DE10251032A1 - Process for the production of rubber compounds - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kautschukmischungen in einem Stempelkneter (1) oder einer Aggregatkombination aus einem Stempelkneter (1) und einem vorzugsweise unterhalb desselben angebrachten stempellosen Kneter (4). DOLLAR A Auf die im Stempelkneter (1) gemischte Mischung wird während des Mischprozesses bei gleichzeitiger Vergrößerung seines Arbeitsvolumens und/oder während des Entleervorganges und/oder bei zusätzlichem Vorhandensein eines stempellosen Kneters (4) (Aggregatkombination) auf die in den stempellosen Kneter (4) überführte Mischung im Verlaufe des weiteren Mischprozesses oberflächlich eine Flüssigkeit aufgebracht, deren Siedepunkt unterhalb der angestrebten Endtemperatur der Mischung liegt und die im Verlauf der weiteren Verarbeitung rückstandsfrei verdampft wird. Alternativ können die inneren Metallflächen des stempellosen Kneters (4) vor oder während der Überführung des Mischgutes vom Stempelkneter (1) in den stempellosen Kneter (4) durch Aufbringung von Flüssigkeit und/oder Anblasen mit vorzugsweise getrockneter Luft gekühlt werden, wobei die Flüssigkeit im Verlauf der weiteren Verarbeitung rückstandsfrei verdampft wird.The invention relates to a process for the production of rubber mixtures in a stamp kneader (1) or an aggregate combination of a stamp kneader (1) and a stampless kneader (4) preferably arranged underneath it. DOLLAR A The mixture mixed in the stamp kneader (1) is mixed with the stampless kneader (4) during the mixing process while simultaneously increasing its working volume and / or during the emptying process and / or if a stampless kneader (4) (aggregate combination) is also present. transferred mixture applied superficially in the course of the further mixing process, the boiling point of which is below the desired final temperature of the mixture and which is evaporated without residue in the course of further processing. Alternatively, the inner metal surfaces of the stampless kneader (4) can be cooled before or during the transfer of the mixed material from the stamp kneader (1) into the stampless kneader (4) by applying liquid and / or blowing, preferably with dried air, the liquid flowing the further processing is evaporated residue-free.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kautschukmischungen in einem Stempelkneter oder einer Aggregatkombination aus einem Stempelkneter und einem vorzugsweise unterhalb desselben angebrachten stempellosen Kneter.The invention relates to a method for the production of rubber compounds in a stamp mixer or an aggregate combination of a stamp kneader and one preferably below the same stampless kneader attached.
Bei der Herstellung von Kautschukmischungen ist strebt man eine möglichst niedrige Mischungstemperatur an: beim Grundmischen wegen der besseren Füllstoffverteilung; beim Fertigmischen wegen der geringeren Gefahr vorzeitiger Anvulkanisation; bei wärmeempfindlichen Polymeren, beispielsweise bei Naturkautschuk, um eine Schädigung der Polymerketten durch die Einwirkung hoher Temperaturen zu vermeiden.In the production of rubber compounds one strives for one if possible low mixing temperature on: during basic mixing because of the better filler; when finished mixing because of the lower risk of premature vulcanization; for heat sensitive Polymers, for example natural rubber, to damage the Avoid polymer chains by exposure to high temperatures.
Die Reduktion der Mischungstemperatur ist daher seit Jahrzehnten Gegenstand der Maschinen- und Verfahrensentwicklung, wie z. B. durch die Entwicklung von Knetern mit ineinandergreifenden Rotoren, von HESC-Rotoren (High Efficiency, Super Cooling Rotoren), durch die unterschiedliche Lage der Kühlkanäle in den Knettrögen, durch den Einsatz niedriger Drehzahlen und vielen anderen Maßnahmen mehr.The reduction of the mixing temperature has therefore been the subject of machine and process development for decades, such as B. through the development of kneaders with interlocking Rotors, from HESC rotors (High Efficiency, Super Cooling rotors), due to the different position of the cooling channels in the kneading troughs the use of low speeds and many other measures more.
Bei diesen Verfahren handelt es sich aber um eine indirekte Kühlung, bei der der den Kneter umschließende Trog oder der Rotor durch das in den Kühlkanälen umlaufende Wasser gekühlt wird und so die beim Mischen entstehende Wärme abgeführt wird. Das in den Kühlkanälen umlaufende Wasser hat keinen Kontakt mit der Mischung. Treten am Kneter Risse auf, muß der Kneter stillgelegt und repariert werden.These are the procedures but indirect cooling, the one surrounding the kneader Trough or the rotor is cooled by the water circulating in the cooling channels and so the heat generated during mixing is dissipated. The one circulating in the cooling channels Water has no contact with the mixture. Kick cracks on the kneader on, the Kneaders are shut down and repaired.
Ein grundsätzlicher Nachteil des Verfahrens der indirekten Kühlung durch umlaufendes Wasser im Trog oder in den Rotoren ist, dass man auf die Wärmeleitfähigkeit und die -kapazitäten der Metallschichten im Trog bzw. in den Rotoren angewiesen ist, wobei bekannt ist, dass insbesondere hochverschleissfeste Metalllegierungen eine schlechte Wärmeleitfähigkeit aufweisen.A fundamental disadvantage of the process of indirect cooling by running water in the trough or in the rotors is that one on thermal conductivity and the capacities the metal layers in the trough or in the rotors are dependent, it is known that in particular highly wear-resistant metal alloys poor thermal conductivity exhibit.
Dies hat zur Folge, dass sich die Temperaturen der Mischung und der Metallmassen antizyklisch verhalten, d. h. bei dem erforderlichen Kühlprozess müssen während des Mischvorganges zunächst die Metallmassen des Kneters abgekühlt werden, bevor eine nennenswerte Kühlung des Mischgutes einsetzt. Die Herstellung von Kautschukmischungen in einer Mischstufe („Einstufenverfahren") ist daher trotz vieler anderer Vorteile, wie z. B. geringer Platzbedarf, in der Regel auf kleine Kneter und/oder plastische, langsam vulkanisierende Mischung beschränkt und ist für eine ausreichende (online) Kühlung während des Mischprozesses oft mit langen Gesamtmischzeiten verbunden.As a result, the The temperatures of the mixture and the metal masses are countercyclical, d. H. in the required cooling process during the Mixing process first the metal masses of the kneader are cooled down before any significant cooling of the mixed material. The production of rubber compounds in a mixed stage ("one-stage process") is therefore despite many other advantages, such as B. small space requirement in the Usually on small kneaders and / or plastic, slowly vulcanizing Mix limited and is for adequate (online) cooling while of the mixing process often combined with long total mixing times.
Um bei der Herstellung von Kautschukmischungen eine hinreichend niedrige Mischungstemperatur zu gewährleisten, werden daher derzeit 80 bis 90 % aller weltweit hergestellten Mischungen, insbesondere die in Großknetern hergestellten Reifenmischungen, in Zwei- oder Mehrstufenprozessen hergestellt, wobei es jeweils erforderlich ist, die Mischungen nach jeder Mischstufe aus dem Kneter auszuwerfen, auf einem Walzwerk oder einem Austragsextruder zu einem Fell zu Formen, abzukühlen und anschließend einem oder mehreren Mischprozessen) zuzuführen. Diese Vorgehensweise ist mit hohem Kosten- und Zeitaufwand verbunden und daher unwirtschaftlich.To help in the production of rubber compounds to ensure a sufficiently low mixing temperature, 80 to 90% of all mixtures produced worldwide are therefore currently especially those in large kneaders manufactured tire mixtures, manufactured in two or multi-stage processes, the mixtures being required after each mixing stage eject from the kneader on a rolling mill or a discharge extruder to form into a fur, to cool and subsequently one or more mixing processes). This approach is associated with high costs and time and is therefore uneconomical.
Aus der
Aber auch bei diesem Verfahren, insbesondere bei der Herstellung sehr heiß laufender Mischungen oder bei Mischungen, die nur eine sehr kurze Mischzeit benötigen, ist eine Unterstützung oder Verbesserung der Abkühlung wünschenswert.But also with this method, in particular in the production of very hot running Mixtures or for mixtures that only require a very short mixing time a support or Improve cooling desirable.
Einem direkten Zusatz von Wasser zur Kautschukmischung zu Kühlzwecken steht entgegen, dass Kautschukmischungen fast ausschließlich aus hydrophoben Mischungsbestandteilen (Kautschuk, paraffinische Weichmacher, Ruß, paraffinische Wachse etc.) bestehen, Wasser aber hydrophil ist.A direct addition of water for rubber compound for cooling purposes stands in the way that rubber mixtures are made almost exclusively from hydrophobic Mixture components (rubber, paraffinic plasticizers, carbon black, paraffinic waxes etc.) exist, but water is hydrophilic.
In der
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, bei einem Mischverfahren der eingangs genannten Art die Abkühlung zu verbessern.The invention is therefore the object the basis for a mixing process of the type mentioned at the beginning cooling down to improve.
Gelöst wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass auf die im Stempelkneter gemischte Mischung während des Mischprozesses bei gleichzeitiger Vergrößerung seines Arbeitsvolumens und/oder während des Entleervorganges und/oder bei zusätzlichem Vorhandensein eines stempellosen Kneters (Aggregatkombination) auf die in den stempellosen Kneter überführte Mischung im Verlaufe des weiteren Mischprozesses oberflächlich eine Flüssigkeit aufgebracht wird, deren Siedepunkt unterhalb der angestrebten Endtemperatur der Mischung liegt und die im Verlauf der weiteren Verarbeitung rückstandsfrei verdampft wird.The task is solved according to the invention by that the mixture mixed in the stamp mixer during the Mixing process with simultaneous increase in his work volume and / or while the emptying process and / or if there is an additional one stampless kneader (aggregate combination) on the in the stampless Kneader transferred mixture a liquid appears superficially in the course of the further mixing process is applied, the boiling point below the desired end temperature the mixture lies in the course of further processing residue is evaporated.
Die aufgebrachte, insbesondere kalte Flüssigkeit wird über seine Verdampfungswärme zur direkten Kühlung des Mischgutes genutzt. Die Flüssigkeit verdampft auf der heißen Obertläche der Kautschukmischung und hinterlässt keine Rückstände auf der Mischung. Der Feuchtigkeitsgehalt der Mischung ist vor und nach dem Kühlprozess unverändert. Dabei ist es wichtig, dass die Flüssigkeit oberflächlich aufgebracht wird und nicht etwa in die Mischung eingearbeitet wird, denn nur bei der oberflächlichen Aufbringung kann die Flüssigkeit rückstandslos verdampfen und es kann effektiv gekühlt werden. Es verbleiben keine eingeschlossenen Flüssigkeitsreste in der Mischung, die bei der späteren Verarbeitung, z. B. bei der Vulkanisation, zu Ungleichmäßigkeiten am Produkt führen würden.The angry, especially cold liquid is about its heat of vaporization for direct cooling of the mix. The liquid evaporates on the hot Obertläche the rubber compound and leaves no residue on the compound. The moisture content the mixture is unchanged before and after the cooling process. there it is important that the liquid superficially applied and is not worked into the mixture, because only at the superficial Can apply the liquid residue evaporate and it can be cooled effectively. There are none left trapped liquid residues in the mixture that is used in the later Processing, e.g. B. in vulcanization, to irregularities lead on the product would.
Da die zur Kühlung des Mischgutes dienende Flüssigkeit oberflächlich aufgebracht wird, ist ein wesentlicher Punkt, dass das Nutz-Volumen des Stempelkneters nicht verringert wird.Since the one used to cool the mix liquid superficial An essential point is that the usable volume is applied of the stamp kneader is not reduced.
Besonders effektiv ist das erfindungsgemäße Verfahren bei Aggregatkombinationen aus Stempelkneter und einem vorzugsweise unterhalb desselben angeordneten stempellosen Kneter einsetzbar und dort wiederum besonders bevorzugt beim Entleerungsvorgang des Stempelkneters und/oder im stempellosen Kneter, da im stempellosen Kneter in der Regel bei niedrigeren Temperaturen gemischt wird und es daher auf eine besonders wirksame Kühlung ankommt.The method according to the invention is particularly effective in the case of aggregate combinations of a stamp kneader and one preferably stampless kneader arranged underneath it and there again particularly preferably during the emptying process of the stamp kneader and / or in the stampless kneader, since in the stampless kneader in the Usually mixed at lower temperatures and therefore it turns on particularly effective cooling arrives.
Die Vergrößerung des Arbeitsvolumens
des Stempelkneters kann durch Lüften
des Stempels und/oder Vergrößerung des
Achsabstandes der Rotoren während
des Mischens und/oder durch Öffnen der
Entleerungsklappe bewerkstelligt werden. Vorrichtungen, die eine
Vergrößerung des
Achsabstandes der Rotoren ermöglichen,
sind z. B. aus der
Gemäß dem nebengeordneten Anspruch 3 wird die Aufgabe ferner gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer Kautschukmischung in einer Aggregatkombination aus einem Stempelkneter und einem vorzugsweise unterhalb desselben angebrachten stempellosen Kneter, bei dem die inneren Metallflächen des stempellosen Kneters vor oder während der Überführung des Mischgutes vom Stempelkneter in den stempellosen Kneter durch Aufbringung von Flüssigkeit und/oder Anblasen mit vorzugsweise getrockneter Luft gekühlt werden, wobei die Flüssigkeit im Verlauf der weiteren Verarbeitung rückstandsfrei verdampft wird.According to the secondary claim 3 the task is also solved by a method for producing a rubber mixture in an aggregate combination from a stamp kneader and preferably below it attached stampless kneader, in which the inner metal surfaces of the stampless kneader before or during the transfer of the Mixed material from the stamp kneader into the stampless kneader by application of liquid and / or blowing with preferably dried air, being the liquid is evaporated without residue in the course of further processing.
Da es sich bei dem stempellosen Kneter um ein offenes System handelt, können vorteilhafterweise die bei der Verdampfung entstehende Gase ungehindert entweichen. Die inneren Metallflächen des Kneters, d. h. die Kneterwände und die Rotoren, werden von innen direkt mit einer Flüssigkeit und/oder Luft gekühlt und die kühlen inneren Metallflächen bewirken dann eine Kühlung der in den stempellosen Kneter überführten Mischung. Dieses Verfahren ist bei der Aggregatkombination aus Stempelkneter und stempellosem Kneter in besonders wirtschaftlicher Weise durchführbar, da während der Kühlung des stempellosen Kneters gleichzeitig im Stempelkneter gemischt werden kann. Die aufgebrachte Flüssigkeit verdampft zum Teil an den heißen Metallwänden. Der nicht verdampfte Teil kann durch die Entleerungsöffnung abgelassen werden. Es ist aber bevorzugt, dass Flüssigkeitsreste nach dem Aufbringen auf die Metallflächen im stempellosen Kneter verbleiben. Diese Reste, werden spätestens im Verlauf der weiteren Mischarbeit durch die Enthalpie der aus dem Stempelkneter in den stempellosen Kneter entleerten Mischung verdampft und tragen auf diese Weise zur weiteren effektiven Abkühlung der Mischung bei.Since it is the stampless kneader is an open system advantageously, the gases generated during evaporation are unhindered escape. The inner metal surfaces the kneader, d. H. the kneader walls and the rotors, are directly from the inside with a liquid and / or air cooled and the cool ones inner metal surfaces then cause cooling the mixture transferred to the stampless kneader. This process is for the aggregate combination of stamp kneader and stampless kneader can be carried out in a particularly economical manner since while the cooling of the stampless kneader mixed in the stamp kneader at the same time can be. The liquid applied evaporates some of the hot ones Metal walls. The unevaporated part can be drained through the drain opening become. However, it is preferred that liquid residues after application on the metal surfaces remain in the stampless kneader. These leftovers, at the latest in the course of further mixing work by the enthalpy of the mixture kneaded into the stampless kneader evaporates and thus contribute to further effective cooling of the Mix at.
Die Flüssigkeit kann durch Eindüsen und/oder Aufsprühen aufgebracht werden, um eine möglichst gleichmäßige und feine Verteilung der Flüssigkeit auf der Oberfläche der Kautschukmischung bzw. den inneren Metallflächen zu erzielen. Zu diesem Zweck können in die Kneterwand Einspritzdüsen eingebracht und/oder über dem stempellosen Kneter Sprühdüsen angebracht werden.The liquid can be injected and / or spray on be applied to one as possible uniform and fine distribution of the liquid on the surface to achieve the rubber mixture or the inner metal surfaces. To this Purpose into the kneader wall introduced and / or over attached to the stampless kneader spray nozzles become.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Verdampfung der auf das Mischgut oder die inneren Metallflächen aufgebrachten Flüssigkeit durch einen Luftstrom, insbesondere mittels eines Gebläses oder Ventilators, beschleunigt wird.It has proven to be beneficial when the evaporation of the applied to the mix or the inner metal surfaces liquid by an air flow, in particular by means of a blower or fan, is accelerated.
Je nach verwendeter Flüssigkeit
und angestrebter Endtemperatur der Mischung kann durch die Absenkung
des Siedepunktes der aufgebrachten Flüssigkeit durch Evakuierung
der Kühlprozess
beschleunigt oder ermöglicht
werden. Die Abkühlung kann
z. B. in vorteilhafter Weise verstärkt werden, indem – wie z.
B. in der Anmeldung
Um eine ausreichende Kühlung des Mischgutes zu bewirken, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn pro 100 Gew.-Teile Mischung im Kneter 5 bis 20 Gew.-Teile Flüssigkeit auf das Mischgut oder die inneren Metallflächen aufgebracht werden.In order to ensure sufficient cooling of the material to be mixed, it has proven to be advantageous if per 100 parts by weight of mixture in the kneader 5 up to 20 parts by weight of liquid can be applied to the mix or the inner metal surfaces.
Die Flüssigkeit kann in einer oder mehreren Portionen auf das Mischgut und/oder die inneren Metallflächen aufgebracht werden.The liquid can be in one or several portions applied to the mix and / or the inner metal surfaces become.
Die erfindungsgemäße Aufbringung von Flüssigkeit im Mischprozess bietet außerdem die Möglichkeit, andere Kautschukzuschlagstoffe, insbesondere reaktive Zuschlagstoffe, mit Hilfe der Flüssigkeit in Form einer Emulsion oder Suspension in das Mischgut einzubringen. Eine gleichmäßigere Verteilung der Zuschlagstoffe, wie z. B. Füllstoffe oder Vernetzungschemikalien, in der Kautschukmischung wird dadurch erreicht. Temperaturspitzen innerhalb der Mischung und ein Vorabreagieren werden durch die Kühlwirkung der Flüssigkeit vermieden.The application of liquid according to the invention in the mixing process also offers the possibility, other rubber aggregates, especially reactive aggregates, with the help of the liquid in the form of an emulsion or suspension in the mix. A more even distribution the aggregates, such as B. fillers or Crosslinking chemicals in the rubber mixture is achieved. Temperature peaks within the mixture and a prior reaction are due to the cooling effect the liquid avoided.
Zur Optimierung der Verarbeitung, zur Vernetzung und zur Verbesserung der Haftungseigenschaften von Kautschukmischungen werden dem Kautschuk und/oder den Kautschukmischungen reaktive Zuschlagstoffe zugesetzt. Diese reaktiven Zuschlagstoffe beeinflussen die Plastizität der Kautschukmischungen, die Vernetzungsgeschwindigkeit der Mischungen, den Vernetzungsgrad, die Eigenschaften der Vulkanisate sowie die Haftung zu verschiedenen Materialien (z. B. textilen Festigkeitsträgern, Stahl, anderen Metallen, Kunststoffen usw.) und die Anbindung der Kautschukmoleküle an Füllstoffe z. B. an Kieselsäure.To optimize processing, for networking and improving the adhesive properties of Rubber mixtures become the rubber and / or the rubber mixtures reactive additives added. These reactive aggregates affect the plasticity the rubber mixtures, the crosslinking speed of the mixtures, the degree of crosslinking, the properties of the vulcanizates and the Adhesion to various materials (e.g. textile reinforcements, steel, other metals, plastics etc.) and the connection of the rubber molecules to fillers z. B. on silica.
Die reaktiven Zuschlagstoffe gehen dabei chemische Reaktionen ein, deren Reaktionsgeschwindigkeit den Gesetzen der chemischen Reaktionskinetik folgt, d. h., dass sich die Reaktionsgeschwindigkeit bei eine Temperaturerhöhung von 10 K ungefähr verdoppelt. Aus diesem Grund spielen bei der Verarbeitung von Mischungen mit reaktiven Zuschlagstoffen sowohl die Höhe der Temperatur als auch eine gleichmäßige Temperaturverteilung innerhalb der Mischung eine wichtige Rolle. Bei der Herstellung von Mischungen auf Walzwerken, wie es früher üblich war, weisen die Mischungen eine niedrige Temperatur und eine relativ gleichmäßige Temperaturverteilung auf, während bei den heute fast ausschließlich verwendeten Knetern (Innenmischern) heißer und inhomogener gemischt wird.The reactive aggregates go thereby chemical reactions, the reaction speed of which Laws of chemical reaction kinetics follow; that is the reaction rate at a temperature increase of 10 K approximately doubled. For this reason, play when processing mixtures with reactive aggregates both the level of the temperature as well an even temperature distribution play an important role within the mix. In the preparation of of mixtures on rolling mills, as was customary in the past, show the mixtures a low temperature and a relatively even temperature distribution on while almost exclusively today used kneaders (internal mixers) mixed hotter and inhomogeneous becomes.
In den Knetern findet der maximale Energieeintrag zwischen den Wirkkanten der Rotoren und der Kneterwand statt, dadurch wird der Kautschuk bzw. die Kautschukmischung inhomogen erwärmt. Eine Folge davon ist, dass die Zusatzstoffe bevorzugt dort eingemischt werden, wo der Kautschuk oder die Kautschukmischung bereits am weichsten und aufnahmefähigsten geworden ist. Je höher die Temperatur, je inhomogener die Temperaturverteilung und je ungleichmäßiger die lokale Konzentration an reaktiven Zuschlagstoffen, desto größer ist die Gefahr, dass die reaktiven Zuschlagstoffe, z. B. Vernetzungs-, Abbau und/oder Haftmittel, bereits vorzeitig reagieren (Scorch), bevor die gleichmäßige Verteilung überhaupt erst beginnen kann.The maximum is found in the kneaders Energy input between the effective edges of the rotors and the kneader wall instead, this makes the rubber or the rubber mixture inhomogeneous heated. A The consequence of this is that the additives are preferably mixed in there where the rubber or rubber mixture is already the softest and most receptive has become. The higher the temperature, the more inhomogeneous the temperature distribution and the more uneven the local concentration of reactive additives, the greater the risk that the reactive additives, e.g. B. networking, Degradation and / or adhesive, react early (scorch), before even distribution at all can only begin.
Da die Zuschlagstoffe bei Stempelknetern nur während des Lüftens des Stempels zugegeben werden können, nimmt die Gefahr lokaler Überkonzentrationen bei diesem Mischertyp zu. Die Gefahr steigt noch an, wenn die reaktiven Zuschlagstoffe – wie heutzutage üblich – zur Verbesserung der Handhabung und und/oder zur Reduktion der Staubbelastung in Polyethylenfolien verpackt zugesetzt werden. In diesem Fall muss erst das Polyethylen geschmolzen werden, bevor die Substanzen verteilt werden.Because the aggregates in stamp kneaders only while of ventilation of the stamp can be added takes the risk of local over-concentrations with this type of mixer too. The danger increases when the reactive Aggregates - like common nowadays - for improvement handling and / or to reduce dust pollution in Polyethylene films are added packaged. In this case The polyethylene must first be melted before the substances are distributed become.
Bei einem stempellosen Kneter können die Zusatzstoffe, sofern dieser z. B. wie in einer Tandemanordnung üblich unter einem Stempelkneter angebracht ist, über ein Fallrohr zugegeben werden. In diesem Fall besteht aber die Gefahr von Verstopfungen im Fallrohr.In the case of a stampless kneader, the additives, if this z. B. as usual in a tandem arrangement a stamp kneader is attached, added via a downpipe become. In this case there is a risk of constipation in the downpipe.
All den genannten Nachteilen bei der Einbringung von insbesondere reaktiven Zuschlagstoffen kann dadurch entgegengewirkt werden, dass bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Zuschlagstoffe, insbesondere die reaktiven Zuschlagstoffe, emulgiert oder suspendiert in der (Kühl-)Flüssigkeit in die Mischung eingebracht werden. Die Emulsionen oder Suspensionen können durch Eindüsen oder Aufsprühen in die Kneter ein- und auf die Mischung aufgebracht werden, wobei es besonders bevorzugt ist, wenn die reaktiven Zuschlagstoffe als Emulsion oder Suspension in den stempellosen KneteR eingebracht werden, da die Temperaturen der Mischung im stempellosen KneteR im Allgemeinen nicht so hoch sind.All of the disadvantages mentioned the introduction of, in particular, reactive additives can be counteracted in that in the method according to the invention the additives, in particular the reactive additives, emulsify or suspended in the (cooling) liquid the mixture can be introduced. The emulsions or suspensions can by injecting or spraying into the kneader and applied to the mixture, whereby it is particularly preferred if the reactive additives as Emulsion or suspension introduced into the stampless plasticine as the temperatures of the mixture in the stampless kneader are generally not that high.
Die Flüssigkeit wirkt bei der Einbringung auf bzw. in die Kautschukmischung dann gleichzeitig als Kühlmittel und, da sie bevorzugt an den heißesten Stellen des Kneters verdampft, als Thermostat. Die Mischung zerfällt darüber hinaus im KneteR bei der Einbringung von Flüssigkeit (Emulsion, Suspension) in kleinere Mischungsklumpen auf deren Oberfläche die reaktiven Zuschlagstoffe dann großflächig vorverteilt sind und nach dem Verdunsten der Flüssigkeit gut und gleichmäßig weiter eingemischt werden können.The liquid acts when it is introduced on or into the rubber mixture at the same time as a coolant and, since it prefers the hottest parts of the kneader evaporates as a thermostat. The mixture also disintegrates in the mixer when it is introduced of liquid (Emulsion, suspension) in smaller lumps of mixture on the surface of the reactive aggregates are then widely distributed and after the evaporation of the liquid and continue evenly can be mixed in.
Die Zuschlagstoffe werden bevorzugt in einem Flüssigkeitsvolumen emulgiert oder suspendiert, das zwischen 0,1 bis 10 % des Volumens der Mischung beträgt.The aggregates are preferred in a volume of liquid emulsified or suspended between 0.1 to 10% of the volume the mixture is.
Als zum Kühlen und gegebenenfalls Emulgieren oder Suspendieren verwendete Flüssigkeit können verschiedenste Flüssigkeiten verwendet werden. Besonders bevorzugt werden allerdings Wasser und Ethanol eingesetzt. Diese Substanzen sind in großen Mengen verfügbar, haben einen niedrigen Siedepunkt und sind im Hinblick auf die Umweltbelastung und der leichten Regenerierungsmöglichkeit nicht als kritisch anzusehen.As for cooling and optionally emulsifying or suspending liquid used can be various liquids be used. However, water and Ethanol used. These substances are available in large quantities a low boiling point and are in terms of environmental impact and the easy regeneration option to be viewed as critical.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird dem zur Kühlung eingesetzten Wasser zumindest ein Netzmittel zugesetzt. Das Netzmittel verringert die Oberflächenspannung und ist in der Lage, die Oberfläche weitgehend vollständig und flächig zu benetzen, wodurch der Abkühlungseffekt weiter verbessert wird.In a preferred embodiment of the invention, at least one wetting agent is added to the water used for cooling. The wetting agent reduces the surface tension and is in the Able to wet the surface completely and extensively, which further improves the cooling effect.
Als Netzmittel eignen sich anionische, kationische oder nicht ionische Netzmittel. Das oder die Netzmittel werden dabei dem zur Kühlung verwendeten Wasser in Konzentrationen von 0,01 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise von 0,2 bis 1 Gew.% zugesetzt. Dabei ist es ferner von Vorteil, wenn solche Netzmittel verwendet werden, die Kalkablagerungen verhindern oder verzögern.Suitable wetting agents are anionic, cationic or non-ionic wetting agents. That or the wetting agents become the cooling water used in concentrations of 0.01 to 5 wt .-%, preferably from 0.2 to 1% by weight. It is also an advantage if such wetting agents are used that prevent limescale deposits or delay.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel darstellt, näher beschrieben. Dabei zeigt die einzige Zeichnungsfigur einen senkrechten Schnitt durch jene erfindungsgemäße Variante einer Vorrichtung zur Herstellung von Kautschukmischungen, die einen Stempelkneter und einen stempellosen Kneter aufweist.The invention is now based on the Drawing showing an embodiment represents closer described. The only drawing figure shows a vertical one Section through that variant of the invention a device for the production of rubber compounds, the one Stamp kneader and a stampless kneader.
Im Nachfolgenden werden nur die wesentlichen
Bestandteile dieser Vorrichtung beschrieben, bezüglich weiterer Details wird
auf die
Der in der Zeichnungsfigur obere
und einen auf- und abbewegbaren Stempel
Nach dem Fertigstellen der Grundmischung wird
die Mischkammer
Gemäß der Erfindung wird das Mischgut
im stempellosen Kneter
Es ist aber auch möglich, die
Flüssigkeit
bereits im Stempelkneter
Das Einspritzen erfolgt im Stempelkneter
Dem zur Kühlung verwendeten Wasser bzw. der
Emulsion oder Suspension kann ein Netzmittel zugesetzt sein, um
eine möglichst
großflächige Verteilung
auf der Oberfläche
des Mischgutes bzw. auf den inneren Metallflächen des stempellosen Kneters
Eine weitere Möglichkeit ist es, den Zwischenraum zwischen der Entleerungsöffnung des Stempelkneters und der Beschickungsöffnung des stempellosen Kneters abzuschotten und den Verdunstungsvorgang des Wassers durch Anlegen eines Vakuums weiter zu beschleunigen und das Mischgut von Resten an Wasser, niedermolekularen Anteilen an Chemikalien und/oder oligomeren Polymerisationschemikalien zu befreien.Another option is the gap between the discharge opening of the stamp mixer and the loading opening of the stampless mixer seal off and the evaporation process of the water by applying of a vacuum further accelerate and the mix of residues of water, low molecular weight proportions of chemicals and / or oligomers Rid of polymerization chemicals.
Claims (18)
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EP03011500A EP1382425B1 (en) | 2002-07-12 | 2003-05-21 | Method for producing rubber mixtures |
US10/619,221 US6902312B2 (en) | 2002-07-12 | 2003-07-14 | Method of producing rubber mixtures |
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DE10231524.8 | 2002-07-12 | ||
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- 2002-11-02 DE DE10251032A patent/DE10251032A1/en not_active Withdrawn
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