专利名称:生产轮胎的方法和装置的利记博彩app
技术领域:
本发明涉及生产轮胎的方法和装置。本发明也涉及生产弹性体胶料的方法和装置。更具体地,本发明涉及生产轮胎的方法和装置,其中在制造一种或多种轮胎结构元件中使用的至少一种弹性体胶料,是通过在至少一种分批混炼器件中进行的至少一个混炼步骤和在多轴连续混炼器件中进行的至少一个混炼步骤生产的。
背景技术:
通常,在轮胎制造中使用的弹性体胶料的生产,是通过分批混炼器件分批进行的, 例如,密炼机,如具有两个逆向旋转转子Banbury 混炼机,其中所述逆向旋转转子发挥强烈的混炼作用以粉碎所述弹性聚合物,并且将通常存在于弹性体胶料中的其它组分,例如增强填料、润滑助剂、硫化剂和其它添加剂引入并充分地分散在其中。使用分批混炼器件生产弹性体胶料显示出许多缺点,特别是差的热耗散和因此不足的温度控制,主要由于材料体积和混炼机表面面积之间的不合适的比例。为了改进在弹性聚合物中的分散性,通常将所述不同的组分,特别是所述增强填料,分批地分配在通过冷却和储存步骤分开的多个混炼操作中引入到所述弹性聚合物中。通常,温度敏感的组分,例如交联剂和促进剂,仅仅在最终混炼步骤期间加入,在所述弹性体胶料冷却到低于预定的温度(通常低于Il(TC)之后加入,以避免过早的交联(“焦烧”现象)。因此,使用分批混炼器件生产弹性体胶料,尽管在轮胎工业中仍然是最广泛使用的生产方法,但是耗时且耗能,并且不能保证有效地控制得到的弹性体胶料的性能,特别是在增强填料在所述弹性聚合物中的分散均勻性方面。单独组分的添加量、添加时间和从混炼机中排放的时间、原材料的起始温度和混炼期间所述材料内部剪切力的波动的变化,都导致批次之间的变化。为了克服上述公开的分批式工艺的局限,橡胶工业已经做了许多尝试来构建基于挤出技术的生产方法,类似于通常在热塑性聚合物材料加工中采用的那些。例如,美国专利US 4,897,236公开了连续地生产橡胶混合物的方法和装置,其中将所述混合物的组分在双螺杆挤出机中进料、素炼并均化。将所得到的混合物分成第一和第二部分。排出第一部分,同时再循环第二部分用于进一步均化并与待进料到所述挤出机中的组分的新鲜批料混炼。所述再循环的部分被循环到所述挤出机腔室外部冷却的环形腔室并返回,所述环形腔室具有与所述挤出机内部相通的流出和流入通道。美国专利US 5,626,420公开了连续混炼方法和装置,其中基础弹性体和其它组分连续地计量并引入到由定子和在其中旋转的转子形成的混炼室,优选单螺杆挤出机。引入的组分在混炼室中沿着推进和混炼区域前进。为了改进所述橡胶组分的分散性和均质性,所述混炼室的填充比率在至少某些混炼区低于1。为了合适地将所述组分特别是所述橡胶基料引入到所述混炼室,使用了强制喂料的手段,例如容积泵(例如齿轮泵)。美国专利申请US 2004/0094862公开了具有至少两个轴的多轴挤出机,用于混炼和/或模塑与填料交错的弹性体,特别是与至少软化剂和/或添加剂交错的橡胶。所述挤出机沿产品传输方向接连包括下列构成进料区,所述弹性体和软化剂和/或添加剂计量进入其中;具有至少一个捏合元件的素炼/塑化区,所述弹性体和软化剂和/或添加剂被转移到其中成为可流动的、内聚的混合物;具有至少一个额外的捏合元件的分散区,在其中所述弹性体中的填料被粉碎和分配;以及具有梳齿的捏合元件和具有壳体内壁的挤出机,且其中在所述捏合元件的梳齿和所述挤出机的壳体内壁之间存在具有间隙宽度Z为所述捏合元件直径D的约1/100到约1/10的间隙。在一个实施方案中,所述多轴挤出机是环形挤出机。PCT专利申请号WO 03/009989公开了通过至少一种挤出机连续生产弹性体组合物的方法和装置,其中次要组分以细分产品的形式使用。所述产品包括所述次要组分中至少一种分散在热塑性接合剂中并通过气动输送线输送到定量装置以准确计量并连续地进料到所述挤出机中。
发明内容
本申请人注意到通过使用分批混炼器件制备的用于轮胎的弹性体胶料的质量可能不令人满意特别是,可能得到在不同的批次之间的机械性能变化,且增强填料的分散性有时候可能差。一般地,为了提高所述增强填料的分散性,会增加混炼步骤的数目。然而,增加分批混炼器件中混炼步骤的数目,可能产生许多缺点,例如,对弹性聚合物的损害,恶化所述弹性体胶料的机械性能,所述弹性体胶料的过早交联(“焦烧”现象)。另一方面,已经证明使用连续混炼器件代替分批混炼器件可以得到高质量的弹性体胶料。然而,通过连续混炼器件生产弹性体胶料最关键的方面之一,例如,双螺杆挤出机, 是所述弹性体胶料的所有组分进入连续混炼器件的进料系统。事实上,必须处理(例如,造粒、粒化、细分等)所述组分并且精确地计量以进料到所述连续混炼器件中。由于这些原因,应该提供复杂的进料系统,其引起总的生产加工时间的增加和涉及到的设备要求的容积的增加这导致了总的生产成本的大幅增加。本申请人已经发现,在降低复杂性的配混装置中,通过使用具有至少一个在至少一种分批混炼器件中进行的混炼步骤和在至少一种连续混炼器件中进行的至少一个混炼步骤生产弹性体胶料,可以得到高质量的弹性体胶料。特别地,已经发现所得到的弹性体胶料显示了增强填料显著提高的分散性,和改进的机械性能(静态和动态两者)。也证明了所述得到的弹性体胶料在机械性能方面得到的结果具有重要的可重复性。然而,出现了另一个问题分批混炼器件和连续混炼器件在最大生产量方面是非常不同的机器。尽管分批混炼器件能够以不低于1000-2000kg/hOUr优选更多的生产量(具有许多批次)生产弹性体胶料,但是一般的连续混炼机例如双螺杆挤出机几乎不能达到这样的生产弹性体胶料的生产量。不同于热塑性胶料,弹性体胶料不具有熔点,是热敏性的且由于焦烧现象和/或热反应的发生,当使用高螺杆转速,和/或高剪切速率,和/或高能量以提高生产量时易于降解。这归因于通过在所述螺杆和螺杆通道壁之间有限的空间中捏合作用产生的热,以及在双螺杆口模出口处产生的压力,特别是在使用固定模头时。这些缺陷显著地发生,即使对于具有中等粘度(例如,从至少50-60门尼粘度ML(l+4),在100°C)的弹性体胶料,即它们适用于基本上所有的在轮胎领域通常使用的弹性体胶料。这强烈地限制了通过通常的连续混炼机生产弹性体胶料可达到的生产量。例如, 已经发现具有螺杆直径为40mm的双螺杆挤出机一般可以达到低于40-50kg/hOUr的粘性弹性体胶料的生产量,即至少低于通过分批混炼器件可得到的一般生产量的50倍。双螺杆挤出机尺寸的增加并没有引起在得到的生产量方面显著的改进例如,已经发现增加双螺杆挤出机的螺杆直径至约90mm,引起粘弹性胶料的生产量大约为200-250kg/hOUr,即至少比通过分批混炼器件可得到的一般生产量低5-10倍。在这个方面,也考虑到螺杆直径的增加通常伴随所述双螺杆挤出机的长度的相关的增加,以及所述机器的复杂性和成本的增加, 特别是由于要求的用于旋转大型机器中使用的螺杆的动力。因而本申请人已理解,为了提供适合于加工具有高质量和高生产量的粘弹性体胶料的配混装置,以顺应一般的轮胎生产装置的要求,应当提供至少一种分批混炼器件与至少一种具有许多轴(例如,具有十二个基本上设置形成一圈的同向旋转螺杆的环形挤出机)的多轴连续混炼器件的结合。已经发现许多轴允许将连续混炼器件的生产量提高到可与分批混炼器件的生产量相匹配的值,而不需要将螺杆转速,和/或剪切速率,和/或螺杆直径增加到可以引起所述胶料焦烧的值。此外,已经证实在分批混炼器件制备和随后地在多轴连续混炼器件中加工的胶料的品质优等。另外,即使具有低的螺杆直径的机器,也可以得到想要的生产量,这样所述多轴连续混炼器件的长度也可以保持足够低,是得益于许多平行混炼螺杆进行的加工。除了所述多轴连续混炼器件降低的长度,包含至少一种分批混炼器件和至少一种多轴连续混炼器件的配混装置不需要用于连续混炼器件进料的复杂的进料系统,这样可以有利地包含配混装置的总的尺寸。这是很大的优点,当所述配混装置是整个轮胎生产装置的一部分时,这里进一步为与配混相关的设备提供了许多设备和空间,例如适合于制备半成品的设备,制造未硫化轮胎(green tyre)的机器,硫化压机,轮胎质量控制区域等。对于本申请说明书和随后的权利要求的目的,所述术语“分批混炼器件”是指一种混炼器件,进入其中的所述弹性体胶料的组分是周期性地按照预先确定的量(分批)进料并且混炼预定的时间以得到所述弹性体胶料。在所述混炼步骤结束时,将得到的弹性体胶料完全从所述混炼器件中排出。 对于本申请说明书和随后的权利要求的目的,所述术语“连续混炼器件”是指一种混炼器件,进入其中的被加工以得到弹性体胶料的材料是连续地进料(除了由于维持或改变弹性体胶料配方而使混炼器件可能的停止以外),并且所述弹性体胶料以连续物流的形式从中排出,与所述分批混炼器件的周期性进料/排料相反。根据第一方面,本发明涉及制造轮胎的方法,包括-提供至少一种可交联的弹性体胶料;-制造所述轮胎的多个结构元件,其中所述多个结构元件中的至少一个结构元件包含所述的至少一种可交联的弹性体胶料;-使用所述的多个结构元件制造未硫化轮胎;-对所述未硫化轮胎进行模塑和交联以得到成品轮胎;其中所述至少一种可交联的弹性体胶料的提供包括
-将至少一种弹性聚合物和至少一种增强填料进料到包括至少一种分批混炼器件的混炼设备中;-在所述混炼设备中,将所述至少一种增强填料混炼并分散到所述至少一种弹性聚合物中,以获得第一弹性体胶料;-将所述第一弹性体胶料从所述混炼设备中排出;-将所述第一弹性体胶料进料到至少一种多轴连续混炼器件中,所述多轴连续混炼器件包括至少六个旋转螺杆;-将所述第一弹性体胶料混炼进入所述至少一种多轴连续混炼器件中,以获得第二弹性体胶料。根据另一个方面,本发明涉及制造轮胎的装置,包括-适合于生产至少一种可交联的弹性体胶料的混炼装置;-至少一种适合于使用多个结构元件制造未硫化轮胎的生产机器;-至少一种适合于制备所述多个结构元件的至少一个结构元件的设备,其中所述的至少一个结构元件包含所述的至少一种可交联的弹性体胶料;-至少一种适合于模塑和交联所述未硫化轮胶以得到成品轮胎的硫化压机;其中所述混炼装置包括-包括至少一种分批混炼器件的混炼设备,所述混炼设备适合于生产第一弹性体胶料;-至少一种多轴连续混炼器件,所述多轴连续混炼器件包含至少六个旋转螺杆,所述多轴连续混炼器件适合于接收所述第一弹性体胶料并生产第二弹性体胶料。根据进一步的方面,本发明涉及生产弹性体胶料的方法,包括-将至少一种弹性聚合物和至少一种增强填料进料到包括至少一种分批混炼器件的混炼设备中;-在所述混炼设备中,将所述至少一种增强填料混炼并分散到所述至少一种弹性聚合物中,以获得第一弹性体胶料;-将所述第一弹性体胶料从所述混炼设备中排出;-将所述第一弹性体胶料进料到至少一种多轴连续混炼器件中,所述多轴连续混炼器件包括至少六个旋转螺杆;-将所述第一弹性体胶料混炼进入所述至少一种多轴连续混炼器件中,以获得第二弹性体胶料。根据进一步的方面,本发明涉及生产弹性体胶料的装置,包括-至少一种包括至少一种分批混炼器件的混炼设备,所述混炼设备适合于生产第一弹性体胶料;-至少一种多轴连续混炼器件,所述多轴连续混炼器件包含至少六个旋转螺杆,所述多轴连续混炼器件适合于接收所述第一弹性体胶料并且生产第二弹性体胶料。本申请人已经发现,相对于所述第一弹性体胶料,从所述多轴连续混炼器件中排出的所述第二弹性体胶料显示出所述至少一种增强填料的显著提高的分散性,以及相当的乃至更优良的机械性能(静态和动态两者)。本发明,在上述的方面中至少一个,可能显示出一个或多个优选的以下公开的特性。根据本发明一个优选的实施方案,所述生产弹性体胶料的方法可以是连续地或不连续地进行。当所述方法连续地进行时,直接将所述第一弹性体胶料进料到所述至少一种多轴连续混合器件而不储存。当所述方法不连续地进行时,储存后将所述第一弹性体胶料进料到所述至少一种多轴连续混炼器件。根据本发明一个优选的实施方案,所述分批混炼器件选自密炼机,开炼机。特别优选密炼机。通常,所述分批混炼器件包括一对相互彼此切向或者互穿运转的转子。通常,所述分批混炼器件包括内部容纳一对朝相反方向旋转的转子的混炼室,以混炼所述从其顶部被弓I入所述混炼室的组分。为了这个目的,所述分批混炼器件通常装备有位于所述混炼室上部分的气动或液压机筒和可向上移动以打开所述混炼室的活塞,从而允许通过特殊的负载料斗引入所述组分,并向下运动对通过转子加工且位于其上的材料产生压力。位于所述混炼室的底部的液压系统允许通过打开合适的出口在混炼循环结束时将所述弹性体胶料排出。根据本发明可以有利地使用的密炼机的具体例子,是在商品名Banbury 或 Intermix 下已知的那些,取决于转子相互之间是成切向运转还是互穿。特别优选 Banbury 混炼机。根据本发明可以有利地使用的开炼机的具体例子是开炼机混合器,曲拐式搅拌机。特别优选开炼机混合器。根据一个优选的实施方案,在所述至少一种分批混炼器件中的混炼可以在转子转速为约20rpm到约60rpm下进行,优选为约30rpm到约50rpm。根据进一步优选的实施方式,在所述至少一种分批混炼器件中的混炼,可以使用所述混炼室的填充因数(填充因数是要被混炼的材料占据所述混炼室的总的自由体积的份数)不高于约80%,优选约55%到约70%下进行。如果选择太高的填充因数,缺少自由体积阻止了材料的移动和交叉共混,以致充分的混炼成为问题。同样地,如果仅仅选择了非常小的填充因数,难以确保用高剪切力充分的混炼,和在所述混炼室中的材料的充分的均质化。根据一个优选的实施方案,所述至少一种多轴连续混炼器件包含至少六个同向旋转螺杆。所述螺杆优选配置以形成一圈。更优选所述至少一种多轴连续混炼器件包含至少十二个旋转螺杆,更优选同向旋转螺杆。所述旋转螺杆可以包含高-剪切混炼元件,例如捏合机或具有低的螺纹深度的螺杆螺纹。所述螺杆轴优选是平行的。优选地,所述螺杆是至少部分啮合的。更优选地,所述螺杆是基本上完全啮合的。 更优选地,所述螺杆是自清洁的。优选的螺杆直径范围从至少30mm,更优选从至少60mm。优选地,所述多轴连续混炼挤出机是环形挤出机,包括
-内芯(或者芯轴);-与所述内芯界定环形腔室的外壳;-至少六个更优选至少十二个可转动地装配在所述环形腔室内的螺杆。在优选的实施方案中,所述环形挤出机包括在所述外壳提供的排气口,以允许挥发性物质的除去。真空可有利地应用于所述排气口,以进一步促进挥发性物质的提取。在如上述公开的环形挤出机上进行的测试(特别是当真空应用于在外壳内提供的排气口时),有利地显示了在所述环形挤出机出口排出的弹性体胶料对于起泡形成为基本上零倾向。根据本申请人,这是由于环形挤出机提供的增加的排气容量,其由于所述内芯和所述外壳提供的增加的交换表面而可有效地去除(通过所述排气口)空气或其它截留在被混炼的弹性体胶料中的挥发物。根据一个优选的实施方案,在所述至少一个多轴连续混炼器件中的所述混炼,可以在螺杆转动速度为约IOrpm到约600rpm下进行,优选为约40rpm到约400rpm。应当注意,所述螺杆转动速度允许获得所述成分特别是所述增强填料在所述第二弹性体胶料中非常好的分散性,以及避免所述第二弹性体胶料如果使用太高的螺杆转动速度可能发生的过早交联(“焦烧”现象)。有利地,所述第二弹性体胶料可以从所述多轴连续混炼器件中,以至少500kg/h 的平均生产量排出,优选至少800kg/h。这样,含有包括至少一种分批混炼器件与一种或两种多轴连续混炼器件结合的混炼设备的混炼装置可以达到与以工业规模的轮胎生产相适应的总生产量。在优选的实施方案中,将所述第一弹性体胶料进料到所述至少一种多轴连续混炼器件之前冷却。优选地,可以将所述第一弹性体胶料冷却到从约15°C到约40°C的温度,更优选从约20°C到约25°C。在所述配混装置中可以包括至少一种输送挤出机。根据一个优选的实施方案,在将所述第一弹性体胶料进料到所述至少一种多轴连续混炼器件之前将其进料到所述至少一种输送挤出机中。根据一个优选的实施方案,所述至少一种输送挤出机包含-包括至少一个进料口和一个排料口的外壳;-至少一个可转动地安装在所述外壳上的输送元件。为了本发明的目的,所述术语“输送元件”意指基本上不具有混炼作用而只是输送该弹性体胶料通过挤出机长度的元件。例如,典型的输送元件可选自主要促进材料的轴向移动的元件如螺线型螺杆。可以示例性地在输送元件速度从约IOrpm到约60rpm下进行在所述至少一种输送挤出机中的输送,优选从约20rpm到约35rpm。向所述至少一种输送挤出机中的进料可以使得允许控制所述第一弹性体胶料向所述多轴连续混炼器件的进料速度。所述至少一种输送挤出机可以是单螺线型螺杆挤出机,或者具有两个逆向旋转螺线型螺杆的卸料式挤出机。根据进一步的实施方案,所述混炼设备包括至少一台密炼机和至少一台开炼机, 所述开炼机优选位于所述至少一台密炼机的下游。
根据进一步的实施方案,从所述至少一种多轴连续混炼器件中排出的所述第二弹性体胶料,可以进料到至少一种进一步的分批混炼器件。所述至少一种进一步的分批混炼器件可以选自上述公开的那些。根据进一步的实施方案,所述至少一种多轴连续混炼器件可以放置在制备至少一种未硫化轮胎的结构元件的设备的上游,该未硫化轮胎的结构元件通过使用由所述多轴连续混炼器件中排出的所述第二弹性体胶料或者使用对所述第二弹性体胶料进行进一步的混炼步骤得到的进一步的胶料来制备。用来制备所述未硫化轮胎的结构元件的设备可以选自本领域通常已知的那些,例如,压延器件和/或挤出机器件。根据进一步的实施方案,所述至少一种多轴连续混炼器件可以直接装有辊模头或挤塑模头。特别是后者的情况下,在所述至少一种多轴连续混炼器件的出口可以直接得到未硫化轮胎结构元件。所述未硫化轮胎结构元件可以是,例如,轮胎的不同弹性结构元件中的一种,例如胎边芯、胎侧、胎冠、气密层、底衬(underliner)、耐磨层。根据本领域已知的方法,随后使用合适的制造装置组装所述结构元件,得到成品轮胎。通过使用由所述多轴连续混炼器件排出的所述第二弹性体胶料,或者使用通过对所述第二弹性体胶料进行进一步的混炼步骤得到的进一步的胶料可得到的另一种结构元件是连续延伸的带状元件。在形成未硫化轮胎期间,可以将所述连续的带状元件铺放在多个卷绕中的支撑件上(例如成形卷筒),以形成多个彼此并排和/或叠加关系设置的连续的线圈。用这种方式,轮胎的许多结构元件的等同物,典型地通过半成品得到的,可以通过所述螺旋卷绕形成。例如,等同的胎边芯、胎侧、胎冠、气密层、底衬(underline!·)、耐磨层可通过连续的带状元件的螺旋卷绕得到。所述连续的带状元件可以具有扁平的横截面形状如,矩形、椭圆形、晶状体或锥形。所述连续的带状元件的横截面尺寸可以显著地低于所述通过螺旋卷绕得到的等同的结构元件的横截面尺寸。可以直接在所述多轴连续混炼器件的出口,通过合适的挤塑模头得到所述连续的带状元件。根据一个优选的实施方案,所述可交联的弹性体胶料的所有组分都进料到所述至少一种混炼设备中。特别地,除了所述的至少一种弹性聚合物和所述至少一种增强填料之外,以下组分中至少一种可以加入到所述弹性体胶料中-硫化剂,例如硫,或含有硫(硫供体)的分子,或其混合物;-活化剂,例如锌化合物,特别是ai0、aiC03,含有从8到18个碳原子的饱和或不饱和脂肪酸的锌盐,例如硬脂酸锌,其优选在所述弹性体胶料中由ZnO和脂肪酸在原位形成, 以及还有BiO、PbO、Pb3O4, PbO2,或其混合物;-促进剂,例如二硫代氨基甲酸盐、胍、硫脲、噻唑、次磺酰胺、秋兰姆、胺类、黄原酸盐,或其混合物;-基于所述组合物所倾向的特定应用选定的添加剂,例如抗氧化剂、防老化剂、增塑剂(如增塑油)、粘合剂、抗臭氧剂、改性树脂,或其混合物。
上述列出的组分仅仅用来举例说明在弹性体胶料中,特别是在轮胎制造用弹性体胶料中通常使用的最一般的组分的一些实例,其不应当作为本发明范围的限制。当将所述弹性体胶料的所有组分都进料到分批混炼器件,例如密炼机如 Banbury 混炼机中时,可以优选在至少两个不同步骤中进行混炼,第一步骤是非生产性步骤,其中将除了能促进交联的这些组分(例如,硫和促进剂)外的所有组分都进料到所述分批混炼器件中,第二步骤是生产性步骤,其中将从所述第一步骤得到的所述弹性体胶料以及能够促进交联的组分进料到所述分批混炼器件中。随后再将这样得到的弹性体胶料 (即上述提及的第一弹性体胶料)进料到多轴连续混炼器件中以得到第二弹性体胶料。或者,将所述弹性体胶料中除了能促进交联的组分外的所有组分,进料到分批混炼器件中,例如密炼机如Banbury 混炼机,以得到第一弹性体胶料,随后将其进料到多轴连续混炼器件中,以获得第二弹性体胶料。将这样得到的第二弹性体胶料以及能促进交联的组分,随后进料到置于所述多轴连续混炼器件下游的进一步分批混炼器件,例如密炼机如Banbury 混炼机中。或者,将所述弹性体胶料中除了能促进交联的组分外的所有组分,进料到分批混炼器件,例如密炼机如Banbury 混炼机,以得到第一弹性体胶料。将这样得到的第一弹性体胶料以及能促进交联的组分,随后进料到多轴连续混炼器件中,以获得第二弹性体胶料。当使用开炼机作为分批混炼器件时,优选地,将所述弹性体胶料的所有组分都进料到所述开炼机以得到第一弹性体胶料,随后将其进料到多轴连续混炼器件中,以获得第二弹性体胶料。可以使用根据本发明的方面的配混方法和装置来生产包含任意种类的弹性聚合物以及任意种类的通常在轮胎制造中使用的增强填料弹性体胶料。优选地,所述弹性聚合物可以选自,例如,二烯弹性聚合物和单烯烃弹性聚合物, 或其混合物。二烯弹性体聚合物可以选自,例如,玻璃化转变温度(Tg) —般低于20°C优选在从约0°C到约-110°C的具有不饱和链的弹性体聚合物或共聚物。这些聚合物或共聚物可以是天然来源的或者可以通过任选地与选自单乙烯基芳烃和/或极性共聚单体的至少一种共聚单体共混的一种或多种共轭二烯的溶液聚合、乳液聚合或气相聚合得到。优选地,所得到的聚合物或共聚物含有所述至少一种选自单乙烯基芳烃和/或极性共聚单体的共聚单体, 其量不超过60wt%。二烯弹性体聚合物的实例为顺式-1,4-聚异戊二烯(天然或者合成的,优选天然橡胶),3,4-聚异戊二烯,聚1,3- 丁二烯(特别是高乙烯基聚1,3- 丁二烯,具有1,2_聚合单元的含量从约15wt%到约85wt% ),聚氯丁二烯,任选卤代的异戊二烯/异丁烯共聚物,1,3- 丁二烯/丙烯腈共聚物,1,3- 丁二烯/苯乙烯共聚物,1,3- 丁二烯/异戊二烯共聚物,异戊二烯/苯乙烯共聚物,异戊二烯Λ,3- 丁二烯/苯乙烯三元共聚物,或其混合物。至于单烯烃弹性聚合物,它们可以选自,例如,乙烯与至少一种具有3到12个碳原子的α-烯烃,并且任选地与具有4到12个碳原子的二烯的共聚物;聚异丁烯;异丁烯与至少一种二烯的共聚物。特别优选的是乙烯/丙烯共聚物(EPR);乙烯/丙烯/ 二烯三元共聚物(EPDM);聚异丁烯;丁基橡胶;卤代丁基橡胶;或其混合物。
优选所述至少一种增强填料可以选自,例如炭黑,二氧化硅,氧化铝,硅铝酸盐, 碳酸钙,高岭土,或其混合物。当存在包含二氧化硅的增强填料时,所述弹性体胶料可以有利地引入在硫化期间能够与二氧化硅相互作用并将其连接到所述弹性体聚合物的偶联剂。在偶联剂中特别优选的是双(3-三乙氧基甲硅烷丙基)_四硫化物,或者双(3-三乙氧基甲硅烷丙基)-二硫化物。所述偶联剂可以如此使用或者与惰性填料(例如炭黑)作为合适的混合物使用以促进它们引入到所述弹性体胶料中。
现在参考附图通过说明性的实施方案进一步详细举例说明本发明,其中图1是显示了可由在不同类型的多轴连续混炼器件的出口的典型的粘弹性胶料得到的生产量T (用kg/h计量)相对于螺杆直径D (用mm计量)的曲线图;图2图示显示了根据本发明的一个实施方案的配混装置中可使用的环形挤出机的横截面;图3-6显示了根据本发明的示例性实施方案的生产弹性体胶料的装置的示意图。
具体实施例方式如上述提到的,本申请人已经发现,在降低复杂性的配混装置中,通过以具有至少一个在至少一种分批混炼器件中进行的混炼步骤和在至少一种连续混炼器件中进行的至少一个混炼步骤生产弹性体胶料,可以得到高质量的弹性体胶料。特别地,已经发现由此得到的弹性体胶料显示了增强填料的显著提高的分散性, 和改进的机械性能(静态和动态两者)。也证实了所述得到的弹性体胶料在机械性能方面得到的结果具有重要的可重复性。在本申请说明书的其余部分报道了关于用分批混炼器件加工然后用环形挤出机再辊磨的弹性体胶料的这些显著的结果的实例。使用分批混炼器件和双螺杆挤出机加工不同的弹性体胶料得到的另外的实例可以在同一申请人在2007年11 月13日提交的先前的专利申请中找到,其申请号为W02007EP009798。参考图1,为显示当加工弹性材料时由在不同类型的多轴连续混炼器件的出口的典型的粘弹性胶料可得到的生产量T (用kg/h计量)相对于在此类多轴连续混炼器件中使用的螺杆直径的曲线图。特别地,图1的曲线图显示了生产量相对于双螺杆挤出机(TSE,实线)、具有十二个沿着环形设置的螺杆的环形挤出机(RE 12,点划线)、具有二十四个沿着环形设置的螺杆的环形挤出机(RE 24,虚线)、具有三十六个沿着环形设置的螺杆的环形挤出机(RE 36, 点线)的螺杆直径的关系曲线。所述曲线图是本申请人部分通过拟合实验数据和部分通过模拟得到的。特别地, 与TSE相关的趋向是申请人使用不同的双螺杆挤出机(即具有两个同向旋转平行螺杆的多轴连续混炼器件)加工包含炭黑作为增强填料的橡胶胶料,即在轮胎工业中使用的典型的混合物,得到的一组实验生产量数据。下述通用的拟合式用来拟合所述TSE数据趋向,其可以写作
T = T0其中队、T0和α是拟合参数。特别地,T0对应于在螺杆直径Dtl下可得到的生产量。对用TSE得到的所述测试的橡胶胶料通过使用参数α约为2与实验数据拟合。对于其它弹性体胶料此类值可以甚至更低。另一方面,对于不同的环形挤出机的趋向是申请人进行模拟的结果。特别地,在环形挤出机RE 12、RE对和1 36的各自一定的螺杆直径Dtl下可得到的生产量Ttl是通过模拟计算,然后应用上述拟合式(α = 2)绘制各自的曲线,在图1的曲线图中显示。如在图1中看到的,双螺杆挤出机可达到的生产量增长相对于螺杆直径的变化非常低。螺杆直径为133mm时可以得到低于500kg/h,其似乎接近此类连续混炼器件的上限 事实上,高螺杆直径值对应于整个混炼器件各个方面的高值,以致具有较高螺杆直径的双螺杆挤出机具有很高的成本下并且需要在配混装置中要求大的空间才可行。双螺杆连续混炼器件在弹性材料的加工中生产量趋向的低增长主要取决于必须 “温和地”处理所述弹性材料(即以相对低的螺杆旋转速度,和/或以相对低的剪切速率,和 /或以相对低的能量等)这一事实,这是为了保持在螺槽中被混炼的胶料低的温度,以防止所述胶料的早期焦烧。因为在工业轮胎生产场所的配混装置中使用的典型的分批混炼器件具有最小生产量为约1000kg/h(或者更大,对于大规模的胶料生产),在图1中显示的双螺杆挤出机的生产量结果(实线)突出了分批混炼器件和双螺杆挤出机的联合可能出现问题。为了保持所述两种类型机器的生产同步,所述分批混炼器件应当以较低的生产量运作,或者对于每个分批混炼器件应当使用高数量的大的双螺杆挤出机。在前一种情况下,可能得到总的配混装置不可接受的产率(除非设想“生态位(niche)”胶料生产)。在后者的情况下,可能得到所述配混装置总的尺寸不利的增加,达到此类方案在位置和尺寸上对于配混炼装置而言已经不能使用的限度。另外地,在优选的实施方案中可以发现进一步的缺点,其中包含至少一台分批混炼器件和至少一台连续混炼器件的整个配混装置连续地运作,即通过使用设备(例如输送挤出机,和/或带运输设备)直接将所述分批混炼器件排出的所述胶料输送到所述连续混炼器件,此胶料从所述分批混炼器件中排出后则无该胶料的储存。连接到每个分批混炼器件的高数量的连续混炼器件可能严重地使整个配混装置的布局复杂到此类理论上有利和有效的方案可能实际上是不可行的程度。在这种情况下,所述混炼装置仅仅可以进行不连续的运作,伴随有另外的由专用于堆积从所述分批混炼器件中排出和等待用所述连续混炼器件加工的胶料的可能的大面积的产生所造成的空间损失的缺点,伴随有另外的关于控制此类区域的环境条件以防止所述储存的胶料的质量损害的问题。因此,图1的曲线图实际上显示了为了生产具有高质量和高生产量的弹性体胶料,与以工业规模的轮胎生产相匹配,包含至少一种分批混炼器件和具有仅仅两个轴的连续混炼器件的配混装置并不代表有利的(并且在一些情况可行的)方案。在图1中,当考虑环形挤出机的生产量趋向时可以得到不同的结果。如可所见到的,通过具有十二个直径约为50-60mm的螺杆的环形挤出机,可以得到用于制造轮胎的典型的弹性体胶料至少500kg/h的生产量(参见点划线),即不需要长螺槽长度的相当紧凑型的机器即可获得。图1的曲线图显示具有更高数量的螺杆的环形挤出机在可获得的生产量方面具有更好的结果(参见虚线和点线,分别涉及二十四和三十六个螺杆),就此而言,具有直径为约30-40mm的螺杆可得到500kg/h的生产量。通过将图1中显示的趋向作为整体考虑,可以推论出包含六个螺杆的环形挤出机(生产量趋向没有明确地显示在图1中,但是其位于有关所述双螺杆挤出机和具有十二个螺杆的所述环形挤出机的实线之间中间附近) 可能能够通过使用直径为约80mm的螺杆得到约500kg/h的生产量,仍在可行性、紧凑性和机器的成本可接受的值。因此其显示了使用分批混炼器件与具有至少六个旋转螺杆的多轴连续混炼器件 (可能对于每个分批混炼器件成对使用)结合的配混装置能够同步和平衡用于轮胎的高质量弹性体胶料的生产的高输出量,与工业规模的轮胎生产相匹配。在此类多轴连续混炼器件中,优选的实施方案以环形挤出机表示,其能够赋予在机器紧凑性方面(特别是长度,在相同的直径下)和排气能力方面额外的优点。根据图2中显示的剖视图,一般地,环形挤出机(200)包括-内芯,或芯轴Q01);-与所述内芯界定环形腔室O03)的外壳Q02);-多个可转动地装配在所述环形腔室Q03)内各个轴上形成一圈的螺杆(204)。如图2所示,所述多个螺杆是同向旋转的并且至少部分地(优选完全地)互相啮合。在操作中,所述螺杆(204)在所述环形腔室(20 内剧烈地混炼所述弹性体胶料(205), 并且所述弹性体胶料在高数量的啮合区域从一个螺槽转移到另一个,以增加与所述外壳表面的热量交换。在优选的实施方案中,在所述环形挤出机中使用自清洁螺杆。有利地,环形挤出机也典型地包括提供于所述外壳内的排气口(在图2中没有显示),以允许挥发性材料的放出。可以有利地对所述出气口施加真空以进一步促进挥发性材料的提取。可以应用于本发明目的的环形挤出机的示例性实施方案,是由Extricom GmbH.所出售。美国专利号5836682和美国专利申请2007/0121421,此处将其全部内容引入供参考, 是有关环形挤出机的示例性的文件。在下文中,将描述许多包含至少一种分批混炼器件和至少一种多轴连续混炼器件的配混装置的实施方案。为说明的简单起见,环形挤出机将用作为示例性的具有许多轴的连续混炼器件。参考图3,用于生产本发明弹性体胶料的配混装置(100)包括含有所述弹性聚合物(102)和所述增强填料(103)进料到其中的密炼机(ιο )(例如Banbury 混炼机)的混炼设备(IOla)。优选地,可以将所述弹性体胶料的所有的剩余组分(例如硫化剂、活化剂、促进剂或其它任选存在的添加剂)进料到该密炼机(101)中。或者,在所述密炼机(101)中的混炼可以分至少两个步骤进行。进行混炼之后,通过进料斗(10 将得到的第一弹性体胶料(104)进料到所述环形挤出机(106)中。图3中的所述混炼挤出机(106)仅仅显示了一个进料斗(105)。然而,特别是当并非所述弹性体胶料的所有组分(例如硫化剂、活化剂、促进剂或其它任选存在的添加剂)都进料到所述密炼机(101)的情况下,可以沿着所述环形挤出机(106)存在多于一个的进料斗(没有在图3中表示)。而且,环形挤出机(106)可以装备重力控制的进料泵(没有在图 3中表示),其对于向环形挤出机(106)中引入附加组分例如增塑油是有利的。在环形挤出机(106)中的混炼生产出了第二弹性体胶料。进行所述混炼之后,将第二弹性体胶料(108)从混炼挤出机(106)中排出,例如以连续的带或片的形式,将其泵送通过辊模头(107),例如借助齿轮泵(在图3中没有显示),随后将其通过冷却装置(109) 冷却,优选到室温。还可以用固定模头(在图3中没有显示)代替所述辊模头(107)。或者,所述第二弹性体胶料(108)可以以细分产品的形式得到,通过将其泵送通过挤出机模头(没有在图3中表示),所述挤出机模头装备有装有刀片的多孔模板。随后将以细分形式得到的所述产品冷却,优选至室温,例如通过将其传输到冷却装置来冷却(没有在图3中表示)。作为另一替代方案,可通过敞口机头(open head)(在图3中没有显示)将所述第二弹性体胶料(108)排出。作为进一步替代方案,所述第二弹性体胶料(108)可以以用于未硫化轮胎组装的半成品的形式直接得到。为了该目的,可以使用具有预定的开口形状和装有刀片的挤塑模头(在图3中没有显示)。例如,用此类方式可获得的结构元件可以是下列那些胎边芯、 胎侧、胎冠、气密层、底衬(imderliner)、耐磨层。通过此类方法还可以生产用于通过多个在支撑件上(例如制造卷筒)的卷绕形成未硫化轮胎的结构元件的连续带状元件。图4显示了用于生产根据本发明的弹性体胶料的装置000)的进一步的实施方案使用了与在图3中公开的对应元件相同的附图标记。根据图4的实施方案,将所述第二弹性体胶料(108)进料到进一步的密炼机(201) 中(例如Banbury 混炼机)。当并不是所述弹性体胶料的所有组分都进料到密炼机(ιο ) 中时,向所述进一步的密炼机OOi)的进料可能是特别有用的。在这种情况下,例如可以将所述硫化剂、和/或活化剂、和/或促进剂进料到所述进一步的密炼机(201)。根据图4的特定的实施方案,将所述第二弹性体胶料(108)进料到所述进一步的密炼机(201)之前将其通过冷却设备(109)冷却,优选至室温。或者,可以将所述第二弹性体胶料(108)直接进料到所述进一步的密炼机(201) (在图4中没有表示)而不冷却。或者,所述第二弹性体胶料(108)可以以如上述公开的细分产品的形式得到,并随后进料到所述进一步的密炼机(201)(在图4中没有表示)中。图5显示了用于生产根据本发明的弹性体胶料的装置(300)的进一步的实施方案使用了与在图3中公开的同样的元件相同的附图标记。在图5的特定的实施方案中,展示了包括密炼机(101)和输送挤出机(301)的混炼设备(IOla)0根据所述实施方案,将所述第一弹性体胶料(104)通过进料斗(30 进料到输送挤出机(301)(例如单螺线型螺杆挤出机)。向所述一个输送挤出机(301)的进料可以允许控制所述第一弹性体胶料(104)向环形挤出机(106)的进料速度。
根据图5的特定实施方案,直接将所述第一弹性体胶料(104)进料到该输送挤出机(301)中。另外,根据图5的特定实施方案,直接将所述第一弹性体胶料(104)从所述输送挤出机(301)进料到该环形挤出机(106)中,通过进料斗(105),例如以连续带的形式,通过将其泵送通过辊模头(30 例如借助齿轮泵(在图5中未表示)来进料。在图5中没有显示的实施方案中,首先将所述第一弹性体胶料(104),在从输送挤出机(301)的出口,在进料到环形挤出机(106)之前通过冷却装置冷却,优选至室温。为了在将其进料到所述环形挤出机(106)之前提高所述第一弹性体胶料的粘度,从而允许进入所述环形挤出机(106)的所述第一弹性体胶料更好的混炼,所述冷却可能是有用的。或者,所述第一弹性体胶料(104),在从输送挤出机(301)的出口,在通过冷却装置冷却后,进料到环形挤出机(106)之前,可以用切割装置(例如装备有转动叶片的磨机) 以细分产品的形式来减少。优选地,在这种情况下,向环形挤出机(106)的进料可以依靠给料器(例如容积或失重喂料器)(在图5中没有显示)控制。或者,代替所述辊模头(303),所述输送挤出机(301)可以装有-提供配有刀片的多孔模板的挤出机模头,以得到细分产品形式的第一弹性体胶料,然后将其进料到所述混炼挤出机(106)(在图5中没有显示);或-敞口机头(openbead),以允许所述第一弹性体胶料直接流入所述环形挤出机 (106)(在图5中没有显示)。或者,所述输送挤出机(301)可以用开炼机(在图5中没有显示)代替。或者,可以将开炼机放置在所述密炼机(101)和所述输送挤出机(301)(在图5中没有显示)之间。作为进一步的没有显示在图5中的替代方案,可以按与图4中显示的类似的方式在环形挤出机(501)的下游使用进一步的密炼机(例如Banbury 混炼机),收集从环形挤出机(106)离开的所述第二弹性体胶料。图6显示了用于生产根据本发明的弹性体胶料的装置(600)的进一步的实施方案的一部分同样的附图标记具有与在前面图3-5中公开的相同的含义。根据图6的特定实施方案,通过冷却装置(109)冷却后,经进料斗(602),将所述第二弹性体胶料(108)进料到挤出机(601)中(例如冷进料单螺杆挤出机)用于制造半成品。在图6中没有显示的一个实施方案中,直接将所述第二弹性体胶料进料到热进料单螺杆挤出机的进料斗(602),不经冷却。通过泵送通过挤塑模头(在图6中没有显示),将所述第二弹性体胶料从挤出机 (601)以片的形式或者以在轮胎制造中有用的半成品的形式(如上文提到的那些)中排出 (603)。或者,泵送通过辊模头(在图6中没有显示),将所述第二弹性体胶料(108)以片的形式或以对轮胎制造有用的半成品的形式从所述挤出机(601)中排出(603)。通常,随后将所述获得的片或半成品(60 冷却处理,通常用水和/或强制通风。 然后通常将这样处理的所述片或半成品(60 排列在工作台或卷轴上等待进一步的加工。或者,从所述挤出机(601)可以得到连续的延伸的带状元件(在图6中没有显示),其可以不经储存直接在轮胎制造中使用,按照上述公开的那样操作。
实施例1-2弹件体胶料的制备表1中给出了本申请人示例性制备的弹性体胶料的的配方(各组分的用量以phr 给出)。表权利要求
1.制造轮胎的方法,包括-提供至少一种可交联的弹性体胶料;-制造所述轮胎的多个结构元件,其中所述多个结构元件中的至少一个结构元件包含所述至少一种可交联的弹性体胶料;-使用所述多个结构元件制造未硫化轮胎; -对所述未硫化轮胎进行模塑和交联以得到成品轮胎; 其中所述至少一种可交联的弹性体胶料的提供包括-将至少一种弹性聚合物和至少一种增强填料进料到包括至少一种分批混炼器件的混炼设备中;-在所述混炼设备中,将所述至少一种增强填料混炼并分散到所述至少一种弹性聚合物中,以获得第一弹性体胶料;-将所述第一弹性体胶料从所述混炼设备中排出;-将所述第一弹性体胶料进料到至少一种多轴连续混炼器件中,所述至少一种多轴连续混炼器件包括至少六个旋转螺杆;-将所述第一弹性体胶料混炼进入所述至少一种多轴连续混炼器件中,以获得第二弹性体胶料。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述至少一种分批混炼器件选自密炼机或开炼机。
3.根据权利要求1或2的方法,其中在所述至少一种分批混炼器件中的混炼是在转子转速为约20rpm到约60rpm下进行的。
4.根据权利要求3的方法,其中在所述至少一种分批混炼器件中的混炼是在转子转速为约30rpm到约50rpm下进行的。
5.根据前述任一项权利要求的方法,其中在所述至少一种分批混炼器件中的混炼是在使用混炼室的填充因数不高于约80%进行的。
6.根据权利要求5的方法,其中在所述至少一种分批混炼器件中的混炼是在使用混炼室的填充因数从约55%到约70%进行的。
7.根据前述任一项权利要求的方法,其中所述至少一种多轴连续混炼器件含有至少六个同向旋转螺杆。
8.根据前述任一项权利要求的方法,其中所述至少一种多轴连续混炼器件含有至少十二个旋转螺杆。
9.根据前述任一项权利要求的方法,其中所述旋转螺杆具有至少30mm的直径。
10.根据权利要求9的方法,其中所述旋转螺杆具有至少60mm的直径。
11.根据前述任一项权利要求的方法,其中所述至少一种多轴连续混炼器件为环形挤出机。
12.根据权利要求11的方法,其中所述环形挤出机包括 -内芯;-与所述内芯界定了环形腔室的外壳; -至少六个可转动地装配在所述环形腔室内的螺杆。
13.根据权利要求11或12的方法,其中所述环形挤出机包括至少在所述外壳提供的排气口。
14.根据权利要求13的方法,进一步包括在所述环形挤出机中混炼所述第一弹性体胶料期间,向所述至少一个排气口施加真空。
15.根据前述任一项权利要求的方法,其中在所述至少一种多轴连续混炼器件中的混炼是在螺杆转动速度在约IOrpm和约600rpm之间进行的。
16.根据权利要求15的方法,其中在所述至少一种多轴连续混炼器件中的混炼是在螺杆转动速度在约40rpm和约400rpm之间进行的。
17.根据前述任一项权利要求的方法,其中在将所述第一弹性体胶料进料到所述至少一种多轴连续混炼器件之前,将其进料到至少一种输送挤出机中。
18.根据前述任一项权利要求的方法,其中所述至少一种可交联的弹性体胶料的提供包括将所述第二弹性体胶料进料到至少一种进一步的分批混炼器件中。
19.根据前述任一项权利要求的方法,进一步包括以至少500kg/h的平均生产量将所述第二弹性体胶料从所述多轴连续混炼器件中排出。
20.制造轮胎的装置,包括-适合于生产至少一种可交联的弹性体胶料的配混装置;-至少一种适合于使用多个结构元件制造未硫化轮胎的生产机器;-至少一种适合于制备所述多个结构元件中的至少一个结构元件的器件,其中所述至少一个结构元件包含所述至少一种可交联的弹性体胶料;-至少一种适合于模塑和交联所述未硫化轮胎以得到成品轮胎的硫化压机;其中所述配混装置包括-含有至少一种分批混炼器件的混炼设备,所述混炼设备适合于生产第一弹性体胶料;-至少一种多轴连续混炼器件,所述多轴连续混炼器件包含至少六个旋转螺杆,所述多轴连续混炼器件适合于接收所述第一弹性体胶料并生产第二弹性体胶料。
21.根据权利要求20的装置,其中所述至少一种分批混炼器件选自密炼机或开炼机。
22.根据权利要求20或21任一项的装置,其中所述至少一种多轴连续混炼器件含有至少六个同向旋转螺杆。
23.根据权利要求20到22任一项的装置,其中所述至少一种多轴连续混炼器件含有至少十二个旋转螺杆。
24.根据权利要求20到23任一项的装置,其中所述旋转螺杆具有至少30mm的直径。
25.根据权利要求M的装置,其中所述旋转螺杆具有至少60mm的直径。
26.根据权利要求20到25任一项的装置,其中所述至少一种多轴连续混炼器件为环形挤出机。
27.根据权利要求沈所述的装置,其中所述环形挤出机包括-内芯;-与所述内芯界定了环形腔室的外壳;-至少六个可转动地装配在所述环形腔室内的螺杆。
28.根据权利要求沈或27所述的装置,其中所述环形挤出机包括至少在所述外壳提供的排气口。
29.根据权利要求20到洲任一项的装置,其中所述至少六个螺杆是至少部分啮合的。
30.根据权利要求20到四任一项的装置,其中所述混炼设备包括至少一台开炼机。
31.根据权利要求20到四任一项的装置,其中所述混炼设备包括至少一台密炼机和至少一台开炼机,所述开炼机放置在所述至少一台密炼机的下游。
32.根据权利要求20到31任一项的装置,进一步包含在所述混炼设备和所述至少一种多轴连续混炼器件之间的至少一种输送挤出机。
33.根据权利要求32的装置,其中所述至少一种输送挤出机包括-包括至少一个进料口和一个排料口的外壳;-至少一个可转动地安装在所述外壳上的输送元件。
34.根据权利要求20到33任一项的装置,其中在所述多轴连续混炼设备的下游提供进一步的分批混炼器件,所述进一步的分批混炼器件适合于对所述第二弹性体胶料进行进一步混炼。
35.根据权利要求20到34任一项的装置,其中所述的至少一种多轴连续混炼器件的出口装备有辊模头或固定模头。
36.根据权利要求20到34任一项的装置,其中所述的至少一种多轴连续混炼器件的出口是敞口机头。
37.根据权利要求20到36任一项的装置,其中所述配混装置包含至少两台多轴连续混炼器件。
38.生产弹性体胶料的方法,包括-将至少一种弹性聚合物和至少一种增强填料进料到包括至少一种分批混炼器件的混炼设备中;-在所述至少一种混炼设备中,将所述至少一种增强填料混炼和分散到所述至少一种弹性聚合物中,以获得第一弹性体胶料;-将所述第一弹性体胶料从所述混炼设备中排出;-将所述第一弹性体胶料进料到至少一种多轴连续混炼器件中,所述多轴连续混炼器件包括至少六个旋转螺杆;-将所述第一弹性体胶料混炼进入所述至少一种多轴连续混炼器件中,以获得第二弹性体胶料。
39.根据权利要求38的生产弹性体胶料的方法,其中所述方法连续地或不连续地进行。
40.根据权利要求38或39任一项的生产弹性体胶料的方法,其中所述至少一种多轴连续混炼器件包含至少六个同向旋转螺杆。
41.根据权利要求30到40任一项的生产弹性体胶料的方法,其中所述至少一种多轴连续混炼器件包含至少十二个旋转螺杆。
42.根据权利要求38到41任一项的生产弹性体胶料的方法,其中所述至少一种多轴连续混炼器件为环形挤出机。
43.根据权利要求42的生产弹性体胶料的方法,其中所述环形挤出机包括-内芯;-与所述内芯界定了环形腔室的外壳;-至少六个可转动地装配在所述环形腔室内的螺杆。
44.根据权利要求42或43的生产弹性体胶料的方法,其中所述环形挤出机包括至少在所述外壳提供的排气口。
45.根据权利要求44的生产弹性体胶料的方法,进一步包括在所述环形挤出机中混炼所述第一弹性体胶料期间,向所述至少一个排气口施加真空。
46.根据权利要求38到45任一项的生产弹性体胶料的方法,其中在所述至少一种多轴连续混炼器件中的混炼是在螺杆转动速度在约IOrpm和约600rpm之间进行的。
47.根据权利要求46的生产弹性体胶料的方法,其中在所述至少一种多轴连续混炼器件中的混炼是在螺杆转动速度在约40rpm和约400rpm之间进行的。
48.根据权利要求38到47任一项的生产弹性体胶料的方法,其中将所述第一弹性体胶料进料到所述至少一种多轴连续混炼器件之前,将其进料到至少一种输送挤出机。
49.根据权利要求48的生产弹性体胶料的方法,其中所述第一弹性体胶料在所述至少一种输送挤出机中的输送是在输送元件速度从约IOrpm到约60rpm下进行的。
50.根据权利要求49的生产弹性体胶料的方法,其中所述第一弹性体胶料在所述至少一种输送挤出机中的输送是在输送元件速度从约20rpm到约35rpm下进行的。
51.根据权利要求38到50任一项的生产弹性体胶料的方法,其中所述方法包括,在将其进料到所述至少一种多轴连续混炼器件之前,冷却所述第一弹性体胶料。
52.根据权利要求51的生产弹性体胶料的方法,其中将所述第一弹性体胶料冷却到从约15°C到约40°C的温度。
53.根据权利要求52的生产弹性体胶料的方法,其中将所述第一弹性体胶料冷却到从约20°C到约25°C的温度。
54.生产弹性体胶料的装置,包括-至少一种含有至少一种分批混炼器件的混炼设备,所述混炼设备适合于生产第一弹性体胶料;-至少一种多轴连续混炼器件,所述多轴连续混炼器件包含至少六个旋转螺杆,所述多轴连续混炼器件适合于接收所述第一弹性体胶料并且生产第二弹性体胶料。
55.根据权利要求M的生产弹性体胶料的装置,其中所述至少一种分批混炼器件选自密炼机或开炼机。
56.根据权利要求M或55的生产弹性体胶料的装置,其中所述至少一种多轴连续混炼器件包含至少六个同向旋转螺杆。
57.根据权利要求M到56任一项的生产弹性体胶料的装置,其中所述至少一种多轴连续混炼器件包含至少十二个旋转螺杆。
58.根据权利要求M到57任一项的生产弹性体胶料的装置,其中所述旋转螺杆具有至少30mm的直径。
59.根据权利要求58的生产弹性体胶料的装置,其中所述旋转螺杆具有至少60mm的直径。
60.根据权利要求讨到59任一项的生产弹性体胶料的装置,其中所述至少一种多轴连续混炼器件为环形挤出机。
61.根据权利要求60的生产弹性体胶料的装置,其中所述环形挤出机包括-内芯;-与所述内芯界定了环形腔室的外壳;-至少六个可转动地装配在所述环形腔室内的螺杆。
62.根据权利要求60或61的生产弹性体胶料的装置,其中所述环形挤出机包括至少在所述外壳提供的排气口。
63.根据权利要求M到62任一项的生产弹性体胶料的装置,其中所述至少六个螺杆是至少部分啮合的。
64.根据权利要求M到63任一项的生产弹性体胶料的装置,其中所述混炼设备包括至少一台开炼机。
65.根据权利要求M到63任一项的生产弹性体胶料的装置,其中所述混炼设备包括至少一台密炼机和至少一台开炼机,所述开炼机放置在所述至少一台密炼机的下游。
66.根据权利要求M到65任一项的生产弹性体胶料的装置,在所述混炼设备和所述至少一种多轴连续混炼器件之间进一步包含至少一种输送挤出机。
67.根据权利要求66的生产弹性体胶料的装置,其中所述至少一种输送挤出机包括-包括至少一个进料口和一个排料口的外壳;-至少一个可转动地装配在所述外壳上的输送元件。
68.根据权利要求M到67任一项的生产弹性体胶料的装置,其中在所述多轴连续混炼器件的下游提供进一步的分批混炼器件,所述进一步的分批混炼器件适合于对所述第二弹性体胶料进行进一步混炼。
69.根据权利要求M到68任一项的生产弹性体胶料的装置,其中所述至少一种多轴连续混炼器件的出口装备有辊模头或固定模头。
70.根据权利要求M到68任一项的生产弹性体胶料的装置,其中所述至少一种多轴连续混炼器件的出口是敞口机头。
71.根据权利要求M到70任一项的生产弹性体胶料的装置,其中所述配混装置包含至少两台多轴连续混炼器件。
全文摘要
本发明公开了适合于加工具有高质量和高生产量的轮胎用弹性体胶料的配混装置(100)。将至少一个分批混炼器件(101)与至少一种具有很多轴的多轴连续混炼器件(106)结合。例如,所述多轴连续混炼器件可以是具有多个设置形成一圈的同向旋转螺杆的环形挤出机。在操作中,将第一弹性体胶料(104)从所述至少一种分批混炼器件(101)中排出,并用所述至少一种多轴连续混炼器件(106)加工以获得第二弹性体胶料(108)。
文档编号B29B7/18GK102281999SQ200880132649
公开日2011年12月14日 申请日期2008年12月23日 优先权日2008年12月23日
发明者A·伯特姆雷, A·隆格尼, S·泰斯逖 申请人:倍耐力轮胎股份公司