CN104918759B - 用于加工弹性体复合物的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

用于双辊磨机的自动化操作的方法和构造。还提供用于双辊磨机的连续或半连续操作的方法。

Description

用于加工弹性体复合物的方法和装置
技术领域
本发明涉及用于在辊磨机上加工弹性体复合物的方法和为此的装置。
背景技术
水平双辊磨机，常常称作开炼机，通常用在橡胶和塑料工业中以塑炼基于聚合物的材料。通常，所述磨机包括位于单个水平面中或接近于单个水平面的两个圆柱形的辊。所述辊是空心的且可被加热或冷却。所述两个辊不需要为相同的尺寸且可以相同或不同的速度旋转。
在加工粘性材料例如弹性体复合物时，在磨机上加工的材料可不适当地粘附到辊；在这样的情况中，操作者必须够到辊下面，抓住材料的末端并将其带回到辊的表面或者一直向上到两个辊之间的辊隙(nip)。在操作磨机时，两个辊之间的表面速度的差异导致材料聚集在辊之一上，在所述辊之一处，其被另一个辊塑炼。一些橡胶最初例如在启动时可聚集在“错误的”辊上，于是操作者必须从“错误的”辊切割材料并将切割的材料的末端进料在正确的辊上方。
即使正常的塑炼程序也可要求材料被切割且重新进料在辊上方或辊之间的辊隙中。例如，当配混弹性体复合物时，可将材料切割以容许带状材料的一部分离开辊远离带材(band)。取决于材料是如何切割的，材料可捡起它自己并进料到辊隙中，或者操作者可能必须将条(strip)的末端进料到辊隙中。该操作促进新鲜材料向磨机的添加以及堆积(bank)在辊隙上方的材料和在辊上成带的(banded)材料之间的交换。认为该将材料重新进料到辊隙中确保了塑炼的足够的水平(参见，例如，“Safe Use of the Horizontal Two RollMill”,New Zealand Department of Labour,1984,可在www.osh.dol.govt.nz/order/catalogue/tworollmill.shtml处得到)。
为了实现较高的生产量，期望以较高的表面速度操作辊磨机。然而，对于人类操作者的需要降低最大安全辊表面速度。此外，可期望辊磨机的自动操作，即使是以较低的速率。然而，辊磨机必须被配置成在没有对正被加工的材料的手动操纵的情况下操作。
发明内容
本发明促进辊磨机的操作而没有对材料的手动操纵，并减少或消除辊上的带状材料的手动切割以容许新的材料到磨机上。我们已发现，为了实现此，与其中进料到辊磨机中的材料立即形成均匀的带材的典型的配混操作相反，必须在辊磨机的输入区域处的带材中具有空隙。材料可在一端进料到磨机中并沿着磨机行进到排放端而没有被操作者运送。该材料从在辊磨机的输入区域处的短粗的、不连续的状态被加工成从辊磨机的输出端取出的光滑的、连续的条。该工艺可以对于辊磨机操作是典型的表面速度或以高得多的表面速度操作。
在一种实施中，通过双辊磨机(所述双辊磨机具有沿着两个辊的第一个彼此轴向地隔开的输入区域和输出区域)加工弹性体复合物(复合材料)的连续方法包括：将弹性体复合物的离散的块(piece)在输入区域处供给到双辊磨机；调节辊磨机的辊隙间隙宽度、滚筒速比、表面速度和冷却剂温度的一种或多种，使得A)所述辊磨机上的弹性体复合物的带材具有多个空隙，通过所述多个空隙，所述第一辊的表面被暴露，和B)作为所述磨机的作用的结果，弹性体复合物从输入区域向下游进动到输出区域；和与供给同时地，将通过双辊磨机塑炼的弹性体复合物从第一磨机上的预定的轴向位置作为连贯(coherent)的输出条排放；其中，在排放期间，从双辊磨机移除的任何弹性体复合物被连续地移除。
在一种替代性实施中，通过双辊磨机(所述双辊磨机具有沿着两个辊的第一个彼此轴向地隔开的输入区域和输出区域)加工弹性体复合物的连续方法包括：将弹性体复合物的离散的块在输入区域处供给到双辊磨机；调节所述辊磨机的辊隙间隙宽度、滚筒速比、表面速度和冷却剂温度的一种或多种，使得A)所述辊磨机上的弹性体复合物的带材具有多个空隙，通过所述多个空隙，所述第一辊的表面被暴露，和B)作为所述磨机的作用的结果，弹性体复合物从输入区域向下游进动到输出区域；和将通过双辊磨机塑炼的弹性体复合物从第一磨机上的预定的轴向位置作为连贯的输出条排放；其中从双辊磨机移除的弹性体复合物的至少90％作为连贯的条被连续地移除。
在这些实施的任一种中，所述辊磨机可进一步包括设置在两个辊上方的防堆积装置(bank guard)，且所述方法进一步包括选择用于双辊磨机的防堆积装置的构造以在供给和排放期间选择性地将堆积在辊隙间隙上方的弹性体复合物的一部分供给到所述辊磨机的输出区域。所述预定的轴向位置可相对于第一辊的轴限定与输出条交叉的平面，和其中防堆积装置设置了与预定的轴向位置相比更接近于输入区域的预定的距离，和其中所述预定的距离为第一辊的直径的约33％-约90％。防堆积装置可包括突出部分，其朝向辊隙间隙延伸并且具有设置在辊隙间隙上方的较低边缘。
在这些实施的任意中，双辊磨机可具有拥有由从所述双辊磨机的中心平面到所述双辊磨机的切面的距离所限定的垂直尺寸v的辊隙，所述辊隙进一步具有由在所述中心平面上的所述辊之间的距离所限定的第一水平尺寸h、以及由在所述切面上的所述第一和第二辊之间的距离所限定的第二水平尺寸，且所述防堆积装置可包括第一和第二凹形边缘，所述第一和第二凹形边缘限定其间的突出部分，所述突出部分具有边缘，其中所述第一和第二凹形边缘被配置成使得所述第一凹形边缘设置得离设置于所述辊隙内的所述第一辊的表面的部分约3h-约5h且所述第二凹形边缘设置得离设置于所述辊隙内的所述第二辊的表面的部分约3-约15mm的距离，和其中所述突出部分朝向所述中心平面延伸到所述辊隙中以容许通过所述防堆积装置的设置在所述中心平面和所述突出部分的边缘之间的弹性体复合物的至少一部分的前进。所述突出部分可进一步包括邻近于所述第一凹形边缘的切去边缘，其中所述切去边缘和所述第一凹形边缘之间的界限围绕(相对于，about)所述第一辊的轴与所述中心平面限定角度，和其中所述角度为约60-约90度。
在这些实施的任意中，供给和排放可同时进行。在排放期间，对所述带材的任何切口具有为轴向分量的至少两倍长的切向分量。
以上实施的任意可进一步包括在所述输出区域中的带材中在垂直于所述第一辊的轴的方向上制造两个平行的切口，由此在所述带材中限定两个隔开的沟道；将起动叶片(刀片，blade)抵着所述第一辊在所述隔开的沟道之间的表面制动，由此在弹性材料的带材中制造轴向切口和起动所述输出条；将所述输出条引导(输送，direct)到以离所述起动叶片预定的距离设置的传送器；和经由所述输出条将弹性体复合物连续地传送离开所述带材。制造两个平行的切口可包括将两个刀抵着所述第一辊的表面致动。
在以上实施的任意中，所述方法可进一步包括将弹性体复合物的条从所述带材引导到所述输出区域。可从所述带材的设置在所述输出区域的上游或下游的部分引导所述弹性体复合物的条。
在以上实施的任意中，供给可以约200kg/h-约2000kg/h的速率进行；供给和排放可进行至少30分钟而没有中止；所述辊的至少一个的表面速度可为至少40m/分钟，例如，约45m/分钟-约70m/分钟；和/或约300kJ/kg-约900kJ/kg的能量可被赋予以所述双辊磨机上的弹性体复合物。
在另一实施中，通过双辊磨机制备弹性体复合物的方法包括：将包括弹性体胶乳的第一流体与包括粒状填料的第二流体组合；引起(cause)所述弹性体胶乳凝结，由此形成母料团粒；导致(bring)所述母料团粒的水含量为按重量计约0.5％-约3％水分，由此产生经干燥的弹性体复合物；将所述经干燥的弹性体复合物的离散的块在输入区域处供给至双辊磨机，所述双辊磨机具有沿着两个辊的第一个彼此轴向地隔开的所述输入区域和输出区域；调节所述辊磨机的辊隙间隙宽度、滚筒速比、表面速度和冷却剂温度的一种或多种，使得A)所述辊磨机上的所述经干燥的弹性体复合物的带材具有多个空隙，通过所述多个空隙，所述第一辊的表面被暴露，和B)作为所述磨机的作用的结果，所述经干燥的弹性体复合物从所述输入区域向下游进动到所述输出区域；和与供给同时地，将通过所述双辊磨机塑炼的弹性体复合物从所述双辊磨机上的预定的轴向位置作为连贯的输出条排放；其中，在排放期间，从所述双辊磨机移除的任何弹性体复合物被连续地移除。
在另一实施中，通过双辊磨机制备弹性体复合物的方法，所述方法包括：将包括弹性体胶乳的第一流体与包括粒状填料的第二流体组合；引起所述弹性体胶乳凝结，由此形成母料团粒；导致所述母料团粒的水含量为按重量计约0.5％-约3％水分，由此产生经干燥的弹性体复合物；将所述经干燥的弹性体复合物的离散的块在输入区域处供给至双辊磨机，所述双辊磨机具有沿着两个辊的第一个彼此轴向地隔开的所述输入区域和输出区域；调节所述辊磨机的辊隙间隙宽度、滚筒速比、表面速度和冷却剂温度的一种或多种，使得A)所述辊磨机上的所述经干燥的弹性体复合物的带材具有多个空隙，通过所述多个空隙，所述第一辊的表面被暴露，和B)作为所述磨机的作用的结果，所述经干燥的弹性体复合物从所述输入区域向下游进动到所述输出区域；和将通过所述双辊磨机塑炼的弹性体复合物从所述双辊磨机上的预定的轴向位置作为连贯的输出条排放；其中从所述双辊磨机移除的弹性体复合物的至少90％作为连贯的条被连续地移除。
在这两种实施的任一种中，组合和引起可包括：A)将包括弹性体胶乳的第一流体的连续流进料到凝结反应器的混合区；B)将包括粒状填料的第二流体的连续流在压力下进料到所述凝结反应器的所述混合区以与所述弹性体胶乳形成混合物，所述粒状填料对于使所述弹性体胶乳凝结是有效的，并且所述第一流体和所述第二流体在所述混合区内的进料是充分地高能的以在所述凝结反应器中用所述粒状填料使所述弹性体胶乳基本上完全地凝结；以形成所述母料团粒；C)从所述凝结反应器排放母料团粒的基本上连续的流。
在这些包括导致的实施的任意中，导致可包括：导致所述母料团粒的水含量为约1重量％-约20重量％，由此形成脱水的凝结物；将所述脱水的凝结物进料到连续配混机的进料端口；通过所述连续配混机的加工腔室通过转子的受控操作加工所述脱水的凝结物；和将所得的干燥的弹性体复合物从所述连续配混机的排放口排放。
在以上实施的任意中，所述方法可进一步包括选择用于所述双辊磨机的防堆积装置的构造以选择性地将堆积在所述辊隙间隙上方的弹性体复合物的一部分供给到所述输出区域。
所述预定的轴向位置可相对于所述第一辊的轴限定与所述输出条交叉的平面，其中所述防堆积装置设置了与所述预定的轴向位置相比更接近于所述输入区域的预定的距离，和其中所述预定的距离为所述第一辊的直径的约33％-约90％。
在这些实施的任意中，供给和排放可同时进行和/或在排放期间，对所述带材的任何切口具有为轴向分量的至少两倍长的切向分量。
在这些实施的任意中，所述方法可进一步包括将弹性体复合物的条从所述带材引导到所述输出区域。可从所述带材的设置在所述输出区域的上游或下游的部分引导所述弹性体复合物的条。
在以上实施的任意中，供给可以约200kg/h-约2000kg/h的速率进行；供给和排放可进行至少30分钟而没有中止；所述辊的至少一个的表面速度可为至少40m/分钟；所述辊的至少一个的表面速度可为约45m/分钟-约70m/分钟；和/或约300kJ/kg-约900kJ/kg的能量可被赋予以所述双辊磨机上的所述弹性体复合物。
在另一实施中，在用于加工粘弹性材料的双辊磨机中，所述双辊磨机包括：其间具有辊隙的平行的第一辊和第二辊，所述辊隙具有由从所述双辊磨机的中心平面到所述双辊磨机的切面的距离所限定的垂直尺寸v，所述辊隙进一步具有由在所述中心平面上的所述辊之间的距离所限定的第一水平尺寸h、以及由在所述切面上的所述第一和第二辊之间的距离所限定的第二水平尺寸，所述双辊磨机进一步包括防堆积装置，所述防堆积装置具有第一和第二凹形边缘，所述第一和第二凹形边缘限定其间的突出部分，所述突出部分具有边缘，其中所述第一和第二凹形部分被配置成使得所述第一凹形边缘设置得离设置于所述辊隙内的所述第一辊的表面的部分约3h-约5h且所述第二凹形边缘设置得离设置于所述辊隙内的所述第二辊的表面的部分约3-约15mm的距离，和其中所述突出部分朝向所述中心平面延伸到所述辊隙中，以容许在所述辊磨机的操作期间通过所述防堆积装置的设置在所述中心平面和所述突出部分的边缘之间的弹性体材料的前进。
所述双辊磨机可进一步包括贴近所述第一辊设置并且被配置成在所述双辊磨机的操作期间切割设置在所述第一辊上的粘弹性材料的输出条的两个刀，其中所述防堆积装置与设置在所述两个刀中间的所述双辊磨机的圆周轴向地间隔预定的距离，和其中所述预定的距离为所述第一辊的直径的约33％-约90％。替代地或另外，所述突出部分可进一步包括邻近于所述第一凹形边缘的切去边缘，其中所述切去边缘和所述第一凹形边缘之间的界限围绕所述第二辊的轴与所述中心平面限定角度，和其中所述角度为约60-约90度。
在另一实施中，用于起动弹性材料的条以进行从设置在双辊磨机或压延机(calendaring mill)的两个辊的第一个上的所述弹性材料的带材的移除的装置包括：起动叶片；使所述起动叶片前进和退回的致动器；和用于接收所述弹性体材料的条和将所述弹性材料传送离开所述第一辊的传送器。
所述装置可进一步包括设置在与所述起动叶片的方向垂直的方向上并且被隔开以限定所述条的宽度的第一刀和第二刀、以及使所述第一和第二刀独立于所述起动叶片前进和退回的刀致动器。
在所述用于起动的装置的任何实施中，所述起动叶片和所述传送器之间的距离和/或角度可为能调节的；所述起动叶片相对于所述第一辊的表面的方位是能调节的；和/或所述装置可进一步包括设置在所述传送器的输出端的条引出器(strip exit guide)，所述传送器在输入区域处接收所述条。
在另一实施中，起动弹性材料的条以进行从在双辊磨机或压延机的两个辊的第一个上的所述弹性材料的带材的移除的方法包括：在所述带材中制造两个平行的切口，由此在所述带材中限定两个隔开的沟道；将起动叶片抵着所述第一辊在所述两个隔开的沟道之间的表面致动，由此在弹性材料的带材中制造轴向切口和起动条；将所述弹性材料的条引导至以离所述起动叶片预定的距离设置的传送器；和经由所述条将弹性材料连续地传送离开所述带材。
制造两个平行切口可包括将两个刀抵着所述第一辊的表面致动，所述刀机械地连接至所述起动叶片。替代地或另外，所述方法可进一步包括，在连续地传送期间，将所述起动叶片致动离所述第一辊的表面预定的距离。所述预定的距离可大于所述条的厚度。
在用于起动条的方法的以上实施的任意中，所述方法可进一步包括调节所述起动叶片相对于所述传送器的角度、所述起动叶片离所述传送器的距离，和/或调节所述起动叶片相对于所述第一辊的表面的角度。
将理解，前面的概括性描述和下面的详细描述二者都仅是示例性的和说明性的且意图提供对如所要求保护的本发明的进一步说明。
附图说明
参照若干个附图描述本发明，其中，
图1为双辊磨机的示意图；
图2为图1中的双辊磨机的一个辊的示意图；
图3为图1中的双辊磨机的一个辊的示意图；
图4为从侧面观察的图3中描绘的辊的示意图；
图5为图1中描绘的双辊磨机的端视图，其包括根据一些实施方式的防堆积装置的示意图；
图5A为图1中的双辊磨机的示意图。
图5B为对于图5中描绘的防堆积装置的替代防堆积装置的示意图。
图6为图1中描绘的双辊磨机的侧视图，其包括防堆积装置和共混棒(blenderbar)；和
图7和8为对于双辊磨机使用的条切割装置的示意图。
图8A显示被抵着双辊磨机致动的图7和8中描绘的条切割装置的一部分的示意图。
图9A-C为在通过连续混合机的塑炼之后双辊磨机上的弹性体复合物的门尼粘度、结合橡胶和回弹分别相对于所赋予的比能量(kJ/kg)的图。
具体实施方式
对于本发明使用的示例性辊磨机装置10示于图1中。辊磨机10具有两个辊：“后”辊12和“前”辊14。哪个辊为前辊或后辊的选择取决于装置10的安装构造。在大部分实施中，所述两个辊将具有相同的直径；然而，这不是必需的。后辊12和前辊14之间的空间称为辊隙18。材料在辊隙18处沉积到辊磨机10并形成带材20，优选在前辊14上形成带材20。
在图5A中显示的一种构造中，两个辊12和14是平行的且为相同的尺寸。前辊具有中心轴140且后辊具有中心轴120。两个中心轴140和120限定中心平面500。
在现有技术方法中，操作者可切割带材20，例如，沿着线21(图2)。线21具有两个分量：由粗略地平行于中心平面500的方向，即，相对于中心平面500的方向的偏差在20度范围内的切割动作产生的轴向分量21a。第二分量为由固定叶片或粗略地垂直于中心平面500的方向，即从中心平面500的方向的70到110度的切割动作产生的切向分量21b。当然，当操作者切割线21时，前辊14继续旋转。因此，当操作者在轴向方向上拖曳切割工具以切割轴向分量21a时，所得切口实际上限定相对于中心平面500的较大的角度。切向分量21b的长度决定从带材20切割的条的尺寸。切割条朝向托盘22落下，其从托盘22通过前辊14的旋转作用或者在操作者的帮助下被捡起来。在典型的现有技术方法中，轴向分量21a显著长于切向分量21b，如图2中所示。
橡胶通过切割出输出条24而从辊磨机10移除(图3)。输出条24可通过传送器(未示出)从磨机10取走。
在现有技术方法中，如果输出条24断裂，必须由操作者起动新的条。操作者粗略地平行于中心平面500在带材20的末端附近进行切割。在前辊14下面的磨机切割刀30(图4)限定输出条24。操作者将输出条24的引导(leading)部分拉离前辊14。
相反，本文中提供如下方法：其中，一旦辊磨机10被启动，便不需要手动干预来保持稳态操作，其中未经加工的材料以连续方式被递送到辊磨机10的输入区域28，且经加工的材料经由输出条24连续地移除。
期望辊磨机10以自动化的连续的方式操作，同时其执行两种功能。第一，向辊磨机10的输入物典型地包括不连续的材料大块(厚块)。这些大块通过辊磨机10的作用被加固、处理和变平以产生围绕前辊14的连续的、平的均匀厚度的毯(即，带材20)用于经由输出条24移除。第二，辊磨机10的作用将材料(典型地为弹性体复合物)塑炼，增加材料的塑性，由此使其更可变形而没有撕裂，和将所述复合物混合以形成均匀的材料块。在一些实施方式中，规定量的处理需要被赋予弹性体复合物以实现期望的机械性质。
任选地，辊磨机10可执行第三功能。在一种实施方式中，输出条24具有正确的尺寸(厚度和宽度)以形成完成的产品例如堆叠的片材包装(bale)、从压片机的输出物切割的片材的包装。替代地，输出条24可被进料至压片机，其将输出条24压缩和变宽成更期望的尺寸。
为了以自动化的连续的方式操作辊磨机，必须在没有手动干预即切割和折叠带材20的情况下将未经加工的材料连续地且成功地装载于前辊14上。材料必须在沿着前辊14迁移的同时被塑炼至期望的程度。最后，输出条24必须连续地从前辊14取出材料而没有断裂。这些操作要求通过控制辊磨机10的操作变量而满足。通过辊磨机10对材料的摄取、带材20在前辊14上的形成、由辊磨机10赋予材料的能量的量、和从输入区域28朝向出口条24的轴向运动的速率部分地受如下的影响：辊12和14的温度、前辊14和后辊12的表面速度、滚筒速比(前辊14和后辊12的表面速度的比率)、以及辊隙间隙19的尺寸，即，辊隙在其最窄的位置处的宽度。
后辊12和前辊14的温度可经由通过一个或两个辊的循环水控制。所述两个辊可保持在相同或不同的温度。循环水可通过中心芯或者通过更接近于前辊14和后辊12的表面的在外围钻的沟道引导。具有在外围钻的沟道的辊的使用容许从辊的表面离开的更快的热传递，因为热量不必扩散如到冷却沟道那样远。如本领域技术人员将理解的，冷却流体从辊的表面移除热量的能力还将取决于所述流体的再循环速率。
调节辊的温度以控制带材20对前辊14的粘附。存在材料将形成附着到前辊14的表面的连续带材的最佳温度范围。对于天然橡胶和天然橡胶复合物，对于橡胶的最佳温度范围为约120-约140℃。在一些实施中，冷却流体可具有约50℃-约65℃例如约50℃-约55℃、约55℃-约60℃、或约60℃-约65℃的温度。差的成带可导致在带材20中形成空隙或者可导致带材20下垂或拉离辊的表面。最佳温度将取决于正被加工的材料的组成例如聚合物的组成以及任何填料的组成和负载水平而改变。期望在输入区域28处的材料呈现出在带材20中的空隙20a。这些空隙提供新鲜的表面，其促进通过辊磨机10对引入的材料的摄取。随着材料被加工且沿着前辊14轴向地前进，带材20变得更平滑。
优化辊磨机10的操作以在输入区域28处保持差品质的带材，但在更接近于输出条24处形成连续的、不含空隙的带材。如果带材不在输入区域28处形成空隙，则可将温度向上或向下调离最佳温度以降低带材的品质和产生空隙。优选降低前辊14和/或后辊12的温度。对于一些聚合物，可存在这样的最大温度：高于该最大温度，材料的性质可劣化。然而，可将前辊14和/或后辊12的温度向上调节至该点。替代地或另外，可调节辊隙18以促进在输入区域28处的摄取。
可根据本领域技术人员理解的标准调节后辊12和前辊14的表面速度。所述两个辊以相反的方向旋转以通过辊隙18收入材料，如由图1中的箭头26a和26b所展示的。表面速度可由辊的旋转速率以及辊12和14的直径计算。后辊12和前辊14不需要具有相同的速度，如下面所讨论的。最佳旋转速率由期望的生产量和被赋予磨机上的材料的能量的量决定。
另外，辊磨机10可具有这样的最大速度：高于所述最大速度，在手动切割材料并将材料折叠到辊隙中的同时遵照相关政府规章操作所述装置可为不切实际的。在美国，职业安全与健康管理局(Occupational Health and Safety Administration)规定手动操作的辊磨机必须例如在紧急情况中在不大于以英尺/分钟计的表面速度的1.5％的以英寸计的距离范围内停下(29CFR1910.216(f)(2)，2012)。例如，在35m/s下，磨机必须在约21英寸范围内或者在约0.015秒内停下。
出于多种原因，例如，为了加快通过前辊14进行的材料的摄取，或者为了增加生产量或塑炼能量，可期望以较高的表面速度例如约45m/s-约70m/s，例如约47m/s-约62m/s或约52m/s-约60m/s操作辊磨机。此外，在自动化操作期间，可期望以较高的表面速度操作。在一些实施方式中，辊磨机赋予材料以约300kJ/kg-约1500kJ/kg的能量。例如，辊磨机可赋予材料以约300kJ/kg-约400kJ/kg、约400kJ/kg-约500kJ/kg、约500kJ/kg-约600kJ/kg、约600kJ/kg-约700kJ/kg、约700kJ/kg-约800kJ/kg、约800kJ/kg-约900kJ/kg、约900kJ/kg-约1000kJ/kg、约1000kJ/kg-约1100kJ/kg、约1100kJ/kg-约1200kJ/kg、约1200kJ/kg-约1300kJ/kg、约1300kJ/kg-约1400kJ/kg、或约1400kJ/kg-约1500kJ/kg的能量。经炭黑填充的天然橡胶复合物的门尼粘度随着增加的塑炼能量而降低。我们已额外发现，相同复合物的结合橡胶含量在较低的塑炼能量值(例如，300-900kJ/kg)下被最大化，并且机械性质例如回弹也在较低量的赋予的能量(例如，300-900kJ/kg)下被优化。
还可改变辊磨机10的滚筒速比，即，前辊14和后辊12的表面速度之比，以调节材料从输入区域28朝向出口条24的前进。典型地，滚筒速比保持在从约相等的(1:1)到约1:1.2(前:后)例如约1:05-约1.1、约1:1-约1:1.15、或约1:1.15-约1:2(参见，例如，JohnS.Dick,ed.,Rubber Technology:Compounding and Testing for Performance,2001,Hanser Verlag,p.505)。
辊隙间隙19的宽度典型地在约0.25和约2cm之间变化(参见，例如，AndrewCiesielski,An Introduction to Rubber Technology,1999,Rapra TechnologyLimited,p.50)，例如，约0.35-约0.5cm、约0.5-约0.75cm、约0.75-约1cm、约1cm-约1.25cm、约1.25cm-约1.5cm、约1.5cm-约1.75cm、或约1.75cm-约2cm。辊隙间隙19的宽度决定有多少材料可被装载到辊磨机10上。因此，对于给定的表面速度，较大的辊隙间隙19容许较高的摄取速率和促进材料轴向地沿着辊磨机10的更迅速的传输。然而，如果辊隙间隙19太宽，在启动期间需要的带材20的任何切割都将是更困难的，因为带材将更厚。此外，材料可通过辊隙间隙19落下，而不是被引入到带材20中。在极端的情况中，带材20可不粘附到前辊14且将代替地呈现出脱辊(bagging)，其中带材20的部分下垂离开前辊。另外，辊隙间隙的尺寸决定赋予材料的剪切和塑炼能量的量。通常，当辊隙间隙增加时，较少的能量被赋予材料。对于给定的表面速度，对于给定的材料的最佳辊隙间隙将取决于聚合物的组成以及任何填料的组成和负载水平。
输出条24的宽度受辊磨机10上的材料平衡支配。通常，材料应经由输出条24以与材料在输入区域28处沉积在尖端上的相同的速率移除。输出条24的大致宽度可基于辊隙间隙19和前辊14的表面速度进行计算。辊隙间隙19的宽度不精确地决定输出条24的厚度(即，相对于前辊14的深度)；更确切地，输出条35的厚度可通过如下估算：将辊隙间隙19的宽度乘以约2-3的因子以说明材料在从辊隙间隙19出现之后的膨胀。如果在操作期间，输出条24太宽或太窄变得明显，则可调节前辊14和后辊12的表面速度以进行补偿。替代地或另外，一些辊磨机10被配置成容许在操作期间输出条24宽度的自动化调节。如果不能自动地调节宽度和表面速度的调节在恢复材料平衡方面不是成功的，则停止操作、重新设定输出条24的宽度、和重新启动辊磨机10可为必要的。
被递送到辊磨机10的输入区域28的材料可从多种装置例如从密炼机或从连续配混机递送。因而，本文中提供的方法和装置可应用于例如Cabot Corporation的PCT公布No.WO00/062990或WO2009/099623中提供的技术。本文中提供的构造对于工序间材料到辊磨机10的连续递送是理想的。材料将典型地以具有约200-2000mm的长度的不连续的大块递送。为了促进通过辊磨机进行的材料的摄取，可将大块的材料切割成较小的小片例如约10cm长-约15cm长，以提供向辊磨机10的更恒定的输入物流。
在高速操作中，输出条24的宽度将是相对小的。由于窄的条的减小的横截面面积，如果其被拉得太厉害，则其可容易地拉裂。用于携带输出条24离开辊磨机10的装置必须仔细地与所述条的速率匹配以减少输出条2的张力。另外，应仔细地调节磨刀30以接触前辊14的表面和一直穿过带材20进行切割。如果未将输出条24从带材20完全切割，则当其被从带材20取走时，其将经历张力。此外，磨刀30应被配置成使得输出条24在其被切割之后但在其被从前辊14移除之前不“再粘”到带材20上。实际上，磨刀30可接近于其中输出条24被移除的位置安置。替代地或另外，它们可采用宽的刮刀以在带材20的输出条和剩余部分之间产生间隙。
如以上所讨论的，材料在输入区域28处在辊12和14的与输出条24不同的末端处沉积到辊磨机。我们已发现，适当地配置的防堆积装置40(图5)的使用使输出条24中的断裂之间的时间的量延长。不受任何特定理论束缚，假设，带材20中的材料在其经由输出条24被从辊磨机10取出之前应被适当地塑炼，并且在输出条中引入加工不足的材料引起导致断裂的空隙。然而，带材20内的材料沿着前辊14的前进不完全是均匀的。因而，如果相对于辊12和14以及辊隙18适当地配置，防堆积装置可防止加工不足的材料前进到输出条24。替代地，还假设，如果材料以超过进料/收获速率的速率被运送到防堆积装置40下面，则堆积物(bank)累积在输出条24的取出位置附近。当该材料最后被引入到输出条中时，其可导致输出条24中的空隙，从而导致断裂。
优选，防堆积装置40被配置成容许带材20上的材料迁移越过防堆积装置40以满足材料平衡。此外，防堆积装置40的前边缘40a应离带材20足够远以避免刮擦带材的表面。然而，防堆积装置40的后边缘40b可更接近于后辊12的表面，所述后辊12典型地不携带材料。最佳构造将部分地取决于辊12和14的直径以及辊隙间隙19的尺寸。防堆积装置40的突起部42应延伸足够远到辊隙18中以防止尚未被辊隙18加工的材料前进到输出条24。防堆积装置与辊12和14之间的最佳间距以及被突起部42阻挡的辊隙18的量将部分地取决于正被加工的材料的组成，包括聚合物组成以及任何填料的组成和负载量。
在图5A中显示的一种构造中，两个辊12和14是平行的且是相同的尺寸。前辊具有中心轴140且后辊具有中心轴120。所述两个中心轴140和120限定中心平面500。切面501与前辊14和后辊12两者都相切。辊隙间隙19的宽度h为平面500上的前辊14和后辊12之间的距离。辊隙18为在前辊14和后辊12与平面500和501之间的区域。未被摄取到带材20中但设置在平面500下面的材料将可能降落到托盘22中；因而，在平面500下面的区域不包括在辊隙18中。辊隙18的高度v为平面500和501之间的距离。当所述两个辊不是相同的直径和不是平行的时，距离v可通过配置与两个辊都相切的线来代替切面501而进行计算。在一种实施方式中，边缘40b离后辊12的表面约3-约15mm，而边缘40a离前辊14的表面约3h-约5h。仅对于设置在辊隙18内的防堆积装置40的部分，需要保持这些距离。边缘40a和40b在辊隙外部的部分可离它们各自的辊12和14的表面较远。实际上，在辊隙18的外部，防堆积装置40的边缘不需要为弯曲的，而是可偏离(angle away)辊磨机10的表面。在一个替代性实施方式中，将边缘40a离前辊14的表面的距离保持在辊隙18内的一定角距离范围内。例如，边缘40a的界限可相对于中心平面500围绕中心轴140限定角度α(图5B)。角度α可为60-约90度。在角度α外部，甚至可期望切去防堆积装置的一部分(例如，切去部41)。角度α仅需要对于防堆积装置是足够大的以防止安置在辊隙18中且还未引入到带材20中的材料的通过。边缘40b可以类似的切割部为末端。
防堆积装置40的厚度主要受构造的材料支配。防堆积装置40应是充分厚的使得其可被辊12和14上方的托架或其它合适的支撑体(未示出)支撑，从而使得在辊隙18中的材料的力下，突起部42不变形。
还可优化防堆积装置40相对于辊12和14的轴向位置。具体地，如果防堆积装置太接近于磨机10的输入区域28，则在辊磨机10的上游侧上可能不存在足够的轴向长度用于摄取和加工材料。在防堆积装置和输出条24之间具有离散的距离提供对正被吸收到输入区域28下游的带材20中的未经加工的材料块的“保障”。如果未经加工的材料在被引入到带材中之前沿着磨机轴向地行进，其仍可于辊磨机10在防堆积装置40和输出条24之间的部分中稍微加工。当防堆积装置40与输出条24充分地隔开，例如，防堆积装置40在离输出条24被移除的位置的约300-约700mm的上游时，我们已实现连续的操作，即，从双辊磨机不间断地移除材料，而没有手动干预，达可接受的时间，例如，至少约30分钟，例如，至少约1小时、至少约90分钟、或约两小时或更多。在一些实施方式中，防堆积装置40和输出条24之间的间隔(测量到所述输出条的中心)为前辊14的直径的约33％-约90％，例如，前辊14的直径的约33％-约55％、约37％-约62％、约40％-约50％、约50％-约60％、约60％-约70％、约70％-约77％、约75％-约86％、或约80％-约90％。对于具有32英寸直径的前辊，所述间隔可为约300mm-约500mm或约500mm-约700mm。该间隔部分地取决于辊磨机的其它操作参数。例如，如果辊隙间隙19的宽度增加，则可期望增加防堆积装置40和输出条24之间的间隔。
在优选实施方式中，辊磨机可连续地操作，即，没有间断地从所述磨机移除材料，最高达约四小时或更长、最高达约8小时或更多、最高达约12小时或更多、或最高达约16小时或更多，而没有手动干预。实际上，手动切割和折叠与没有间断地移除材料不是相同的，因为手动切割以不连续的方式从带材周期性地移除材料的薄片。
任选的共混棒50(图6)也可促进辊磨机10的连续操作。在防堆积装置40的下游(即，朝向输出条24)的材料的条被第二磨刀51a和51b切割并悬挂在旋转着的共混棒50上方以形成共混条52。共混条52可在启动期间被手动地进料在共混棒50上方。共混条52在输出条24的区域中被进料回到辊隙18中。共混条52的转移使前辊14的一部分空出，为堆积在辊隙18上方(而不是在带材20中)的任何橡胶制造空间以使其被拉到辊隙18中并结合在前辊14的空白部分上。因而，累积在条收获区域24a上方的任何堆积物将被鼓励比不存在共混棒时的情况更频繁地通过辊隙18加工。堆积的橡胶和带材20之间的交换速率被加快，从而减少可使输出条24中断的堆积物材料的聚集。共混条52可从防堆积装置40下游的任何地方，包括条收获区域24a下游的环(collar)54，取得。从条收获区域24a的下游取得共混条52促进环54中的材料交换到输出条24。
共混条52的移除优选是连续的；即，共混条52离开前辊14，在共混棒50上方行进，并返回到辊隙18，而没有所述共混条的中断。在一些实施方式中，材料经由所述共混条从前辊14除去而没有中断达至少约30分钟、至少约1小时、至少约90分钟、或至少约两小时或更多。在优选实施方式中，材料经由所述共混条从前辊14除去最高达约四小时或更多、最高达约8小时或更多、最高达约12小时或更多、或者最高达约16小时或更多。
在稳态操作期间，即，在启动之后并且在同时的材料供给至辊磨机10和材料从辊磨机10的移除期间，优选从辊磨机10移除的任何例如全部材料以连续的、不间断的方式移除。在具体实施方式中，从辊磨机10移除的材料的至少约75重量％、至少约80重量％、至少约85重量％、至少约90重量％、至少约95重量％、或至少约98重量％被连续地移除，而没有中断。
还期望在没有通过操作者进行的干预的情况下起动输出条24。如果输出条24在高速操作期间断裂，则如果操作者将要靠近辊磨机10以重新起动输出条24的话必须将辊磨机10减慢。此外，断裂的输出条24使辊磨机10的物质平衡中断。减慢辊磨机10以容许操作者安全地靠近磨机10进一步使磨机10的稳态操作中断且增加使磨机10回到其正常操作条件所用的时间，从而进一步使辊磨机10上的材料平衡中断。然而，本发明提供可遥控的用于起动输出条24的装置。由于操作者不需要靠近辊磨机10，因此可在没有使辊磨机10慢下来的情况下起动新的输出条，从而减少辊磨机10上的材料平衡的中断。
自动条切割机70描绘于图7中。自动条切割机70包括安装在支撑架73上的条切割和移除组件71。条切割和移除组件71的前面包括起动叶片72，其接触前辊14且在被向前致动时从头到尾切割带材20。起动叶片72在前辊14的中心线下面约0-约30度例如约0-约10度、约10-约20度、或约20-约30度接触所述前辊14。起动叶片72的上边缘72a和前辊14之间的角度可比对前辊14的正切陡约10-约45度(即，倾斜偏离前辊14)。叶片72的上边缘72a和下边缘72b之间的角度可为约10-约45度。
汽缸94将起动叶片72抵着前辊14致动。起动叶片72接触前辊14的力可为约40-约450lbs的力，例如，约40-约100lbs、约100lbs-约150lbs、约150lbs-约200lbs、约200lbs-约250lbs、约250lbs-约300lbs、约300lbs-约350lbs、约350lbs-约400lbs、或约400lbs-约450lbs。一旦切割，输出条24便被沿着传送带76引导到传送器出口78，其包括辊79。辊79将输出条24围绕着朝向下一件加工设备的角度引导。
传送带76安装在两个滑轮80和82上。所述传送带典型地以高于水平面10度安装，但可以对于操作是方便的任何角度安装。可使用滑轮调节器77调节传送带76中的张力(图8)。滑轮82被驱动组件84驱动，驱动组件84包括主动滑轮86、从动滑轮88和发动机90(图8)。条切割和移除组件71在线形轴承92上向前和向后(朝向和离开前辊14)滑动。前进/倒退动作是使用例如气压缸94的装置致动的(图7)。在一个替代性实施方式中，传送带76是固定的且仅起动叶片72被来回地致动。
起动叶片72基本上进行在平行于中心轴140的方向上的切割以限定输出条24的末端。限定条24的边的(在垂直于中心轴140的方向上的)横向切割可通过在前辊14下面的研磨切割刀30进行。随着前辊14继续旋转，起动叶片72将条24从前辊14剥离并将所述条引导到传送带76上以开始输出条24的移除。起动叶片72的尖端72c可在传送带76上方约0.5-约3英寸。替代地或另外，起动叶片72的尖端72c可设置成在横向上离传送带76约0.5-约3英寸。在两种情况中，都应存在足够的空间用于使条24在没有人为干扰的情况下从前辊14剥离和到达传送带76，但未远到传送带76不能将输出条24从前辊14拉出。传送带76如输出条24被从前辊14剥离那样快地移除输出条24。图7显示其中进行垂直切割的刀96被安装在条切割和移除组件71上的实施方式；图8A显示被抵着前辊14致动的刀96。在该实施方式中，这样的刀96在可被另一气压缸74来回地致动的枢轴上。然而，该实施方式是任选的且可使用根据本领域技术人员熟悉的构造的安装在辊磨机10上的研磨切割刀30进行垂直切割。所述刀应足够宽地隔开使得起动叶片72配合在研磨切割刀30的垂直切割线内。在一种实施方式中，起动叶片72的宽度比输出条24的宽度少约2mm。
一旦输出条24的移除开始，便可使起动叶片72前进(辊接触位置)或退回。如果使其退回，则输出条24将继续从前辊14移除直至下次其断裂，于是循环可被重复。起动叶片72可被退回离前辊14的表面约5英寸-约12英寸。
传送带76的表面速度应与前辊14的表面速度和输出条24离开前辊14的速度匹配。本领域技术人员将认识到，取决于下游设备的构造，可定制传送带76的长度。本领域技术人员将进一步认识到，尽管已经参照双辊磨机描述了自动条切割机70，但其也可被配置用于压延机。通常，应将起动叶片的构造调节为与磨机的轴平行，且应相应地调节自动条切割机70的剩余部件。
将通过意图在本质上仅是示例性的下列实施例进一步阐明本发明。
实施例
实施例1–弹性体复合物的制造
通过将具有相对较高速率的炭黑浆料(即，在水中的10-15重量％的来自CabotCorporation的Vulcan 7H炭黑)的物流(75m/s)压紧而制造湿的母料。然后使用脱水挤出机(French Oil Mill Machinery Company，Piqua，Ohio)将包含约80重量％水的凝结的母料团粒(crumb)脱水(DW)至约15重量％水。在所述挤出机中，所述母料团粒被压缩，且由所述团粒挤出的水通过所述挤出机的槽形机筒逐出。使所得的脱水的凝结物落入连续配混机(Farrel Continuous混合机(FCM)，Farrel Corporation，Ansonia，CT)中用于塑炼和干燥。将6PPD作为氧化剂以使得在所得经塑炼的母料中的所得浓度为1.0phr的速率添加至FCM。离开FCM的经塑炼的母料的水分含量为约1-2％。将经塑炼的母料在如在下面的实施例中描述的开炼机上进一步塑炼和冷却，形成经干燥的弹性体复合物。将经干燥的弹性体复合物在环境温度下冷却和储存。使用表1中的配方和表2中给出的配混程序将经干燥的弹性体复合物在1.6L班伯里(Banbury)混合机中配混。在各班伯里混合阶段之后，将配混物在于环境温度和约40rpm下使用4个横切机(4cross-cuts)和2个端辊以约2mm的辊隙间隙操作的双辊磨机上压片，其中在4-6小时的阶段1和阶段2的混合之间具有休息时间。在设定在150℃的经加热的压机中实施硫化达通过常规的橡胶流变仪测定的时间(即，T90+T90的10％，其中T90为实现90％的硫化所花的时间)。
表1
重量份
天然橡胶 100
炭黑 可变的
硬脂酸 2.5
氧化锌 3.0
6-PPD* 2.0
硫磺 1.2
CBS** 1.2
*N-(1,3-二甲基丁基)-N’-苯基-对苯二胺(Flexsys，St.Louis，MO)
**环己基苯并噻唑磺酰胺(Akrochem，Akron，OH)
表2
阶段1
填充因子(％) 70
转子速度(rpm) 80
开始温度(℃) 60
母料添加时间(s) 0
细料(smalls)添加时间(s) 60
清理时间(s) 90
卸料时间(s) 150
阶段2
填充因子(％) 65
转子速度(rpm) 60
起始温度(℃) 50
母料和药品时间(s) 0
清理时间(s) 30
卸料时间(s) 60
根据ASTM方法D7121-05对经硫化的样品在室温下测量回弹(Zwick)。根据ASTM方法D1646-06测量关于未硫化的样品的门尼粘度。如下测量结合橡胶：称取重0.5g+/-0.025g的样品并将其置于经密封的烧瓶中的100ml甲苯中且在环境温度下储存约24小时。然后将所述甲苯用100ml新鲜的甲苯替换并将所述烧瓶储存4天。然后将所述样品从溶剂中取出并在罩下在环境温度下空气干燥24小时。然后将所述样品进一步在真空烘箱中在环境温度下干燥24小时。然后将样品称重并由重量损失数据计算结合橡胶。根据ASTM标准D-412测量经硫化的样品(T300和T100)的张应力。使用动态应变扫描在10Hz和60℃下测定动态机械性质。Tanδmax取作在该应变范围内的tanδ的最大值。
实施例2–辊磨机操作条件的变化
将所有样品在来自中国大连的Dalian Rubber and Plastics MachineryCo.Ltd.的32”x 100”双辊磨机上进行加工。各实验运行以“可接受的”初始条件起动，其中经塑炼的母料在整个辊磨机表面彻底地成带且在不同的运行中具有恒定高度的均匀堆积物。该初始条件通过如下确立：周期性地将经塑炼的母料供给在所述辊磨机上并通过操作者(手动的)切割和折叠而对所述辊上的材料进行处理。在启动期间，非常少的新的材料被供给在所述辊磨机上。
当实现期望的初始条件时，调节在所述磨机的下游部分上的条切割器以实现适合于使运行的移除速率与稳态进料(输入)速率相匹配的条宽度。所述运行通过如下起动：同时地将经塑炼的母料进料到所述磨机的输入区域和从所述磨机的输出区域移除输出条。以一分钟的时间间隔对条的移除周期性地进行计时并将其称重以确认正确的移除速率。如所需要地调节条切割器以实现期望的移除速率。
实施例3–防堆积装置的位置、辊隙间隙的变化
该实施例展示如何优化防堆积装置的位置和辊隙间隙的宽度以实现可接受的操作条件。将根据实施例1制造的经塑炼的母料在如实施例2中所描述的辊磨机上使用下表3中列举的操作参数进行加工。实施例3A-3H是使用50phr的Vulcan 7H炭黑制备的。实施例3I-3K是用50phr的Vulcan 10H炭黑制备的。
表3
*从输出条的中心起测量的在输出条上游的距离
**相对于辊顶部处的水平切线的深度
结果表明，较宽的辊隙间隙与减少的条断裂有关。对于该配混，存在最佳防堆积装置深度/辊隙间隙组合。在175mm的深度，空隙能够越过防堆积装置。在3.5mm辊隙间隙的情况下，211mm深的防堆积装置不容许空隙通过，但也导致条的饥饿，即，材料从辊磨机移除得比材料被引导到输出区域中快。以该吞吐速率，5mm辊隙间隙和211mm深防堆积装置看来提供最佳的操作。在这些条件下，我们预计操作充分地超过一小时而没有条的断裂；然而，在辊磨机上游的生产难题迫使操作结束。
实施例4–滚筒速比和温度的变化–对比例
该实施例显示如何调节辊磨机的滚筒速比和冷却剂温度以实现可接受的操作条件。将具有50phr Vulcan 7H炭黑(Cabot Corporation)的根据实施例1制造的经塑炼的母料在如实施例2中所描述的辊磨机上使用下表4中列举的操作参数进行加工。在下面的所有实施例中，如实施例2中那样启动辊磨机，但站在磨机旁边的操作者通过从带材切割片状物并将它们进料回到辊隙而促进新材料的摄取。在所有运行中都将辊隙间隙保持在7mm。将所得弹性体复合物如实施例1中所描述地固化并测量其机械性质。结果也报道于表5中。
表4
*前辊和后辊的不同的温度
显著小于30分钟的运行持续时间表明，操作难题(例如，脱辊或撕裂)发生且运行被中止。结果表明，高的辊温度、高的滚筒速比(后辊较快)、和低的速度与脱辊有关。较低的滚筒速比、低的辊温度和高的辊速率与减少的脱辊以及增加的撕裂有关。所得硫化橡胶的机械性质(门尼粘度是在配混之后在硫化之前测量的)列于下表5中。
表5
结果显示，改变辊磨机操作参数例如冷却剂温度和滚筒速比影响可操作性(例如，脱辊)。然而，产品品质参数大部分未受影响。尽管在该实施例中冷却剂温度和滚筒速比的优化改善了操作；但其它变量尚未被调节到我们确信辊磨机可在没有手动干预的情况下操作的点。尽管如此，所述结果还是证明，在不牺牲品质的情况下存在一定的优化操作参数例如冷却剂温度和滚筒速比的自由度。
实施例5–辊速度的变化
该实施例显示如何调节双辊磨机的辊的表面速度以实现可接受的操作条件。将如实施例1中所描述的使用50phr来自Cabot Corporation的Vulcan7H炭黑的经塑炼的母料在如实施例2中所描述的辊磨机上使用下表6中列出的操作参数进行加工。对于实施例A和B，防堆积装置朝向输入区域离输出条的中心400mm设置，且防堆积装置从辊磨机顶部的切面501起突出211mm(参见图5A)。在对比例5D中，如实施例2中所描述地启动辊磨机，但此后使用现有技术的手动技术操作；站在磨机旁边的操作者通过从带材切割片状物并将它们进料回到磨机而促进新材料的摄取。将所得弹性体复合物如实施例1中描述地固化并测量其机械性质。结果也报道于表6中。
表6
结果显示，辊磨机可以自动的、无人看管的模式以一系列生产量和辊速率操作(例如，实施例5A-5C)。所得弹性体复合物呈现出可与在使用传统的切割和再循环技术操作的辊磨机上加工的材料(对比例5D)相比或者甚至优于其的机械性质。
实施例6–辊磨机中的能量输入
该实施例展示，存在应被辊磨机赋予以经塑炼的母料以优化机械性质的比能量的目标范围。从FCM收集根据实施例1制造的约30kg经塑炼的母料(约50phr的Vulcan 7H炭黑)的样品并将其称重。经塑炼的母料被摄取到空的辊磨机上且使用连接至LabVIEW数据采集系统(National Instruments Corporation，Austin，TX)的功率表计算来自辊磨机的能量输入。降落通过辊隙的材料被取回且被重新摄取到辊磨机上直至带材形成。在递送不同量的比能量(300、600、900和1500kJ/kg)之后从辊磨机取回样品；从FCM排放物(即，0kJ/kg)取回对照样品(即，0kJ/kg)。在取回之后立即将样品在水浴中冷却并如在本文中的别处所描述地测试。图9A-C显示门尼粘度(ML(1+4)@100℃)、结合橡胶(％)、和Zwick回弹(％回复能量)随着比能量的变化。门尼粘度随着比能量的增加而降低，且相对于比能量的降低速率逐渐放平。结合橡胶看起来在300kJ/kg和900kJ/kg的来自辊磨机的赋予的能量之间达到最大值。回弹也在300kJ/kg和900kJ/kg的赋予的能量之间达到最大值，在双辊磨机上的额外塑炼之后呈现出降低。
为了说明和描述的目的，已提供了本发明的优选实施方式的前述描述。其不意图为穷举性的或将本发明限制到所公开的精确形式。修改和变型根据以上教导是可能的，或者可由本发明的实践获得。选择和描述所述实施方式以说明本发明的原理及其实际应用以使本领域技术人员能够以多种实施方式和以适合于预期的具体用途的多种修改利用本发明。意图本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
本申请的保护范围如所附权利要求书所述。

Claims (35)

1.通过双辊磨机加工弹性体复合物的连续方法，所述双辊磨机具有沿着两个辊的第一个彼此轴向地隔开的输入区域和输出区域，所述方法包括：
将弹性体复合物的离散的块在所述输入区域处供给至所述双辊磨机；
调节所述双辊磨机的辊隙间隙宽度、滚筒速比、表面速度和冷却剂温度的一种或多种，使得A)所述双辊磨机上的弹性体复合物的带材具有多个空隙，通过所述多个空隙，所述第一辊的表面被暴露，和B)作为所述双辊磨机的作用的结果，弹性体复合物从所述输入区域向下游进动到所述输出区域；和
与供给同时地，将通过所述双辊磨机塑炼的弹性体复合物从第一辊上的预定的轴向位置作为连贯的输出条排放；
其中，在排放期间，从所述双辊磨机移除的任何弹性体复合物被连续地移除。
2.通过双辊磨机加工弹性体复合物的连续方法，所述双辊磨机具有沿着两个辊的第一个彼此轴向地隔开的输入区域和输出区域，所述方法包括：
将弹性体复合物的离散的块在所述输入区域处供给至所述双辊磨机；
调节所述双辊磨机的辊隙间隙宽度、滚筒速比、表面速度和冷却剂温度的一种或多种，使得A)所述双辊磨机上的弹性体复合物的带材具有多个空隙，通过所述多个空隙，所述第一辊的表面被暴露，和B)作为所述双辊磨机的作用的结果，弹性体复合物从所述输入区域向下游进动到所述输出区域；和
将通过所述双辊磨机塑炼的弹性体复合物从第一辊上的预定的轴向位置作为连贯的输出条排放；
其中从所述双辊磨机移除的弹性体复合物的至少90％作为连贯的条被连续地移除。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述双辊磨机进一步包括设置在所述两个辊上方的防堆积装置，其中所述方法进一步包括选择用于所述双辊磨机的防堆积装置的构造以在供给和排放期间选择性地将堆积在所述辊隙间隙上方的弹性体复合物的一部分供给到所述双辊磨机的所述输出区域。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述预定的轴向位置相对于所述第一辊的轴限定与所述输出条交叉的平面，和其中所述防堆积装置位于与所述预定的轴向位置相比更接近于所述输入区域的预定的距离处，和其中所述预定的距离为所述第一辊的直径的33％-90％。
5.根据权利要求3所述的方法，其中所述防堆积装置包括朝向所述辊隙间隙延伸并且具有设置在所述辊隙间隙上方的较低边缘的突出部分。
6.根据权利要求3所述的方法，其中所述双辊磨机具有拥有由从所述双辊磨机的中心平面到所述双辊磨机的切面的距离所限定的垂直尺寸v的辊隙，所述辊隙进一步具有由在所述中心平面上的所述辊之间的距离所限定的第一水平尺寸h、以及由在所述切面上的所述第一和第二辊之间的距离所限定的第二水平尺寸，其中所述防堆积装置包括第一和第二凹形边缘，所述第一和第二凹形边缘限定其间的突出部分，所述突出部分具有边缘，其中所述第一和第二凹形边缘被配置成使得所述第一凹形边缘设置得离设置于所述辊隙内的所述第一辊的表面的部分3h-5h且所述第二凹形边缘设置得离设置于所述辊隙内的所述第二辊的表面的部分3-15mm的距离，和其中所述突出部分朝向所述中心平面延伸到所述辊隙中以容许通过所述防堆积装置的设置在所述中心平面和所述突出部分的边缘之间的弹性体复合物的至少一部分的前进。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述突出部分进一步包括邻近于所述第一凹形边缘的切去边缘，其中所述切去边缘和所述第一凹形边缘之间的界限围绕所述第一辊的轴与所述中心平面限定角度，和其中所述角度为60-90度。
8.根据权利要求2所述的方法，其中供给和排放同时进行。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其中在排放期间，对所述带材的任何切口具有为轴向分量的至少两倍长的切向分量。
10.根据权利要求1或2所述的方法，进一步包括：
在所述输出区域中的带材中在垂直于所述第一辊的轴的方向上制造两个平行的切口，由此在所述带材中限定两个隔开的沟道；
将起动叶片抵着所述第一辊在所述隔开的沟道之间的表面致动，由此在弹性材料的带材中制造轴向切口和起动所述输出条；
将所述输出条引导到以离所述起动叶片预定的距离设置的传送器；和
经由所述输出条将弹性体复合物连续地传送离开所述带材。
11.根据权利要求10所述的方法，其中制造两个平行的切口包括将两个刀抵着所述第一辊的表面致动。
12.根据权利要求1或2所述的方法，进一步包括将弹性体复合物的条从所述带材引导到所述输出区域。
13.根据权利要求12所述的方法，其中从所述带材的设置在所述输出区域的上游的部分引导所述弹性体复合物的条。
14.根据权利要求12所述的方法，其中从所述带材的设置在所述输出区域的下游的部分引导所述弹性体复合物的条。
15.根据权利要求1或2所述的方法，其中供给以200kg/h-2000kg/h的速率进行。
16.根据权利要求1或2或8所述的方法，其中供给和排放进行至少30分钟而没有中止。
17.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述辊的至少一个的表面速度为至少40m/分钟。
18.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述辊的至少一个的表面速度为45m/分钟-70m/分钟。
19.根据权利要求1或2所述的方法，进一步包括赋予所述双辊磨机上的所述弹性体复合物以300kJ/kg-900kJ/kg的能量。
20.通过双辊磨机制备弹性体复合物的方法，所述方法包括：
将包括弹性体胶乳的第一流体与包括粒状填料的第二流体组合；
引起所述弹性体胶乳凝结，由此形成母料团粒；
导致所述母料团粒的水含量按重量计为0.5％-3％水分，由此产生经干燥的弹性体复合物；
将所述经干燥的弹性体复合物的离散的块在输入区域处供给至双辊磨机，所述双辊磨机具有沿着两个辊的第一个彼此轴向地隔开的所述输入区域和输出区域；
调节所述双辊磨机的辊隙间隙宽度、滚筒速比、表面速度和冷却剂温度的一种或多种，使得A)所述双辊磨机上的所述经干燥的弹性体复合物的带材具有多个空隙，通过所述多个空隙，所述第一辊的表面被暴露，和B)作为所述双辊磨机的作用的结果，所述经干燥的弹性体复合物从所述输入区域向下游进动到所述输出区域；和
与供给同时地，将通过所述双辊磨机塑炼的弹性体复合物从所述双辊磨机上的预定的轴向位置作为连贯的输出条排放；
其中，在排放期间，从所述双辊磨机移除的任何弹性体复合物被连续地移除。
21.通过双辊磨机制备弹性体复合物的方法，所述方法包括：
将包括弹性体胶乳的第一流体与包括粒状填料的第二流体组合；
引起所述弹性体胶乳凝结，由此形成母料团粒；
导致所述母料团粒的水含量为按重量计0.5％-3％水分，由此产生经干燥的弹性体复合物；
将所述经干燥的弹性体复合物的离散的块在输入区域处供给至双辊磨机，所述双辊磨机具有沿着两个辊的第一个彼此轴向地隔开的所述输入区域和输出区域；
调节所述双辊磨机的辊隙间隙宽度、滚筒速比、表面速度和冷却剂温度的一种或多种，使得A)所述双辊磨机上的所述经干燥的弹性体复合物的带材具有多个空隙，通过所述多个空隙，所述第一辊的表面被暴露，和B)作为所述双辊磨机的作用的结果，所述经干燥的弹性体复合物从所述输入区域向下游进动到所述输出区域；和
将通过所述双辊磨机塑炼的弹性体复合物从所述双辊磨机上的预定的轴向位置作为连贯的输出条排放；
其中从所述双辊磨机移除的弹性体复合物的至少90％作为连贯的条被连续地移除。
22.根据权利要求20或21所述的方法，其中组合和引起包括
A)将包括弹性体胶乳的第一流体的连续流进料到凝结反应器的混合区；
B)将包括粒状填料的第二流体的连续流在压力下进料到所述凝结反应器的所述混合区以与所述弹性体胶乳形成混合物，所述粒状填料对于使所述弹性体胶乳凝结是有效的，并且所述第一流体和所述第二流体在所述混合区内的进料是充分地高能的以在所述凝结反应器中用所述粒状填料使所述弹性体胶乳基本上完全地凝结；以形成所述母料团粒；和
C)从所述凝结反应器排放母料团粒的基本上连续的流。
23.根据权利要求20或21所述的方法，其中导致包括：
导致所述母料团粒的水含量为1重量％-20重量％，由此形成脱水的凝结物；
将所述脱水的凝结物进料到连续配混机的进料端口；
通过所述连续配混机的加工腔室通过转子的受控操作加工所述脱水的凝结物；和
将所得的干燥的弹性体复合物从所述连续配混机的排放口排放。
24.根据权利要求20或21所述的方法，进一步包括选择用于所述双辊磨机的防堆积装置的构造以选择性地将堆积在所述辊隙间隙上方的弹性体复合物的一部分供给到所述输出区域。
25.根据权利要求24所述的方法，其中所述预定的轴向位置相对于所述第一辊的轴限定与所述输出条交叉的平面，和其中所述防堆积装置位于与所述预定的轴向位置相比更接近于所述输入区域的预定的距离处，和其中所述预定的距离为所述第一辊的直径的33％-90％。
26.根据权利要求21所述的方法，其中供给和排放同时进行。
27.根据权利要求20、21或26所述的方法，其中在排放期间，对所述带材的任何切口具有为轴向分量的至少两倍长的切向分量。
28.根据权利要求20或21所述的方法，进一步包括将弹性体复合物的条从所述带材引导到所述输出区域。
29.根据权利要求28所述的方法，其中从所述带材的设置在所述输出区域的上游的部分引导所述弹性体复合物的条。
30.根据权利要求28所述的方法，其中从所述带材的设置在所述输出区域的下游的部分引导所述弹性体复合物的条。
31.根据权利要求20或21所述的方法，其中供给以200kg/h-2000kg/h的速率进行。
32.根据权利要求20或21所述的方法，其中供给和排放进行至少30分钟而没有中止。
33.根据权利要求20或21所述的方法，其中所述辊的至少一个的表面速度为至少40m/分钟。
34.根据权利要求20或21所述的方法，其中所述辊的至少一个的表面速度为45m/分钟-70m/分钟。
35.根据权利要求20或21所述的方法，进一步包括赋予所述双辊磨机上的所述弹性体复合物以300kJ/kg-900kJ/kg的能量。
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