Vulkanointilämpötilan, ajan ja lämpöhistorian vaikutus kumin ja kaapelin väliseen adheesioon

Abstract

Tämän opinnäytetyön toimeksiantajana oli Nokian Renkaat Oyj. Opinnäytetyön tavoitteena oli tuottaa lisätietoa kumin vulkanointiajan, vulkanointilämpötilan ja lämpöhistorian vaikutuksista kumin ja vahvikekaapelin väliseen tartuntaan. Tarkoituksena oli mitata metallisen vahvikekaapelin irrottamiseen eri ajan ja eri lämpötilassa vulkanoidusta kumista tarvittavaa voimaa sekä tutkia lämpöhistorian vaikutusta vahvikekaapelin ja kumin väliseen tartuntaan sekä kaapelin mahdolliseen värinmuutokseen kemiallisten reaktioiden vaikutuksesta.

Opinnäytetyön kokeellisessa osassa tutkittiin vulkanointiajan ja -lämpötilan vaikutuksia kumin ja kaapelin väliseen adheesioon. Tartuntanäytteitä valmistettiin vaihtelevin vulkanointiajoin ja -lämpötiloin. Lämpöhistorian vaikutuksia tartuntaan tutkittiin valmistamalla tartuntanäytteitä, joita lämpökäsiteltiin eri lämpötiloissa ennen vulkanointia. Osa muoteista purettiin lämpökäsittelyn jälkeen ja kaapeleiden pintaa tarkasteltiin visuaalisesti.

Kokeellisen osan tulosten perusteella aika kumisekoituksen sekoitusajankohdan ja valssausajankohdan välillä vaikuttaa kumin ja kaapelin väliseen adheesioon tartuntatulosta parantavasti pienemmillä vulkanointilämpötiloilla ja huonontavasti korkeammilla vulkanointilämpötiloilla. Lisäksi kokeellisen osan tuloksissa havaittiin eroja saman valmistajan eri erän kaapeleiden adheesiotulosten välillä. Lämpökäsittelyn ei havaittu vaikuttavan merkittävästi kumin ja kaapelin väliseen adheesioon.

Opinnäytetyö sisältää salassa pidettävää tietoa, joka on ilmaistu opinnäytetyön julkisessa versiossa soveltuvin tavoin.

This thesis was assigned by Nokian Tyres plc. The aim of the thesis was to provide additional information on the effects of rubber vulcanization time, vulcanization temperature and thermal history on the adhesion between rubber and tire bead wire. The purpose was to measure the force required to detach the metallic bead wire from a vulcanized rubber block. The adhesion samples were prepared with different vulcanization times and temperatures. The purpose was also to study the effects of thermal history on the adhesion between rubber and bead wire. In addition, the purpose was to study the possible discoloration of the bead wire due to chemical reactions.

In the experimental part of the thesis, the effects of vulcanization time and temperature on the adhesion between bead wire and rubber were investigated. Adhesion samples were prepared at varying vulcanization times and temperatures. The effects of thermal history on adhesion were studied by preparing adhesion samples that were heat treated at different temperatures before vulcanization. Some of the molds were disassembled after the heat treatment and the surfaces of the bead wire samples were visually inspected.

Based on the results of the experimental part of the thesis, the time between mixing and milling dates affects the adhesion between rubber and bead wire improving the adhesion results with lower vulcanizing temperatures and deteriorating them with higher vulcanizing temperatures. In addition, differences were found in the results of the experimental part between the adhesion results of different batches of bead wires from the same manufacturer. The heat treatment was not found to affect the adhesion between bead wire and rubber.

The thesis contains confidential information, which is expressed in the public version in an appropriate manner.