DE102020208807A1 - Vorrichtung zum Extrudieren einer Kautschukmischung, Verfahren zum Herstellen einer Kautschukmischung und Verwendung der Vorrichtung - Google Patents

Vorrichtung zum Extrudieren einer Kautschukmischung, Verfahren zum Herstellen einer Kautschukmischung und Verwendung der Vorrichtung Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Extrudieren einer Kautschukmischung, umfassend mindestens eine Extrusionseinheit zum Extrudieren von Kautschukmischungen und eine Filtereinheit zum Filtern von Kautschukmischungen, wobei die Filtereinheit dazu eingerichtet ist, eine Kautschukmischung unmittelbar nach dem in der einen Extrusionseinheit stattfindenden Extrudieren zu filtern, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mindestens einen IR-Strahler zum Erwärmen einer schwefelvernetzbaren Kautschukmischung aufweist, wobei der IR-Strahler dazu eingerichtet ist, eine Kautschukmischung unmittelbar vor dem Zuführen in die eine Extrusionseinheit auf mindestens 40 °C zu erwärmen.Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen einer Kautschukmischung und der Verwendung der Vorrichtung.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Extrudieren einer Kautschukmischung, umfassend mindestens eine Extrusionseinheit zum Extrudieren von Kautschukmischungen und eine Filtereinheit zum Filtern von Kautschukmischungen, wobei die Filtereinheit dazu eingerichtet ist, eine Kautschukmischung unmittelbar nach dem in der einen Extrusionseinheit stattfindenden Extrudieren zu filtern.
    Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen einer Kautschukmischung und der Verwendung der Vorrichtung.
  • 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 vorliegt. Bei der Extrusion wird eine angemischte Kautschukmischung beispielsweise mittels der Schnecken in einem Zweischnecken-Extruders extrudiert und anschließend mittels einer Formeinheit wie beispielsweise einer Vor- und Endschablone zu einem Kautschukprofil ausgeformt. Abweichungen von den geometrischen Maßen oder zu große Schwankungen beim Gewicht der extrudierten Kautschukmischung, d.h. dem Kautschukprofil, führen häufig dazu, dass eine Automatisierung nicht möglich ist oder ein zu großer Teil der Kautschukmischung verworfen werden muss. Dies kann somit die Umwelt unnötig belastet oder den Produktionsprozess verlängert.
  • Eine primäre Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, besteht daher darin, eine Vorrichtung zur Extrusion von schwefelvernetzbaren Kautschukmischungen bereitzustellen, welche die vorstehend beschriebenen bekannten Nachteile nicht aufweisen und ein automatisiertes Extrudieren und Filtern einer Kautschukmischung ermöglicht. Insbesondere war es eine Aufgabe, Kautschukmischungen zu extrudieren und zu filtern, sodass sich ihr vorbestimmtes Gewicht oder ihre vorbestimmten Maße genauer einstellen lassen und ohne dass die Kautschukmischung beim Filtern zu heiß wird.
  • Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zum Extrudieren einer Kautschukmischung, umfassend mindestens eine Extrusionseinheit zum Extrudieren von Kautschukmischungen und eine Filtereinheit zum Filtern von Kautschukmischungen, wobei die Filtereinheit dazu eingerichtet ist, eine Kautschukmischung unmittelbar nach dem in der einen Extrusionseinheit stattfindenden Extrudieren zu filtern, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mindestens einen IR-Strahler zum Erwärmen einer schwefelvernetzbaren Kautschukmischung aufweist, wobei der IR-Strahler dazu eingerichtet ist, eine Kautschukmischung unmittelbar vor dem Zuführen in die eine Extrusionseinheit auf mindestens 40 °C zu erwärmen.
  • Es ist eine herausragende Leistung der vorliegenden Erfindung, herausgefunden zu haben, dass durch die Erwärmung einer Kautschukmischung vor dem Filtern bzw. vor dem Extrudieren des besagten Filterns dazu führt, dass die Kautschukmischung beim Filtern selbst keine zu hohen Temperatur erreicht, d.h. dass es insbesondere über 120° erhitzt wird und somit zumindest teilweise anfangen kann, zu vulkanisieren.
  • Außerdem hat sich herausgestellt, dass durch die Verwendung des vorstehend beschriebenen IR-Strahlers in einer erfindungsmäßen Vorrichtung das anvisierte Metergewicht des gefilterten Extrudats nach der Filtereinheit genauer bei dem anvisierten Metergewicht liegt und/oder die Schwankungen im Metergewicht des besagten Extrudats auch geringer sind. Die vorstehend beschriebene genauere Einstellung und die geringeren Schwankungen des Metergewichts konnten dabei im Rahmen der vorigen Erfindung so weit verbessert werden, dass die vorstehend Schritte vollständig automatisiert werden können. Letzteres stellt ebenfalls eine herausragende Leistung der vorliegenden Erfindung dar.
  • Zudem können mithilfe des IR-Strahlers Mischungen nun auch während eines Anlagenstopps auf Betriebstemperatur gehalten werden und somit schneller wieder gestartet werden. Dies führt zu kurzen Standzeiten und auch zu genaueren Metergewichtsschwankungen nach dem Anlaufen nach einem Anlagenstopp.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung umfasst der Ausdruck „unmittelbar“ insbesondere, dass kein weiterer Schritt oder keine weitere Vorrichtung zwischen den zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden Schritten bzw. den zwei unmittelbar aufeinander liegenden Vorrichtungen durchgeführt werden. Gleiches gilt für die nachstehend verwendeten Begriffe „nachgeschaltet“ und „vorgeschaltet“, welche zwei aufeinanderfolgenden Schritte bzw. aufeinanderfolgenden Vorrichtungen beschreiben, zwischen denen kein weiterer Schritt durchgeführt oder keine weitere Vorrichtung eingesetzt wird. Der Ausdruck „Y ist X vorgeschaltet“ bedeutet im Rahmen der vorliegenden Erfindung das entlang der prozesskette Y zeitlich und/oder räumlich vor X stattfindet. Der Ausdruck „Y ist X nachgeschaltet“ bedeutet im Rahmen der vorliegenden Erfindung das entlang der Prozesskette Y zeitlich und/oder räumlich nach X stattfindet.
  • Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei die Extrusionseinheit ein Einschnecken- oder Zweischnecken-Extruder und/oder ein Walzwerk und/oder eine Zahnradpumpe umfasst, wobei die Extrusionseinheit bevorzugt zumindest eine Zahnradpumpe aufweist, wobei die Extrusionseinheit besonders bevorzugt ein Walzwerk und eine dem Walzwerk nachgeschaltete Zahnradpumpe aufweist.
  • Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass ein konstanter Druck und somit ein konstanterer Durchsatz in der Extrusionseinheit erreicht wird. Insbesondere als vorteilhaft hat sich hierbei ergeben, als Extrusionseinheit ein Walzwerk und eine dem Walzwerk nachgeschaltete Zahnradpumpe zu verwenden, da hier auch bei einem vergleichsweise hohen Durchsatz keine zu hohen Temperaturen erreicht werden, welche zum teilweisen Vulkanisieren der Kautschukmischung führen könnten.
  • Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei die Extrusionseinheit ein Walzwerk umfasst, wobei das Walzwerk bevorzugt zumindest zwei Walzen umfasst, wobei die zwei Walzen übereinander angeordnet sind.
  • Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass insbesondere durch die zwei Walzen das Metergewicht noch konstanter als ohne den Einsatz dieser Walzen ist. Außerdem wird durch den Einsatz von zwei Walzen sichergestellt, dass das Reißen der Kautschukmischung beim Überführen zu der Zahnradpumpe nicht auftreten kann.
  • Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei die Vorrichtung zusätzlich eine Einführungseinheit umfasst und die Einführungseinheit dazu ausgelegt ist, eine aus der Filtereinheit zugeführte Kautschukmischung unmittelbar nach der Einführungseinheit in zwei nachgeschaltete weitere Walzen zuzuführen.
  • Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass die zwei weiteren nachgeschalteten Walzen die Metergewichtsschwankungen noch weiter reduzieren im Vergleich zu einer anderen erfindungsgemäßen Vorrichtung.
  • Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei die Vorrichtung Messsensoren umfasst, wobei einer oder mehrere der Messsensoren dazu ausgebildet und angeordnet sind, die Temperatur und den Druck der Kautschukmischung in der Extrusionseinheit zu ermitteln.
  • Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass durch das Messen der Temperatur oder des Druckes in der Extrusionseinheit bei zu starken Schwankungen einer der folgenden Prozessparameter zum Reduzieren der Schwankungen variiert werden kann:
    • - der Antriebsleistung zum Drehen der Zahnräder der Zahnradpumpe oder Schnecke(n) des Einschnecken- oder Zweischnecken-Extruders und/oder
    • - des Druckes der Kautschukmischung in der Extrusionseinheit und/oder
    • - der Druckschwankungen der Kautschukmischung in der Extrusionseinheit und/oder
    • - Intensität der IR-Strahlung des IR-Strahlers
  • Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei die Vorrichtung zusätzlich eine Regelungseinheit umfasst, die ausgebildet ist, die Temperatur einer Kautschukmischung mittels des IR-Strahlers in Abhängigkeit
    • - der Antriebsleistung zum Drehen der Zahnräder der Zahnradpumpe oder Schnecke(n) des Einschnecken- oder Zweischnecken-Extruders und/oder
    • - des Druckes der Kautschukmischung in der Extrusionseinheit und/oder
    • - der Druckschwankungen der Kautschukmischung in der Extrusionseinheit und/oder
    • - Intensität der IR-Strahlung des IR-Strahlers und/oder
    • - der Metergewichtsschwankungen der extrudierten Kautschukmischung nach der Extrusionseinheit zu regeln.
  • Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass mithilfe der vorstehend beschriebenen Regelungseinheit individuell in der Extrusionseinheit auftretenden Schwankungen abgefangen werden können und somit die Schwankungen im Metergewicht des resultierenden Extrudats noch weiter reduziert werden können im Vergleich zu anderen erfindungsgemäßen Vorrichtung.
  • Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei der IR-Strahler dazu eingerichtet ist, eine Kautschukmischung unmittelbar vor dem Zuführen in die eine Extrusionseinheit auf mindestens 50 °C, bevorzugt mindestens 60 °C, zu erwärmen, bevorzugt 1 kg Kautschukmischung zumindest teilweise, bevorzugt gänzlich, innerhalb 1 min von 30°C auf mindestens 60, bevorzugt auf mindestens 90 °C, zu erwärmen.
  • Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass überraschenderweise mittels Erhöhung der Temperatur der Kautschukmischung bei Zuführung zur Zuführungseinheit eine Erhöhung der Kautschukmischungstemperatur in der Extrusionseinheit verhindert werden kann. Dies verhindert einen so genannten prescorch, das heißt das teilweise Vulkanisieren der Kautschukmischung, wie auch bereits vorstehend beschrieben.
  • Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei die Vorrichtung eine Mischeinheit zum Herstellen eines Kautschukmischungsfells aufweist, welcher dem IR-Strahler vorgeschaltet ist, wobei die Mischeinheit und der IR-Strahler bevorzugt dazu ausgelegt sind, eine durch die Mischeinheit gemischte Kautschukmischung mittels des IR-Strahlers zu erwärmen, wobei die Mischeinheit besonders bevorzugt ein Innenmischer mit einem optional nachgeschalteten Zweischneckenextruder ist.
  • Ein besonders großer Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung im Vergleich mit den anderen vorstehend beschriebenen Aspekten ist, dass durch den IR-Strahler die Diskontinuität des Herstellungsverfahrens von Kautschukmischungen aufgehoben wird. Die vorstehend beschriebenen Diskontinuität entsteht daraus, dass in herkömmlichen Herstellungsverfahren Kautschukmischungen in so genannten Batches nacheinander in einem Innenmischer hergestellt wurden und diese anschließend nacheinander, aber dann kontinuierlich von einem Extruder verarbeitet wurden. Aufgrund dessen wurden häufig Kautschukmischungen hergestellt und gelagert, bevor sie im Extruder weiterverarbeitet werden konnten, und kühlten somit ab, was zu einer ungewollten Verschlechterung der Extrusion und somit des entstehenden Extrudats führte. Durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung wie vorstehend beschrieben wird dieses Problem des Abkühlens mit oder ohne Lagern behoben.
  • Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei die Filtereinheit ein Siebpaket umfasst, wobei das Siebpaket mindestens ein Sieb mit einer lichten Weite von maximal 8 mm aufweist, bevorzugt im Bereich von 0,01 mm bis 7 mm, besonders bevorzugt im Bereich von 0,05 bis 5 mm, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 1 mm.
  • Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass die vorstehend beschriebenen Filtereinheiten Kautschukmischungen besonders gut filtern. Im Allgemeinen ist die Aufgabe einer Filtereinheit insbesondere größere Partikel aus der Kautschukmischung zu entfernen, welche die Qualität des finalen Kautschukprodukt maßgeblich beeinflussen.
  • Die vorstehend beschriebenen vorteilhaften Aspekte einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Extrudieren einer Kautschukmischung gelten auch für sämtliche Aspekte eines nachstehend beschriebenen Verfahrens und die nachstehend diskutierten vorteilhaften Aspekte erfindungsgemäßer Verfahren gelten entsprechend für sämtliche Aspekte einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Extrudieren einer Kautschukmischung.
  • Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen einer extrudierten, schwefelvernetzbaren Kautschukmischung, umfassend die folgenden Verfahrensschritte:
    1. A) Herstellen oder Bereitstellen einer schwefelvernetzbaren Kautschukmischung, wobei bevorzugt die schwefelvernetzbare Kautschukmischung mindestens 30 phr Naturkautschuk und/oder einer Mooney-Viskosität (100°C, ML1+3) von mindestens 60 MU, bevorzugt 70 bis 150 MU, aufweist,
    2. B) Temperieren der in Schritt A) hergestellten oder bereitgestellten schwefelvernetzbaren Kautschukmischung mittels eines IR-Strahlers auf mindestens 40 °C,
    3. C) Optionales Messen der Temperatur der Kautschukmischung während des Temperierens in Schritt B),
    4. D) Zufüttern der in Schritt B) temperierten oder der in Schritt C) gemessenen schwefelvernetzbaren Kautschukmischung mit einer Temperatur von 35°C oder mehr in eine Extrusionseinheit zum Extrudieren von Kautschukmischungen,
    5. E) Extrudieren der zugefütterten Kautschukmischung in einer Extrusionseinheit, bevorzugt in einer Extrusionseinheit einer Vorrichtung wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, und unmittelbar anschließend
    6. F) Filtern der in der Extrusionseinheit extrudierten Kautschukmischung mittels einer Filtereinheit zum Filtern von Kautschukmischungen.
  • Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei die in Schritt B) temperierte schwefelvernetzbare Kautschukmischung unmittelbar vor der Extrusionseinheit oder auf der Zuführeinheit, beispielsweise ein Transportband, zumindest teilweise eine Temperatur im Bereich von 40°C bis 150°C aufweist, bevorzugt im Bereich von 50°C bis 110°C.
  • Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass die vorstehend beschriebenen Temperaturen die vorteilhaften Aspekte der vorliegenden Erfindung noch weiter verstärken.
  • Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei die in Schritt D) zugefütterte schwefelvernetzbare Kautschukmischung
    • - zumindest teilweise eine Temperatur in der Extrusionseinheit im Bereich von 50 °C bis 170 °C aufweist, bevorzugt im Bereich von 60 °C bis 110 °C, und/oder
    • - zumindest teilweise einen Druck in der Extrusionseinheit im Bereich von 5 bis 800 bar aufweist, bevorzugt im Bereich von 70 bis 400 bar, besonders bevorzugt im Bereich von 80 bis 200 bar, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 90 bis 150 bar.
  • Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass die vorstehend beschriebenen Temperaturen die vorteilhaften Aspekte der vorliegenden Erfindung noch weiter verstärken.
  • Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei
    • - das Verfahren mittels einer vorstehend beschriebenen oder vorstehend als bevorzugt beschriebenen Vorrichtung durchgeführt wird und/oder
    • - das Herstellen der schwefelvernetzbaren Kautschukmischung in Schritt A) mittels einer Mischeinheit zum Herstellen eines Kautschukmischungsfells gemäß einer Vorrichtung wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben durchgeführt wird, wobei die Mischeinheit dem in Schritt B) verwendeten IR-Strahler bevorzugt vorgeschaltet ist und/oder die durch die Mischeinheit angemischte Kautschukmischung zwischen Schritt A) und Schritt B) bevorzugt auf unter 30°C abgekühlt wird
  • Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass insbesondere bei dem Einsatz einer vorstehend beschriebenen Mischeinheit welcher beispielsweise ein Innenmischer oder ein Tandemmischer sein kann, hat das vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Verfahren die vorstehend beschriebenen Vorteile, insbesondere solche Vorteile, die bei der Überwindung der vorstehend beschriebenen Diskontinuität des Herstellungsverfahren auftreten, d.h. beim vorstehend beschrieben Abkühlen mit oder ohne Lagern.
  • Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei
    • - die schwefelvernetzbare Kautschukmischung in Schritt A) eine Mooney-Viskosität [100°C, ML1+3] im Bereich von 40 MU bis 150 MU, bevorzugt im Bereich von 100 MU bis 150 MU, aufweist und/oder
    • - die in Schritt D) zugefütterte schwefelvernetzbare Kautschukmischung eine Mooney-Viskosität [100°C, ML1+3] im Bereich von 20 MU bis 140 MU, bevorzugt im Bereich von 30 MU bis 90 MU, aufweist.
  • Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass die vorstehend beschriebenen Kautschukmischungen mit ihren Mooney-Viskositäten die vorteilhaften Aspekte der vorliegenden Erfindung noch weiter verstärken.
  • Die vorstehend beschriebenen vorteilhaften Aspekte einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Extrudieren einer Kautschukmischung und eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen einer extrudierten, schwefelvernetzbaren Kautschukmischung 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 Extrudieren einer Kautschukmischung und eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen einer extrudierten, schwefelvernetzbaren Kautschukmischung.
  • Die Erfindung betrifft auch eine Verwendung einer Vorrichtung wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben zum Senken der MU-Viskosität einer Kautschukmischung und/oder zum Filtern einer Kautschukmischung.
  • Figurenliste
  • Es zeigt:
    • 1: Schematische prozesstechnische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens aus einer Seitenansicht.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 in einer Ausführungsform, umfassend:
    • - mindestens eine Extrusionseinheit 2 zum Extrudieren von Kautschukmischungen 15 und
    • - eine der Extrusionseinheit 2 nachgeschaltete Filtereinheit 3 zum Filtern von Kautschukmischungen, wobei die Filtereinheit 3 ein Siebpaket 9 umfasst und dazu eingerichtet ist, eine Kautschukmischung 15 unmittelbar nach dem Extrudieren der einen Kautschukmischung 15 in der einen Extrusionseinheit 2 zu filtern, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung 1 mindestens einen IR-Strahler 14 zum Erwärmen einer schwefelvernetzbaren Kautschukmischung 15 aufweist, wobei der IR-Strahler 14 dazu eingerichtet ist, eine Kautschukmischung 15 unmittelbar vor dem Zuführen in die eine Extrusionseinheit 2 auf mindestens 40 °C zu erwärmen, wobei
    • - die Extrusionseinheit 2 ein Walzwerk 3 und eine dem Walzwerk 3 nachgeschaltete Zahnradpumpe 4 sowie ein weiteres Walzwerk 6 aufweist,
    • - die Vorrichtung 1 zusätzlich eine Einführungseinheit 11 umfasst und die Einführungseinheit 11 dazu ausgelegt ist, eine durch die Einführungseinheit 11 zugeführte Kautschukmischung 15 unmittelbar in zwei oder in die zwei nachgeschalteten weiteren Walzen 7 des weiteren Walzwerks 6 zuzuführen,
    • - die Vorrichtung 1 Messsensoren 17 umfasst, wobei einer oder mehrere der Messsensoren 17 dazu ausgebildet und angeordnet sind, die Temperatur und den Druck der Kautschukmischung 15 in der Extrusionseinheit 2 zu ermitteln, und
    • - die Vorrichtung 1 zusätzlich eine Regelungseinheit (in 1 nicht gezeigt) umfasst, die ausgebildet ist, die Temperatur einer Kautschukmischung 15 mittels des IR-Strahlers 14 in Abhängigkeit der Intensität der IR-Strahlung des IR-Strahlers 14 zu regeln.
    Vor dem Erwärmen der Kautschukmischung 15 mittels des IR-Strahlers 14 wird die Kautschukmischung 15 mittels eines weiteren Transportbands oder ein Greifer auf das Transportband 16 überführt. Zudem ist in 1 eine Zuführeinheit 10 zum Überführen der von dem IR-Strahler 14 vorgewärmten Kautschukmischung 15 sowie die Extrusionsrichtung 12 und die Querrichtung 13gezeigt.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    erfindungsgemäße Vorrichtung
    2
    Extrusionseinheit zum Extrudieren von Kautschukmischungen
    3
    Walzwerk
    4
    Zahnradpumpe
    5
    eine der Extrusionseinheit nachgeschaltete Filtereinheit zum Filtern von hochviskosen Medien; Strainer
    6
    Ausformeinheit zum Ausformen einer in der Filtereinheit gefilterten Kautschukmischungen; weiteres Walzwerk umfassend zwei Walzen
    7
    Walze
    8
    Füttereinheit zum Einführen von in der Zahnradpumpe extrudierter Kautschukmischung in die Filtereinheit
    9
    Siebpaket
    10
    Zuführeinheit zum Überführen der von dem IR-Strahler vorgewärmten Kautschukmischung
    11
    Einführungseinheit zum Einführen von durch das Siebpaket gedrückte Kautschukmischung in die Ausformeinheit; Breitspritzkopf
    12
    Extrusionsrichtung
    13
    Querrichtung
    14
    IR-Strahler
    15
    Kautschukmischung
    16
    Transportband, auf dem die Kautschukmischung 15 mittels des IR-Strahlers 14 erwärmt wird
    17
    Temperaturmesssensoren

Claims (15)

  1. Vorrichtung zum Extrudieren einer Kautschukmischung (15), umfassend - mindestens eine Extrusionseinheit (2) zum Extrudieren von Kautschukmischungen und - eine Filtereinheit (5) zum Filtern von Kautschukmischungen, wobei die Filtereinheit (5) dazu eingerichtet ist, eine Kautschukmischung (15) unmittelbar nach dem in der einen Extrusionseinheit (2) stattfindenden Extrudieren zu filtern, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) mindestens einen IR-Strahler (14) zum Erwärmen einer schwefelvernetzbaren Kautschukmischung aufweist, wobei der IR-Strahler (14) dazu eingerichtet ist, eine Kautschukmischung (15) unmittelbar vor dem Zuführen in die eine Extrusionseinheit (2) auf mindestens 40 °C zu erwärmen.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Extrusionseinheit (2) ein Einschnecken- oder Zweischnecken-Extruder und/oder ein Walzwerk (3) und/oder eine Zahnradpumpe (4) umfasst, wobei die Extrusionseinheit bevorzugt zumindest eine Zahnradpumpe (4) aufweist, wobei die Extrusionseinheit (2) besonders bevorzugt ein Walzwerk (3) und eine dem Walzwerk (3) nachgeschaltete Zahnradpumpe (4) aufweist.
  3. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Extrusionseinheit (2) ein weiteres Walzwerk (6) umfasst, wobei das weitere Walzwerk (6) bevorzugt zumindest zwei Walzen (7) umfasst, wobei die zwei Walzen (7) übereinander angeordnet sind.
  4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (1) zusätzlich eine Einführungseinheit (11) umfasst und die Einführungseinheit (11) dazu ausgelegt ist, eine aus der Filtereinheit (5) zugeführte Kautschukmischung (15) unmittelbar nach der Einführungseinheit (11) in zwei weitere Walzen (7) zuzuführen.
  5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung Messsensoren (17) umfasst, wobei einer oder mehrere der Messsensoren (17) dazu ausgebildet und angeordnet sind, die Temperatur und den Druck der Kautschukmischung (15) in der Extrusionseinheit (2) zu ermitteln.
  6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung zusätzlich eine Regelungseinheit umfasst, die ausgebildet ist, die Temperatur einer Kautschukmischung (15) mittels des IR-Strahlers (14) in Abhängigkeit - der Antriebsleistung zum Drehen der Zahnräder der Zahnradpumpe (4) oder Schnecke(n) des Einschnecken- oder Zweischnecken-Extruders und/oder - des Druckes der Kautschukmischung (15) in der Extrusionseinheit (2) und/oder - der Druckschwankungen der Kautschukmischung (15) in der Extrusionseinheit (2) und/oder - Intensität der IR-Strahlung des IR-Strahlers (14) und/oder - der Metergewichtsschwankungen der extrudierten Kautschukmischung (15) nach der Extrusionseinheit (2) zu regeln.
  7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der IR-Strahler (14) dazu eingerichtet ist, eine Kautschukmischung (15) unmittelbar vor dem Zuführen in die eine Extrusionseinheit (2) auf mindestens 50 °C, bevorzugt mindestens 60 °C, zu erwärmen, bevorzugt 1 kg Kautschukmischung zumindest teilweise innerhalb 1 min von 30°C auf mindestens 60, bevorzugt auf mindestens 90 °C, zu erwärmen.
  8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (1) eine Mischeinheit zum Herstellen eines Kautschukmischungsfells aufweist, welcher dem IR-Strahler (14) vorgeschaltet ist, wobei die Mischeinheit und der IR-Strahler (14) bevorzugt dazu ausgelegt sind, eine durch die Mischeinheit gemischte Kautschukmischung (15) mittels des IR-Strahlers (14)zu erwärmen, wobei die Mischeinheit besonders bevorzugt ein Innenmischer mit einem optional nachgeschalteten Zweischneckenextruder ist.
  9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Filtereinheit (5) ein Siebpaket (9) umfasst, wobei das Siebpaket (6) mindestens ein Sieb mit einer lichten Weite von maximal 8 mm aufweist, bevorzugt im Bereich von 0,01 mm bis 7 mm, besonders bevorzugt im Bereich von 0,05 bis 5 mm, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 1 mm.
  10. Verfahren zum Herstellen einer extrudierten, schwefelvernetzbaren Kautschukmischung (15), umfassend die folgenden Verfahrensschritte: A) Herstellen oder Bereitstellen einer schwefelvernetzbaren Kautschukmischung (15), wobei bevorzugt die schwefelvernetzbare Kautschukmischung (15) mindestens 30 phr Naturkautschuk und/oder einer Mooney-Viskosität (100°C, ML1+3) von mindestens 60 MU, bevorzugt 70 bis 150 MU, aufweist, B) Temperieren der in Schritt A) hergestellten oder bereitgestellten schwefelvernetzbaren Kautschukmischung (15) mittels eines IR-Strahlers (14) auf mindestens 40 °C, C) Optionales Messen der Temperatur der Kautschukmischung (15) während des Temperierens in Schritt B), D) Zufüttern der in Schritt B) temperierten oder der in Schritt C) gemessenen schwefelvernetzbaren Kautschukmischung (15) mit einer Temperatur von 35°C oder mehr in eine Extrusionseinheit (2) zum Extrudieren von Kautschukmischungen, E) Extrudieren der zugefütterten Kautschukmischung (15) in einer Extrusionseinheit (2), bevorzugt in einer Extrusionseinheit einer Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 9, und unmittelbar anschließend F) Filtern der in der Extrusionseinheit (2) extrudierten Kautschukmischung (15) mittels einer Filtereinheit (5) zum Filtern von Kautschukmischungen.
  11. Verfahren nach dem vorangehenden Anspruch, wobei die in Schritt B) temperierte schwefelvernetzbare Kautschukmischung (15) unmittelbar vor der Extrusionseinheit (2) oder auf der Zuführeinheit, beispielsweise ein Transportband, zumindest teilweise eine Temperatur im Bereich von 40°C bis 150°C aufweist, bevorzugt im Bereich von 50°C bis 110°C.
  12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 10 bis 11, wobei die in Schritt D) zugefütterte schwefelvernetzbare Kautschukmischung (15) - zumindest teilweise eine Temperatur in der Extrusionseinheit (2) im Bereich von 50 °C bis 170 °C aufweist, bevorzugt im Bereich von 60 °C bis 110 °C, und/oder - zumindest teilweise einen Druck in der Extrusionseinheit (2) im Bereich von 5 bis 800 bar aufweist, bevorzugt im Bereich von 70 bis 400 bar, besonders bevorzugt im Bereich von 80 bis 200 bar, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 90 bis 150 bar.
  13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 10 bis 12, wobei - das Verfahren mittels einer Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 9 durchgeführt wird und/oder - das Herstellen der schwefelvernetzbaren Kautschukmischung (15) in Schritt A) mittels einer Mischeinheit zum Herstellen eines Kautschukmischungsfells gemäß einer Vorrichtung nach Anspruch 9 durchgeführt wird, wobei die Mischeinheit dem in Schritt B) verwendeten IR-Strahler (14) bevorzugt vorgeschaltet ist und//oder die durch die Mischeinheit angemischte Kautschukmischung (15) zwischen Schritt A) und Schritt B) bevorzugt auf unter 30°C abgekühlt wird.
  14. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 10 bis 13, wobei - die schwefelvernetzbare Kautschukmischung (15) in Schritt A) eine Mooney-Viskosität [100°C, ML1+3] im Bereich von 40 MU bis 150 MU, bevorzugt im Bereich von 100 MU bis 150 MU, aufweist und/oder - die in Schritt D) zugefütterte schwefelvernetzbare Kautschukmischung (15) eine Mooney-Viskosität [100°C, ML1+3] im Bereich von 20 MU bis 140 MU, bevorzugt im Bereich von 30 MU bis 90 MU, aufweist.
  15. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 9 zum Senken der MU-Viskosität einer Kautschukmischung (15) und/oder zum Filtern einer Kautschukmischung (15).
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