Az abroncsgyártás alapjai

Átírás

1 Az abroncsgyártás alapjai BME-VBK Petrolkémia vendégelőadás 2016 Korpás Péter, Katona Kristóf MP) Technology Team Material Unit

2 Az abroncsgyártás alapjai 1. Az abroncs felépítése 2. Miből áll egy gumikeverék? 3. Elasztomerek 1. Természetes kaucsuk (NR) 2. Butadién kaucsuk (BR) 3. Sztirol-butadién kaucsuk (SBR) 4. Poliizoprén-izobutilén kaucsuk (IIR) 4. Töltőanyagok 1. Korom 2. Szilika 5. További adalékanyagok 6. Vulkanizálás 7. A gumi fizikai tulajdonságainak mérése 1. Moving Die Rheometer (MDR) 2. Stress-Strain (S-S) 8. Az abroncsgyártás folyamata 1. Gumikeverés (mixing) 2. Extrudálás 3. Kalanderezés 4. Cutting, Building, Curing 9. Az anyagmérnök feladatköre

3 1. A gumiabroncs felépítése Acél öv (Steel belt) Futófelület (Tread) Erősítő öv (Reinforcement belt) Légzáró réteg (Inner liner) Szövetváz (Carcass) Oldalfal (Sidewall) Peremtöltő (Bead filler) Peremkarika (Bead wire) Kerékpánt párna (Rim cushion)

4 2. Miből áll egy gumikeverék? Töltőanyag Feldolgozást segítő Aktivátor Öregedésgátló Gyorsító Vulkanizálószer

5 3. Elasztomerek 3.1. Természetes kaucsuk (NR) Jó nyerstapadás Jó kopásállóság Szívósság Könnyen oxidálható A természetes kaucsuk 99%-a cisz-poliizoprén!

6 3. Elasztomerek 3.2. Butadién kaucsuk (BR) Jó kopásállóság Kiemelkedő rugalmasság Rossz nyerstapadás Kis nyersszilárdság 3.3. Sztirol-butadién kaucsuk (SBR) [( CH 2 CH CH CH 2 ) n ( CH 2 CH ) m] C 6 H 5 Sztirol butadién arány Jó feldolgozhatóság ( de melegszik) Rossz nyerstapadás Nagyon jó kopásállóság

7 3. Elasztomerek 3.4. Poliizoprén-izobutilén kaucsuk (Butil - IIR) Alacsony szakítószilárdság Nagyon alacsony permeabilitás Jó vegyszerállóság Összeférhetetlen más kaucsukfélékkel!

8 4. Töltőanyagok Töltőanyagok: kaucsukban nem oldódnak, külön szilárd fázist alkotnak. Szerepük: Feldolgozhatóság javítása Műszaki tulajdonságok javítása a kész keverékben Árszabályozás Korom Szilika O C O OH O O O OH O O Si O H O O Si O Si O H O H O Si O Si O Si O Si H O O Si O OH Olcsó Polimerrel fizikai kapcsolat Az összes félkésztermékben használják Drága Polimerrel kémiai kapcsolat Modern futófelületekben használják (jobb nedves tapadás és kopásállóság)

9 4. Töltőanyagok 4.1. Korom Szemcseméret Struktúra Fajlagos felület Felületi aktivitás

10 4. Töltőanyagok 4.1. Korom Jelölés példa: N660 Normal cure speed Szemcsátmérő nm Struktúra

11 4. Töltőanyagok 4.2. Szilika Fajlagos felület Nedvességtartalom Struktúra ph

12 4. Töltőanyagok 4.2. Szilika

13 5. További adalékanyagok Feldolgozást segítő anyagok ( ásványi olajok, gyanták) Aktivátorok (fémoxidok, zsírsavak) MBT Gyorsítók (aminok, merkapto-benzotiazolok, szulfén-amidok) Retarderek ( benzoesav származékok, szalicilsav származékok, CTP) Öregedésgátlók (aminok, fenol származékok, viaszok) Vulkanizálószerek ( kén, fémoxidok ) CTP

14 6. Vulkanizálás A vulkanizálást meghatározó tényezők: 1. Hőmérséklet 2. Nyomás 3. Idő Kénnel történő vulkanizálás: ZnO-dal történő vulkanizálás: (IIR esetében)

15 7. A gumi fizikai tulajdonságainak mérése

16 7.1. Moving Die Rheometer (MDR) Upper Die Oscilating Die Rotor Sample Seal plate Egy oszcilláló és egy álló szerszámlap között vulkanizáljuk a mintát. Állandó deformáció mellett mérjük a nyomatékot állandó hőmérsékleten. (160 vagy 180 C)

17 Torque 7.1. Moving Die Rheometer (MDR) Rheometer T max T min ts2 t 50 Cure time Tmin: Minimális nyomaték, összefügg a viszkozitással. Tmax: Maximális nyomaték a vulkanizálás alatt. Vulkanizálószer mennyiségére és eloszlására utal. ts2: Az az idő, ami a minimális+2 egység nyomaték eléréséhez szükséges. Beégés sebességére utal. t50: A maximális nyomaték 50%-ának eléréséhez szükséges idő. Vulkanizálás sebességére utal.

18 7.2. Stress-strain (S-S) A piskóta alakú vulkanizált próbatestet egy álló és egy mozgó pofa közé fogjuk. A mozgó pofa állandó sebességgel mozog amíg a minta el nem szakad. Méri a nyújtáshoz szükséges erőt és a deformációt. T.S Stress [Kg/ cm2 ] Tensile strength Break M300 M100 M50 300% Modulus 50% 100% 300% Elongation at break (%) Strain [%]

19 8. Az abroncsgyártás folyamata

20 8. Az abroncsgyártás folyamata Mixing Materials Mixing raw rubbers and various ingredients Raw rubber, Ingredients Cord, Wire Extrusion Bead Calendering Cutting Producing tread and sidewall Topping a uncured rubber on bead wire Topping a uncured rubber on textile & steel cord Cutting a calendered cord with a given size Inspectionn Curing Building Inspecting defects and U/F of tire Producing a final products (tire) Producing a green tire by assembling extruates, bead,, cutted cords

21 8.1. Az abroncsgyártás folyamata gumikeverés (mixing) Mixing BANBURY KEVERŐ

22 8.2. Az abroncsgyártás folyamata extrudálás Extrudált félkésztermékek: futófelület (tread), oldalfal (sidewall), peremtöltő (bead filler) Garat Kompressziós zóna Nyomás felépítése Átmeneti zóna Ömlesztés Etetés Szilárd anyag szállítás Cap tread Under tread Tread wing

23 8.3. Az abroncsgyártás folyamata - Kalanderezés Alakadó művelet, mely során speciálisan előkészített szövet- vagy fémszálakat vonunk be vékony gumiréteggel. 1. Textil: karkasz az abroncs vázát adja 2. Acél: övek - erősítés Sheeting Sheeting Topping Profile Cord

24 8.4. Az abroncsgyártás folyamata Cutting, Building, Curing Cutting: a legyártott karkaszt és acélöveket méretre vágják Building: a félkész termékekből összeszerelik a nyers abroncsokat Curing: a nyers abroncsokat vulkanizálják (adott idő, nyomás, hőmérséklet)

25 9. Anyagmérnök feladatköre

26 9. Anyagmérnök feladatköre Gyártási folyamatok felügyelete Keverés fejlesztés Alapanyagok bevezetése a termelésbe Gyártási folyamat optimalizálás

27 Köszönjük a figyelmet! Korpás Péter: korpaspeter@hankooktire.com Katona Kristóf: katona.kristof@hankooktire.com