CH85/00065 kuvatuilla tavoilla.

Kierre

Multifilamenttien ja punosten kohdalla kierre on 30 ilmaistu kierrosten lukumääränä metrillä (kierr./m). Kier- rearvon jäljessä olevaa kirjainta S ta# Z käytetään yleisesti tekstiiliteollisuudessa ja se tarkoittaa, että kierre on tehty tämän kirjaimen suuntaan, kierteiden Z mennessä tietysti vastakkaiseen suuntaan kuin kierteet S.

35 Punosten 12A tekemiseen käytetyt multifilamentit valmistetaan seuraavalla tavalla edellä mainitun patenttihakemuksen PCT/CH85/00065 mukaan.

5 84997

Tehdään seos seuraavista lähtöaineista: - aine (I): selluloosapitoinen aine, joka sisältää 98,8 paino-% holoselluloosaa (96 paino-% α-selluloosaa ja 2,8 paino-% hemiselluloosalajeja); 5 - aine (II): muurahaishappo, joka on edellä mainitun pa tenttihakemuksen PCT/CH85/00065 taulukon 3, tuotteen 1 mukaista; - aine (III): ortofosforihappo, joka on edellä mainitun hakemuksen PCT/CH85/00065 taulukon 3, tuotteen 2 mukaista.

10 Seosta tehtäessä noudatetaan seuraavia ehtoja:

Rj = 16,00; R„ = 18,79; R^ = 64,45; Rer = Re = 0,76, joissa esiintyvien merkkien Rj, R„, Rm, Rer ja Re merkitykset on annettu edellä mainitussa hakemuksessa PCT/CH85/00065.

Kun seosta on sekoitettu 90 minuuttia termostaatil-15 la ja ankkurisekoittimella varustetussa sekoitusastiassa tyhjössä, saadaan liuos, jonka koostumus on seuraava: selluloosajohdosta (selluloosaformiaattia): 19,05 paino-%; orgaanista happoa (muurahaishappoa): 13,79 paino-%; mineraalihappoa (ortofosforihappoa): 64,45 paino-%; vettä: 20 2,71 paino-%. Liuos on anisotrooppinen.

Liuoksenvalmistusreaktorista liuos ohjataan suoraan kehruupumppuun.

Pumpun jälkeen liuos puristetaan suulakkeen läpi, jossa on 200 reikää, joista jokaisen läpimitta on 0,005 25 cm. Suulake sijaitsee 0,8 cm:n päässä koagulointikylvystä, joka on asetonia, jonka lämpötila on -15°C. Vetämislait-teessa kuidun nopeus on 54 m/min, mikä vastaa VKK-arvoa (venytyskerroin kehruussa) 3,6. Saatu puola pestään vedellä. Tällä tavoin saadaan kuitu (säie), joka muodostuu 200 30 jatkuvasta filamentista.

Sitten kootaan 5 näin saatua säiettä regenerointi-pisteen syöttöön. Tässä pisteessä uusi multifilamentti regeneroidaan jatkuvatoimisesti 15 sekunnin aikana vesi-liuoksella, joka sisältää 1 paino-% natrlumhydroksidia. 35 Regeneroitu multifilamentti menee sen jälkeen neutraaliin pesuhyttiin, jossa sitä pestään 25 sekunnin ajan vedellä.

6 84997

Lopuksi multifilamentti menee 10 sekunniksi kuumennusrum-muille, joiden lämpötila on 150°C, kuivattavaksi ennen sen puolaamista. Näin saadaan regeneroitu multifilamentti, joka muodostuu 1000 filamentista, kuidun muodostuessa täs-5 tä multifilamentista.

Tälle regeneroidulle kuidulle on tunnusomaista, että sen polymerisaatioaste PA on 410 ja substituutioaste SA alle 0,5 %, jotka PA- ja SA-arvot määritetään edellä mainitun patenttihakemuksen PCT/CH85/00065 mukaisesti. 10 Tämän kuidun morfologia on samanlainen kuin edellä mainitussa patenttihakemuksessa PCT/CH85/00065 kuvatun keksinnön mukaisten kuitujen, eli tämä morfologia on sellainen, että jokainen tämän regeneroidun kuidun filamentti muodostuu ainakin osaksi päällekkäin menevistä kerroksista, jot-15 ka ympäröivät filamentin akselia, ja että jokaisessa kerroksessa optinen suunta ja kiteytymissuunta muuttuvat näennäisesti jaksottaisesti filamentin akselia pitkin mentäessä. Kuidun ja sen muodostavien filamenttien mekaaniset ominaisuudet on annettu edellä olevassa taulukossa 1.

20 Kummankin ulkorenkaan 1 osalta vierintävastus mää ritetään seuraavalla tavalla.

Ulkorengasta 1, joka on asennettu vanteelleen 5, täytetty normaaliin käyttöpaineeseensa ja kuormitettu sen normaalilla käyttökuormalla, saatetaan pyörimään vapaasti 25 vauhtipyörän avulla. Mittausolosuhteet ovat seuraavat: - normaalilämpötila (noin 20°C); - pyörimisnopeus 60 km/h, lämmön stabilisoinnin jälkeen; - vauhtipyörän ympärysmitta 8,50 m; - ulkorenkaan täyttöpaine 1,9 baaria; 30 - ulkorenkaan kuormitus 280 dekanewtonia.

Ulkorenkaan 1 vierintävastus X vastaa vierintävoi-maa ulkorenkaan 1 ja vauhtipyörän välisessä kosketuspinnassa.

Vierintävastus X lasketaan kaavasta: li 7 84997

X = F X R + Rc R

jossa F on voima mitattuna pyörän akselilta, joka käsittää 5 vanteen 5, R on vauhtipyörän säde ja Rc on ulkorenkaan 1 murtunut säde vauhtipyörällä,

Vierintävastusindeksi Ir saadaan kaavasta:

X

Ir = jossa Z on renkaan kuormitus (280 dekanewtonia). Vierintävastusindeksi Ir on annettu seuraavassa taulukos-10 sa 2, jossa Ir on ilmaistu dekanewtoneina tonnia kohti (-daN/t).

Taulukko 2

Renkaaseen käytetty punos 12A 12B

15 Vierintävastusindeksi Ir (daN/t) 13,02 13,33

Todetaan siis yllättävästi, että raionkudosta olevaan runko-osaan verrattuna keksinnön mukaisella runko-osalla, jossa käytetään punosta 12A, vierintävastus on 20 pienempi, mikä vähentää vierintään tarvittavaa energiaa ja vähentää renkaan 1 kuumentumista eli siis pidentää sen käyttöikää.

Kaikkia edellä mainitussa patenttihakemuksessa PCT/CH85/00065 kuvatun keksinnön mukaisten regeneroitujen 25 kuitujen tunnusmerkkejä voidaan käyttää tätä hakemusta vastaavassa keksinnössä.

Kuitujen tunnusmerkkeinä voivat olla esimerkiksi seuraavat: - äänimoduuli M„ täyttää ehdon M* >3000 cN/tex. Punoksen 30 12A valmistukseen käytetyn kuidun äänimoduuli on erityi sesti 3610 cN/tex.

- Suuntaindeksi I.S. täyttää seuraavan ehdon: I.S > 95,5 %. Punoksen 12A valmistukseen käytetyn kuidun suuntaindeksi I.S. on erityisesti 97,4 %.

β 84997 - Kuitua ei ole venytetty muuten kuin mitä tarvitaan sen muovaami seen.

- Selluloosan polymerisaatioaste PA on vähintään 200 ja enintään 1200.

5 Keksintö ei rajoitu edellä kuvattuihin suoritusesi- merkkeihin eli keksinnön mukaisessa ulkorenkaassa voi esimerkiksi olla enemmän kuin yksi runkokerros.

Claims (5)

9 84997

1. Ulkorengas, joka käsittää ainakin yhden runko-kerroksen, joka muodostuu ainakin osaksi selluloosaregene- 5 raattikuidusta, tunnettu siitä, että kuitu on valmistettu yhdestä tai useasta filamentista, joka perustuu selluloosaan ja/tai ainakin yhteen selluloosajohdannaiseen, joka käsittää selluloosaesteriryhmiä, ainakin osan näistä esteriryhmistä ollessa formiaattiryhmiä, ja jolla 10 kuidulla on seuraavat ominaisuudet: a) selluloosan substituutioaste SA formiaattiryh-millä on alle 2 % ja selluloosan polymerisaatioaste PA on yli 150 ja enintään 1200; b) selluloosan polymerisaatioaste PA, kuidun sit-15 keys S ja lähtömoduuli Lm täyttävät seuraavat ehdot, sitkeyden ja lähtömoduulin ollessa ilmaistu yksiköllä cN/tex: kun PA < 200, niin S > 20 ja Lm > 1800; kun 200 < PA < 300, niin S > 30 ja Lm > 2000; 20 kun 300 < PA < 400, niin S > 40 ja Lm > 2400; kun 400 < PA < 1500, niin S > 60 ja Lm > 2600; c) jokaisella filamentilla on sellainen morfologia, että se muodostuu ainakin osaksi päällekkäin menevistä kerroksista, näiden kerrosten ympäröidessä filamentin ak- 25 selia ja että jokaisessa kerroksessa optinen suunta ja kiteytymissuunta muuttuvat näennäisesti jaksottaisesti filamentin akselia pitkin mentäessä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ulkorengas, tunnettu siitä, että kuidun äänimoduuli täyttää 30 ehdon: Ms > 3000 cN/tex.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen ulkorengas, tunnettu siitä, että kuidun suuntaindeksi I.S. täyttää ehdon: I.S > 95,5 %.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen ulko-35 rengas, tunnettu siitä, että kuitua ei ole vedetty muuten kuin mikä aiheutuu sen muovaamisesta. 10 84997

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen ulko-rengas, tunnettu siitä, että runko-osa on radiaa-likudosta. I: 11 84997 Patervtkrav