DE102019207735A1

DE102019207735A1 - Vorbereiten einer Extrusion einer unvulkanisierten Kautschukmischung und Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens

Info

Publication number: DE102019207735A1
Application number: DE102019207735.8A
Authority: DE
Inventors: Andre Wagner; Florian Pfaff
Original assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Current assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Priority date: 2019-05-27
Filing date: 2019-05-27
Publication date: 2020-12-03

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vorbereiten einer Extrusion einer unvulkanisierten Kautschukmischung, umfassend die folgenden Schritte: A) Herstellen oder Bereitstellen einer Kautschukmischung, B) Plastifizieren der in Schritt A) hergestellten oder bereitgestellten Kautschukmischung in einer ersten Plastifiziereinheit mit einer finalen Düse umfassend mindestens zwei Düsenöffnungen, sodass mittels der finalen Düse mindestens zwei Kautschukstränge extrudiert werden, C) Temperieren der zwei oder mindestens zwei in Schritt B) plastifizierten Kautschukstränge auf einen Temperaturbereich T₁. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vorbereiten einer Extrusion einer unvulkanisierten Kautschukmischung. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.
Aufgrund der momentanen Entwicklungen in der Kautschukindustrie - insbesondere bei der Reifenherstellung - die Herstellungsprozesse vollständig zu automatisieren, wachsen die Qualitätsanforderungen an das jeweilige Kautschukprodukt ständig. Insbesondere von Bedeutung sind das Gewicht und geometrische Maße der extrudierten Kautschukmischung, welche häufig in Form eines Endlos-Streifens, auch Kautschukprofil genannt, vorliegt. Abweichungen von den geometrischen Maßen oder zu große Schwankungen beim Gewicht der extrudierten Kautschukmischung führen häufig dazu, dass ein großer Teil der Kautschukmischung verworfen werden muss und somit die Umwelt unnötig belastet oder den Produktionsprozess verlängert.
Eine Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, besteht darin, Verfahren bereitzustellen, mit dem Kautschukmischungen genauer extrudiert werden können, insbesondere soll die Kontrolle über das Metergewicht und/oder die Geometrie eines extrudierten Kautschukprofils erhöht werden.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Vorbereiten einer Extrusion einer unvulkanisierten Kautschukmischung, umfassend die folgenden Schritte:

A) Herstellen oder Bereitstellen einer Kautschukmischung,
B) Plastifizieren der in Schritt A) hergestellten oder bereitgestellten Kautschukmischung in einer ersten Plastifiziereinheit mit einer finalen Düse umfassend mindestens zwei Düsenöffnungen, sodass mittels der finalen Düse mindestens zwei Kautschukstränge extrudiert werden,
C) Temperieren der zwei oder mindestens zwei in Schritt B) plastifizierten Kautschukstränge auf einen Temperaturbereich T₁.

Es ist eine große Leistung der vorliegenden Erfindung herausgefunden zu haben, durch das Temperieren mehrere Kautschukstränge anstelle eines einzigen Kautschukstreifens eine bessere Kontrolle über die Geometrie oder das Gewicht des anschließend entstehenden extrudierten Kautschukprofils erreicht werden kann. Hierdurch kann die gewünschte Temperatur der Kautschukstränge überraschenderweise schneller und ohne großen technischen Aufwand auf den gewünschten Temperaturbereich T₁ in Schritt C) eingestellt werden. Dies stellt einen großen prozesstechnischen Fortschritt hin zu qualitativ hochwertigeren Kautschukprofilen bei geringem Aufwand dar.
Dieser vorteilhafte technische Effekt über die besagte bessere Kontrolle wird unerwarteter Weise überproportional besser je mehr Öffnungen die finale Düse der Plastifiziereinheit in Schritt B) eines erfindungsgemäßen Verfahrens aufweist.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung umfasst der Ausdruck „Extrusion“ oder „Extrudieren“ insbesondere, das Verarbeiten mittels eines Extruders und mittels einer Zahnradpumpe.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung umfasst der Ausdruck „Plastifizieren“ insbesondere, das Verarbeiten mittels einer Walze, mittels eines Extruders und mittels einer Zahnradpumpe.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bedeutet der Ausdruck „eine der Einheit A nachgeschaltete Einheit B“, dass die Kautschukmischung zur Herstellung des Kautschukprofils erst die Einheit A passiert und dann die Einheit B. Besonders bevorzugt ist es, wenn sich die Extrudereinheit in Schritt D) eines erfindungsgemäßen Verfahrens oder einer erfindungsgemäßen Vorrichtung direkt an eine Temperiereinheit für das Temperieren in Schritt C) anschließt, damit die Temperatur der Kautschukmischung zwischen der Temperier- und der Extrudereinheit nicht sinkt, insbesondere nicht um 5 °C sinkt.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung umfasst der Ausdruck „Temperieren einer Kautschukmischung bis auf einen Temperaturbereich T₁“ jegliche Handlung, welche eine signifikante Annährung der Temperatur einer Kautschukmischung hin zu der unter- oder Obergrenze des Temperaturbereiches T₁ bewirkt, hierzu gehört sowohl ein Heizen, beispielsweise mittels Heizelementen, als auch ein Kühlen der Kautschukmischung, jedoch nicht das natürliche Abkühlen einer Kautschukmischung an die Umgebungstemperatur. Ein natürliches Abkühlverhalten einer Kautschukmischung ist hierbei insbesondere die Temperaturanpassung einer erhitzten Kautschukmischung an eine Umgebungstemperatur aufgrund des thermodynamischen Gleichgewichts. Die besagt Umgebungstemperatur ist hierbei die Temperatur in der Werkshalle oder einer ähnlichen Produktionsstätte und insbesondere nicht die Temperatur in der Temperiereinheit aus Schritt C) des erfindungsgemäßen Verfahrens. Letztere soll nämlich insbesondere das Abweichen von der Anpassung der Kautschukmischung an die Umgebungstemperatur erwirken.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung umfasst der Begriff „Kautschukstränge“ insbesondere durch die finalen Düse der ersten Plastifiziereinheit eines erfindungsgemäßen Verfahrens oder einer nachstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtung geformten Kautschukmischung und ist von einem insbesondere Kautschukprofil zu unterscheiden. Letzteres entsteht insbesondere durch das Extrudieren einer Kautschukmischung und einem anschließenden Ausformen mittels einer Form mit nur einer Öffnung, beispielsweise mittels einer bekannten Endschablone einer Formvorrichtung eines Extruders.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann die finale Düse einer Plastifiziereinheit gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren oder wie eine erfindungsgemäße Vorrichtung nachstehend beschrieben jegliche Art von einer Form mit mindestens zwei Öffnungen sein, wobei die Kautschukmischung die Plastifiziereinheit durch die mindestens zwei Öffnungen der finalen Düse in Gestalt von mindestens zwei Kautschukstränge verlässt. Jegliche andere Düsen in der Plastifiziereinheit wären im Rahmen der vorliegenden Erfindung somit keine finalen Düsen. Somit folgt auch, dass die finale Düse einer Plastifiziereinheit wie vorstehend beschrieben nicht unter dem Begriff eine Endschablone einer Formvorrichtung eines Extruders aus dem Stand der Technik fallen kann.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung umfasst daher standardgemäß eine Extrudereinheit eine vorstehend beschriebene Formvorrichtung, wie beispielsweise eine Vor- und Endschablone, sodass die Extrudereinheit die Kautschukmischung nicht nur zum Kautschukprofil extrudieren kann, sondern auch zum Kautschukprofil ausformen kann.
Bevorzugt ist ein Verfahren wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei die in Schritt A) hergestellte oder bereitgestellte Kautschukmischung eine Temperatur von zumindest teilweise unter 45 °C aufweist, bevorzugt zumindest teilweise unter 30°C, besonders bevorzugt die gesamte in Schritt A) hergestellte oder bereitgestellte Kautschukmischung unter 45 °C, ganz besonders bevorzugt die gesamte in Schritt A) hergestellte oder bereitgestellte Kautschukmischung unter 30°C.
Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass insbesondere bei gelagerten Kautschukmischungen, welche die vorstehenden Temperaturen aufweisen, eine bessere Kontrolle über das Metergewicht oder die genaue geometrische Form extrudierten Kautschukprofils erreicht werden kann.
Bevorzugt ist ein Verfahren wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei in Schritt B)

- zwei oder drei bis 100, bevorzugt drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun, zehn, elf oder zwölf bis 30 Kautschukstränge mit einem Maximaldurchmesser extrudiert werden und/oder
- einer, zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun, zehn, elf, zwölf oder sämtliche Kautschukstränge einen Querschnitt mit einem Höchstdurchmesser von 10 cm, bevorzugt von 5 cm, besonders bevorzugt von 1 cm, ganz besonders bevorzugt von 0,5 cm, aufweisen.

Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass insbesondere bei den vorstehend beschriebenen Kautschukstränge eine besonders gute Kontrolle über das Metergewicht oder die geometrische Form des anschließend extrudierten Kautschukprofils erreicht wird.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist der Höchstdurchmesser eines Querschnitts eines Kautschukstranges die maximal ermittelbare Distanz zwischen zwei gegenüberliegenden Punkten auf dem Außendurchmesser des Querschnitts des Kautschukstranges, wobei der Querschnitt des Kautschukstranges senkrecht zur Längserstreckung des Kautschukstranges gemessen wird, d.h. entlang der Extrusionsrichtung.
Bevorzugt ist ein Verfahren wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei in Schritt B) die Öffnungen der finalen Düse einen Maximaldurchmesser bei 5 cm aufweist, bevorzugt bei 1 cm, besonders bevorzugt bei 0,5 cm, ganz besonders bevorzugt bei 0,1 cm. Es gelten die gleichen Vorteile wie vorstehend für den Höchstdurchmesser des Querschnitts der Kautschukstränge beschrieben.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist der Maximaldurchmesser einer Öffnung einer Plastifiziereinheit wie vorstehend beschrieben die maximal ermittelbare Distanz zwischen zwei gegenüberliegenden Punkten auf dem Innendurchmesser der Öffnung.
Bevorzugt ist ein Verfahren wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei das Verfahren zusätzlich den folgenden Schritt D) umfasst:

D) Füttern der in Schritt C) temperierten Kautschukstränge in eine Extrudereinheit zur Herstellung eines Kautschukprofils für einen Fahrzeugreifen oder ein technisches Gummiprodukt.

Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass die vorstehend beschriebenen technischen Effekte insbesondere für Kautschukprofils für einen Fahrzeugreifen oder ein technisches Gummiprodukt erreicht werden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist der Temperierbereich der Bereich, innerhalb der Temperiereinheit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung wie nachstehend beschrieben und insbesondere der Bereich, in dem die Kautschukstränge in Schritt C) eines erfindungsgemäßen Verfahrens temperiert werden.
Bevorzugt ist ein Verfahren wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei das Temperieren in Schritt C) mittels eines Temperiermittels, beispielsweise Gase wie Stickstoff, Luft, CO₂ und deren Mischungen, durchgeführt wird, wobei das Temperiermittel eine Temperatur in einem Bereich von 5 °C bis 150°C aufweist, bevorzugt von 10 bis 110°C, besonders bevorzugt von 20°C bis 80 °C.
Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass mit den Temperiermitteln wie vorstehend beschrieben und insbesondere mit den Temperaturen wie vorstehend beschrieben Kautschukprofils extrudiert werden können, deren Standardabweichung vom angestrebten Metergewicht oder von der angestrebten geometrischen Form besonders klein ist.
Bevorzugt ist ein Verfahren wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei die Gasvolumenstromgeschwindigkeit des Temperiermittels für das Temperieren in Schritt C) im Bereich von 0,1 m³/(min · kg) bis 100 m³/(min · kg) liegen, bevorzugt im Bereich von 10 m³/kg bis 50 m³/kg, jeweils bezogen auf das pro Kilogramm temperierte Kautschukmischung verwendete Gasvolumen des Temperiermittels.
Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass möglichst schnell eine Änderung der Temperatur des Kautschukprofils erreicht wird.
Bevorzugt ist ein Verfahren wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei der Temperaturbereich T₁ im Bereich von 30 bis 130 °C, bevorzugt im Bereich 45 bis 80 °C, liegt.
Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass insbesondere beim Temperieren auf die Temperaturen wie vorstehend beschrieben Kautschukprofils extrudiert werden können, deren Standardabweichung vom angestrebten Metergewicht oder von der angestrebten geometrischen Form besonders klein ist.
Bevorzugt ist ein Verfahren wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei die in Schritt B) plastifizierten Kautschukstränge direkt nach dem Austritt aus der finalen Düse zumindest teilweise eine Temperatur im Bereich von 40°C bis 140 °C, bevorzugt im Bereich von 60°C bis 110°C, aufweisen.
Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass insbesondere bei den vorstehend beschriebenen Temperaturen der plastifizierten Kautschukmischung Kautschukprofils extrudiert werden können, deren Standardabweichung vom angestrebten Metergewicht oder von der angestrebten geometrischen Form besonders klein ist.
Bevorzugt ist ein Verfahren wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei die in Schritt A) hergestellte oder bereitgestellte Kautschukmischung

- eine Mooney-Viskosität (100°C, ML, 1+3) im Bereich von 20 bis 200 MU liegt, bevorzugt von 30 bis 140 MU, besonders bevorzugt von 40 bis 120 MU, und/oder
- einen NR-Anteil von 1 phr bis 100 phr aufweist, bevorzugt von 10 bis 100 phr, besonders bevorzugt von 10 bis 100 phr.

Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass insbesondere bei den vorstehend beschriebenen Kautschukmischung Kautschukprofil extrudiert werden können, deren Standardabweichung vom angestrebten Metergewicht oder von der angestrebten geometrischen Form besonders klein ist.
Besonders bevorzugt ist ein Verfahren wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei das Verfahren eine Schritt C1) umfasst:

C1) Zusammenführen mehrerer oder sämtlicher in Schritt C) hergestellten einzelnen Kautschukstränge zu einem einzigen Kautschukstrang mittels einer Zusammenführungseinheit.

Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass insbesondere mit einer Zusammenführungseinheit vor dem Extrudieren zum Kautschukprofil, deren Standardabweichung vom angestrebten Metergewicht oder von der angestrebten geometrischen Form besonders klein ist.
Im Rahmen der vorigen Erfindung ist eine Zusammenführungseinheit insbesondere eine Einheit, welche die in Schritt B) entstehenden Kautschukstränge wieder zu einer Kautschukkomponente zusammenführt, wobei eine zu starke Temperaturveränderung der zusammengeführten Kautschukkomponente, d.h. des einen einzigen Kautschukstrang oder einer monolithen Kautschukkomponente, vermieden wird. Eine solche Zusammenführungseinheit ist im Stand der Technik hinlänglich bekannt.
Besonders bevorzugt ist auch ein Verfahren wie vorstehend als bevorzugt beschrieben oder wie vorstehend als besonders bevorzugt beschrieben, wobei die Längserstreckung der in Schritt B) plastifizierten Kautschukstränge räumlich von der Zusammenführungseinheit bis zum Eintritt in die Extrudereinheit in Schritt D) im Bereich von 0,1 bis 50 m, bevorzugt im Bereich von 0,5 bis 20 m, besonders bevorzug tim Bereich von 1 bis 10 m, liegt.
Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass aufgrund der vorstehend beschriebenen kurzen Distanzen und somit kurzen Zeiten die Kautschukstränge bis zum Extrudieren zum Kautschukprofils nicht zu sehr abkühlen, bevor sie den Temperierbereich oder die Temperiereinheit gemäß der vorliegenden Erfindung verlassen.
In besonders hohem Maße bevorzugt ist ein Verfahren wie vorstehend beschrieben, umfassend die folgenden Schritte:

A) Herstellen oder Bereitstellen einer Kautschukmischung,
B) Plastifizieren der in Schritt A) hergestellten oder bereitgestellten Kautschukmischung in einer ersten Plastifiziereinheit mit einer finalen Düse umfassend mindestens zwei Düsenöffnungen, sodass mittels der finalen Düse mindestens zwei Kautschukstränge extrudiert werden,
C) Temperieren der zwei oder mindestens zwei in Schritt B) plastifizierten Kautschukstränge auf einen Temperaturbereich T₁,
D) Füttern der in Schritt C) temperierten Kautschukstränge in eine Extrudereinheit zur Herstellung eines Kautschukprofils für einen Fahrzeugreifen oder ein technisches Gummiprodukt wobei
- - in Schritt B)
  - - zwei bis 30 Öffnungen Kautschukstränge mit einem Maximaldurchmesser extrudiert werden und
  - - sämtliche Kautschukstränge einen flächenbezogenen Höchstdurchmesser von 5 cm aufweisen,
- - die Längserstreckung der in Schritt B) plastifizierten Kautschukstränge räumlich von der Zusammenführungseinheit bis zum Eintritt in die Extrudereinheit in Schritt D) im Bereich von 0,1 bis 50 m, bevorzugt im Bereich von 0,5 bis 20 m, besonders bevorzug tim Bereich von 1 bis 10 m, liegt,
- - das Temperieren in Schritt C) mittels Luft mit einer Temperatur im Bereich von 20°C bis 60 °C durchgeführt wird,
- - der Temperaturbereich T₁ im Bereich von 45 bis 80 °C liegt,
- - die in Schritt A) hergestellte oder bereitgestellte Kautschukmischung einen NR-Anteil im Bereich von 10 bis 100 phr aufweist und
- - das Verfahren eine Schritt C1) umfasst:
C1) Zusammenführen mehrerer oder sämtlicher in Schritt C) hergestellten einzelnen Kautschukstränge zu einem Kautschukstrang mittels einer Zusammenführungseinheit.

Die vorstehend beschriebenen vorteilhaften Aspekte eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Vorbereiten einer Extrusion einer unvulkanisierten Kautschukmischung gelten auch für sämtliche Aspekte einer nachstehend beschriebenen Vorrichtung und die nachstehend diskutierten vorteilhaften Aspekte erfindungsgemäßer Vorrichtungen gelten entsprechend für sämtliche Aspekte eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Vorbereiten einer Extrusion einer unvulkanisierten Kautschukmischung.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend

- eine erste Extrudereinheit mit einer finalen Düse umfassend mindestens zwei Düsenöffnungen mit einem Maximaldurchmesser und
- Temperiereinheit zum Temperieren einer in der ersten Extrudereinheit extrudierten Kautschukmischung und optional
- zweite Extrudereinheit zum Extrudieren einer mit der Temperiereinheit temperierten Kautschukmischung sowie ebenfalls optional
- einer Zusammenführungseinheit zum Verbinden der mehreren Kautschukstränge zu einem Kautschukstrang.

Die vorstehend beschriebenen vorteilhaften Aspekte eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Vorbereiten einer Extrusion einer unvulkanisierten Kautschukmischung und einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens gelten auch für sämtliche Aspekte einer nachstehend beschriebenen Verwendung und die nachstehend diskutierten vorteilhaften Aspekte erfindungsgemäßer Verwendungen gelten entsprechend für sämtliche Aspekte einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens und eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Vorbereiten einer Extrusion einer unvulkanisierten Kautschukmischung.
Die Erfindung betrifft auch eine Verwendung einer finalen Düse wie in einem der vorangehenden Ansprüche definiert in einer einen finalen Extruder vorgeschalteten Plastifiziereinheit zum Senken von Abweichungen im Metergewicht einer in der Plastifiziereinheit und anschließend im finalen Extruder extrudierten Kautschukmischung, bevorzugt ist die dem finalen Extruder vorgeschalteten Plastifiziereinheit eine Plastifiziereinheit bestehend aus mindestens zwei Walzen, einer Zahnradpumpe oder einem Extruder.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist der finalen Extruder der Extruder, welcher Kautschukmischung mittels einer Formvorrichtung, wie beispielsweise eine Endschablone, zum Kautschukprofil ausformen. Der finale Extruder einer vorstehend beschriebenen erfindungsmäßen Vorrichtung ist somit der zweite Extruder wie vorstehend beschrieben.
Figurenliste
Es zeigt:

1: schematische Prozessdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Plastifiziereinheit mit einer finalen Düse und eine Extrudereinheit sowie einer Temperiereinheit;

1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 mit einer Plastifiziereinheit 2 umfassend eine Füttereinheit 6 und eine finalen Düse 3, mit Temperiereinheiten 4, mit einer Zusammenführungseinheit 5 und mit einer Extrudereinheit 13 mit einer Füttereinheit und einer Formvorrichtung 13 mit einer Endschablone. Wie in 1 gezeigt wird das gelagerte Kautschukmischung Fell 9 mittels der Füttereinheit 6 in die Plastifiziereinheit 2 gefüttert und anschließend mittels der finalen Düse 3 zu mindestens sieben Kautschukstränge 10 verarbeitet, wobei letztere einen Temperierbereich 8 durchqueren, in dem die Temperatur der Kautschukstränge durch das Temperiermittel 11 innerhalb der Temperiereinheit 4, beispielsweise durch ein mittels eines Ventilator bewegten Luftstrom mit einer Temperatur von 60 °C, an die Temperatur des Temperiermittel 11 angenähert wird. Nach Einstellen der Temperatur der Kautschukstränge 10 im temperierte Bereich 8 erfolgt das Zusammenführen der Kautschukstränge in der Zusammenführungseinheit 5, wobei aus den mindestens sieben Kautschukstränge ein einziger Kautschukstrang 12 entsteht, welcher entlang der Längserstreckung 15 von der Zusammenführungseinheit 5 in die Füttereinheit 6 der Extrudereinheit 7 gefüttert wird. Im Anschluss wird der Kautschukstrang 12 in der Extrudereinheit 7 extrudiert und mit der Formvorrichtung 13 zu einem Kautschukprofils 14 ausgeformt.
Bezugszeichenliste

1: erfindungsgemäße Vorrichtung
2: Plastifiziereinheit, erster Extruder
3: finalen Düse mit mindestens sieben Düsenöffnungen
4: Temperiereinheit
5: Zusammenführungseinheit
6: Füttereinheit mit Walzwerk
7: Extrudereinheit, zweiter Extruder, finaler Extruder
8: Temperierbereich
9: gelagerte Kautschukmischung; Kautschukmischungsfell
10: Kautschukstränge mit einem Höchstdurchmesser
11: Temperiermittel
12: eine einzige Kautschukkomponente; monolithe Kautschukkomponente
13: Formvorrichtung mit Endschablone des zweiten Extruders
14: Kautschukprofil
15: Längserstreckung der plastifizierten Kautschukstränge räumlich von der Zusammenführungseinheit der Plastifiziereinheit bis zum Eintritt in die Extrudereinheit

Claims

Verfahren zum Vorbereiten einer Extrusion einer unvulkanisierten Kautschukmischung, umfassend die folgenden Schritte: A) Herstellen oder Bereitstellen einer Kautschukmischung, B) Plastifizieren der in Schritt A) hergestellten oder bereitgestellten Kautschukmischung in einer ersten Plastifiziereinheit mit einer finalen Düse umfassend mindestens zwei Düsenöffnungen, sodass mittels der finalen Düse mindestens zwei Kautschukstränge extrudiert werden, C) Temperieren der zwei oder mindestens zwei in Schritt B) plastifizierten Kautschukstränge bis auf einen Temperaturbereich T₁.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die in Schritt A) hergestellte oder bereitgestellte Kautschukmischung eine Temperatur von zumindest teilweise unter 45 °C aufweist, bevorzugt zumindest teilweise unter 30°C, besonders bevorzugt die gesamte in Schritt A) hergestellte oder bereitgestellte Kautschukmischung unter 45 °C, ganz besonders bevorzugt die gesamte in Schritt A) hergestellte oder bereitgestellte Kautschukmischung unter 30°C.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in Schritt B) - zwei oder drei bis 100, bevorzugt drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun, zehn, elf oder zwölf bis 30 Öffnungen Kautschukstränge mit einem Maximaldurchmesser extrudiert werden und/oder - einer, zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun, zehn, elf, zwölf oder sämtliche Kautschukstränge einen Querschnitt mit einem Höchstdurchmesser von 10 cm, bevorzugt von 5 cm, besonders bevorzugt von 1 cm, ganz besonders bevorzugt von 0,5 cm, aufweisen.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Verfahren zusätzlich den folgenden Schritt D) umfasst: D) Füttern der in Schritt C) temperierten Kautschukstränge in eine Extrudereinheit zur Herstellung eines Kautschukprofils für einen Fahrzeugreifen oder ein technisches Gummiprodukt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Temperieren in Schritt C) mittels eines Temperiermittels, beispielsweise Gase wie Stickstoff, Luft, CO₂ und deren Mischungen, durchgeführt wird, wobei das Temperiermittel eines Temperatur in einem Bereich von 5 °C bis 150°C aufweist, bevorzugt von 10 bis 110°C, besonders bevorzugt von 20°C bis 80 °C.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Temperaturbereich T₁ im Bereich von 30 bis 130 °C, bevorzugt im Bereich 45 bis 80 °C, liegt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die in Schritt B) plastifizierten Kautschukstränge direkt nach dem Austritt aus der finalen Düse zumindest teilweise eine Temperatur im Bereich von 40°C bis 140 °C, bevorzugt im Bereich von 60°C bis 110°C, aufweisen.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die in Schritt A) hergestellte oder bereitgestellte Kautschukmischung - eine Mooney-Viskosität (100°C, ML 1+3) im Bereich von 20 bis 200 MU liegt, bevorzugt von 30 bis 140 MU, besonders bevorzugt von 40 bis 120 MU, und/oder - einen NR-Anteil von 1 phr bis 100 phr aufweist, bevorzugt von 10 bis 100 phr, besonders bevorzugt von 10 bis 100 phr.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Verfahren eine Schritt C1) umfasst: C1) Zusammenführen mehrerer oder sämtlicher in Schritt C) hergestellten einzelnen Kautschukstränge zu einem einzigen Kautschukstrang mittels einer Zusammenführungseinheit.
Verwendung einer finalen Düse wie in einem der vorangehenden Ansprüche definiert in einer einen finalen Extruder vorgeschalteten Plastifiziereinheit zum Senken von Abweichungen im Metergewicht einer in der Plastifiziereinheit und anschließend im finalen Extruder extrudierten Kautschukmischung, bevorzugt ist die dem finalen Extruder vorgeschalteten Plastifiziereinheit eine Plastifiziereinheit bestehend aus mindestens zwei Walzen, einer Zahnradpumpe oder einem Extruder.
Vorrichtung zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend - eine erste Extrudereinheit mit einer finalen Düse umfassend mindestens zwei Düsenöffnungen mit einem Maximaldurchmesser und - Temperiereinheit zum Temperieren einer in der ersten Extrudereinheit extrudierten Kautschukmischung und optional - zweite Extrudereinheit zum Extrudieren einer mit der Temperiereinheit temperierten Kautschukmischung sowie ebenfalls optional - einer Zusammenführungseinheit zum Verbinden der mehreren Kautschukstränge zu einem Kautschukstrang.