DE3725921A1 - Verfahren zum herstellen einer kautschuk-zusammensetzung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Verschiedene, heutzutage im Handel erhältliche Zusammensetzungen auf Kautschukbasis erfordern die Anwesenheit mindestens eines klebrigmachenden Harzes, um das Haftvermögen zu steigern. Derartige Harze werden im folgenden der Einfachheit halber als "Klebrigmacher" bezeichnet.

Da die Erfindung insbesondere auf Kautschuk basierende Klebemittel, z. B. selbstklebende Klebemittelbeschichtungen und dergleichen, betrifft, sollen Gegenstand und Art der Erfindugn zum Zwecke der Illustration unter Bezugnahme hierauf beschrieben werden.

Grundsätzlich können auf Kautschuk basierende Klebemittel entweder Naturkautschuk oder Synthesekautschuk, z. B. Butylkautschuk, zugeordnet werden. Naturkautschukklebemittel sind gebräuchlicher und werden in verschiedenen Produkten wie Fingerbandagen oder ärztlichen Klebebändern, Industriebändern und dergleichen verwendet. Synthetische Kautschuke wie Butylkautschuk werden in der Industrie üblicherweise für solche Verwendungen wie Rohrumwicklungsbänder zum Schutz von Rohrleitungen gegen Korrosion usw. eingesetzt.

Beiden Kautschuktypen gemeinsam ist die erste Verarbeitungsstufe, in der Kautschukbrocken mit anderen Bestandteilen der Mischung (Füllstoffen, Antioxidationsmitteln, Weichmachern und dergleichen) in einem Innenmischer, z. B. einem Banburymischer, gemischt werden, um eine geschmolzene "Vormischung" zu erzeugen, die dann aus dem Banburymischer zu den weiteren Verarbeitungsstufen befördert wird.

Im Hinblick auf Naturkautschukklebemittel wäre es vom Standpunkt der Herstellung aus sehr wünschenswert, auch den gesamten erforderlichen Klebrigmacher in den Banbury- oder anderen Innenmischer einzubringen und dadurch alle Bestandteile in einem einzigen Verfahrensschritt zu vermischen. Dies ist jedoch nicht möglich.

Während es absolut möglich ist, einen Teil des erforderlichen Klebrigmachers im Banburymischer vorzusehen (wie man aus dem nachfolgenden Beispiel erkennt), führen Versuche, die gesamte Menge an erforderlichem Klebrigmacher auf diese Weise zuzusetzen, zu einer Klebstoffmischung, die nicht aus dem Mischer herausfließen kann. Das einzige bekannte Verfahren, das kein Lösungsmittel einsetzt und den Klebrigmacher zusetzt, wird mit einer Mühle durchgeführt: Daher bereiten bekannte Verfahren zum Herstellen von Naturkautschukklebstoffen zunächst eine Naturkautschukvormischung in einem Banburymischer oder einem anderen Innenmischer vor und transportieren dann die Vormischung zu einem Mahlvorgang, bei dem das Harz auf eine Zweiwalzenmühle gelöffelt oder geschaufelt wird, auf der es in die Vormischung eingemischt wird, und zwar etwa 10 bis 30 Minuten lang, um die Klebstoffzusammensetzung zu bilden.

Nach dem Mahlen wird die Klebstoffzusammensetzung zu den Endstufen des Herstellungsverfahrens verbracht. Beispielsweise kann sie zu einer Kalandrierstation befördert werden, um dort auf einen Träger aufbringbar zu sein, der einen Klebestreifen erzeugt.

Neben den zwangsläufigen Nachteilen solcher Ansatzverfahren hat die Notwendigkeit des Einsatzes einer Mühle zwangsläufig Nachteile. Einen für diesen Zweck bekannte Zweiwalzenmühle kann in der Größenordnung von 1,5 m oder mehr lang sein und nimmt bei der Herstellung beträchtlichen Raum ein. Außerdem ist Handarbeit erforderlich, um das Harz zuzuführen und den Mahlvorgang zu überwachen. Das Harz gelangt dabei auf den Boden, haftet an den Schuhen und stellt ein Umweltproblem dar. Außerdem gibt es einen Sicherheitsfaktor. Während ernsthafte Verletzungen in der Anlage selten sind, geschehen diese weit überwiegend beim Mahlen. Durch menschliche Fehler gelangt nämlich häufig die Hand oder der Arm einer Bedienungsperson in die Mühle, was zu schwersten bis tragischen Unfällen führt.

Synthetische-Kunststoffkleber lassen sich auf die gleiche allgemeine Weise herstellen. Beispielsweise wurde bei der ältesten Herstellung von Butylklebstoffen die Anfangsmischung der Kautschukkomponenten, beispielsweise rohes Butyl, halogeniertes Butyl und/oder wiedergewonnener Butylkautschuk zunächst im Banburymischer hergestellt und dann zu der Zweiwalzenmühle übertragen, um die Klebrigmacher zuzusetzen. Danach wurde dieses Verfahren so abgewandelt, daß die Klebrigmacher in den Banburymischer eingebracht wurden. Obgleich dies den Schritt des Zusetzens des Klebrigmachers in einer zweiten (Mahl-)Station ausgeschaltet hat, verblieben dennoch bestimmte Nachteile. Die Klebrigmacher mußten nämlich nacheinander und nicht alle gleichzeitig (typischerweise in drei Stufen) zugeführt werden und die Ausstoßzeit wurde wesentlich verlängert. Um den Ausstoß zu erhöhen, war es daher notwendig, weitere Banburymischer hinzuzufügen, die viel Platz erfordern und die einen Kapitaleinsatz in der Größenordnung von 3 bis 4 Mio. DM verlangen.

Natürliche und bestimmte künstliche Kautschukklebstoffe erfordern also einen Mahlvorgang, um die Klebrigmacher zuzusetzen. Butyl und bestimmte andere synthetische Kautschukkleber lassen sich so herstellen, daß der Klebrigmacher im Banburymischer zugesetzt wird. Der Ausstoß ist jedoch langsam und es ist daher ein besseres Verfahren als das Mahlen für die kommerzielle Herstellung äußerst erwünscht.

Demnach ist es Aufgabe der Erfindung, ein besseres Verfahren zum Einbringen von Klebrigmachern in Klebstoffe zu schaffen, die auf Kautschuk basieren.

Zur Lösung dieser Aufgabe dient ein Verfahren, welches einen an sich bekannten Hohlraumtransfermischer (CTM) zum Einbringen des oder der Klebrigmacher verwendet. Aus nachfolgend erläuterten Gründen hat der CTM eine verstellbare Drehzahl und ist mit mehreren Öffnungen zum Einbringen des Harzes versehen.

Hohlraumtransfermischer sind an sich lange bekannt und wurden bei verschiedenen Mischvorgängen eingesetzt, von denen jedoch keiner eine Verbindung zu dem beanspruchten Verfahren aufweist oder die dabei erzielten Vorteile andeutet.

Hohlraumtransfermischer sind allgemein eine Art von Extrudern, bei denen Material an einem Ende eingeleitet und durch ein Extrudermundstück am anderen Ende ausgestoßen wird. Sie bestehen im wesentlichen aus einem hohlzylindrischen Stator und einem zylindrischen Rotor, der im Stator drehbar ist. Die einander zugewandten Zylinderflächen von Rotor und Stator weisen eine Anzahl von in Reihen angeordneten Nuten oder Hohlräumen auf, die so angeordnet sind, daß sie eine Mischung des durch den Mischer laufenden Stoffes bewirken.

Die GB-PS 9 30 339 beschreibt einen Hohlraumtransfermischer dieser Art, bei dem die Nuten länglich sind und sich in Längsrichtung erstrecken. Die Reihen von Nuten sind peripher um den Rotor oder Stator angeordnet und axial voneinander beabstandet, wobei sie auf dem Rotor gegenüber dem Stator versetzt angeordnet sind, so daß sie sich axial überlappen. Durch diese Überlappung muß ein durch den Mischer wandernder Stoff abwechselnd durch die Hohlräume von Rotor und Stator wandern. Wenn ein Hohlraum an einem Teil gegenüber einem Steg am anderen Teil liegt, dann wird dort das zuzumischende Material einer einfachen Scherkraft ausgesetzt, so daß es in zwei Teile geschnitten wird, bevor es etwa im rechten Winkel zu seiner ursprünglichen Bewegungsrichtung in den nächsten Hohlraum umgeleitet wird.

Die US-PS 44 19 014 beschreibt einen verbesserten Transfermischer, der für diese Erfindung besonders geeignet ist. Dort sind die Hohlräume im Rotor und Stator halbkugelförmig ausgebildet. Diese halbkugelförmigen Hohlräume sind in parallelen Reihen sowohl auf dem Rotor, als auch auf dem Stator derart angeordnet, daß (a) die Hohlräume in benachbarten Reihen auf dem Stator in Umfangsrichtung versetzt sind; daß (b) die Hohlräume in benachbarten Reihen auf dem Rotor ebenfalls in Umfangsrichtung versetzt sind; und daß (c) die Hohlraumreihen auf dem Stator und Rotor axial versetzt sind, so daß eine gesamte Steigerung der Mischkapazität für den gleichen Oberflächenbereich erzielbar ist, während eine gewünschte exponentielle Mischcharakteristik erreicht wird, bei der eine einfache Abschermischung wiederholt durch Schneide- und Umlenkvorgänge unterbrochen wird.

Der CTM nach der erwähnten US-Patentschrift ist wesentlich wirksamer als der nach der britischen Patentschrift. Insbesondere ist die Mischkapazität je Oberflächenbereich wesentlich höher. Außerdem lassen sich andere wesentliche Vorteile erzielen. Die Anordnung der halbkugelförmigen Hohlräume kann so gewählt werden, daß Überlappungen zwischen drei Hohlräumen zu jeder Zeit vorkommen, so daß eine extra Ver- oder Zumischung durch wiederholtes Unterteilen der Schmelzströme erhalten wird. Die Halbkugelform der Hohlräume bewirkt außerdem eine hervorragende Stromführung, so daß beispielsweise kein Stau auftritt. Weitere Vorteile sind in Spalte 3 der Patentschrift erwähnt. Eine parallele Anmeldung des gleichen Anmelders, die von demselben Erfinder wie diese Anmeldung stammt, beschreibt ein neuartiges System zum Einbringen eines Kautschukvernetzungsmittel in eine Klebstoffzusammensetzung auf Kautschukbasis, wobei das Vernetzungsmittel dem Klebstoff in einem Hohlraumtransfermischer gemäß US-PS 44 19 014 zugemischt wird, was wesentliche Herstellungsvorteile bietet. Vorzugsweise wird das Vernetzungsmittel in einen Öl- oder Weichmacherträger eingebaut. Wie bei der parallelen Anmeldung wird zunächst eine Vormischung aus Kautschuk und anderen Bestandteilen in einem Banburymischer chargenweise hergestellt. Die Vormischung wird dann zum Beschickungsende des Extruders transportiert, an dessen Austragende der CMT angeordnet ist. Der CMT weist an seinem Beschickungsende eine Einlaßöffnung auf, durch die das Vernetzungsmittel eingeleitet wird. Wie bereits erwähnt, kann der CTM an das Austragende des Extruders angeschraubt oder mit diesem auf andere Weise verbunden sein. Er kann auch ein getrennt angetriebener Hohlraummischer mit veränderlicher Geschwindigkeit sein, der an das Extrudermundstück anschließt oder mit diesem beispielsweise durch Klemmeinrichtungen verbunden ist. Im letzeren Fall kann der CTM einen Durchmesser haben, der wesentlich größer als der des Extruders ist, so daß eine größere Oberfläche zum Mischen im CTM zur Verfügung steht, die das Zusetzen von größeren Mengen von Additiven und damit einen größeren Ausstoß gestattet.

Das Verfahren wird vorzugsweise kontinuierlich durchgeführt, wobei die Vormischung vom Banburymischer direkt in einen kontinuierlich arbeitenden Extruder fällt und abgemessene Mengen von Vernetzungsmittel mit Hilfe von an sich bekannten Mikroprozessoren automatisch in den CTM eingespeist werden. Da die Menge der aus dem Banburymischer austretenden Vormischung für eine bestimmte Ansatzzeit von beispielsweise 10 Minuten bekannt ist und da außerdem die Durchtrittsgeschwindigkeit der Vormischung durch den Extruder bekannt ist, kann die erforderliche Menge von Vernetzungsmitteln, die zugemischt werden soll, bestimmt und automatisch abgemessen in den CTM eingegeben werden, während die Vormischung kontinuierlich durch den CTM geleitet wird.

Auf diese Weise erhält man durch die Verwendung eines CTM anstelle einer 210 cm Doppelwalzenmühle eine homogene Klebstoffmischung, die das Vernetzungsmittel enthält und diese Vormischung kann sofort zu einem Kalander weitergeleitet werden, wo der Klebstoff auf einen geeigneten Träger zur Bildung eines Klebebandes aufgebracht wird.

Wie eingangs erwähnt, betrifft die Erfindung insbesondere auf Kautschuk basierende Klebemittel. Dementsprechend ist die folgende detaillierte Beschreibung hauptsächlich der Kautschukklebemitteltechnik gewidmet.

Die ersten Kautschukklebemittel waren nur einfache Lösungen von nicht modifiziertem Naturkautschuk. Durch den Antrieb der im Zusammenhang mit dem Zweiten Weltkrieg entstandenen technischen Erfordernisse und die Entwicklung von synthetischen Elastomeren tauchten neue Klebemitteltypen zur Anwendung auf einem breiteren Bereich von Substraten auf. Zur Zeit können auf Kautschuk basierende Klebemittel eine Vielzahl von Komponenten wie Elastomere, Harze oder Klebrigmacher, Füllstoffe, Weichmacher, Antioxidationsmittel, Härter, Sequestriermittel, Biozide usw. enthalten.

Das Elastomer kann als polymeres Material mit kautschukähnlichen Eigenschaften definiert werden. Genauer gesagt ist ein Elastomer ein natürliches oder synthetisches Polymer, das eine hohe Dehnbarkeit und eine schnelle, kraftvolle Rückfederung zeigt. Beispiele für derartige Polymere, die als Basiselastomere in Klebemittelanwendungen dienen, sind Naturkautschuk, cyclisierter Kautschuk, Styrol-Butadien-Copolymere (SBR), Acrylnitril-Butadien-Copolymere (NBR), chlorierter Kautschuk, Polychloropren (Neopren), Kautschukhydrochlorid, Polysulfidkautschuk, Carboxyl-Elastomere, Silikonkautschuke, Polyurethankautschuke (Isocyanate), Acrylnitril-Butadien-Styrol- Copolymere (ABS), Regeneratgummi, Butylkautschuk, Polyisopren (synthetischer Naturkautschuk), Polyisobutylen, Epichlorhydrin- Homopolymerkautschuk, Epichlorhydrin-Ethylenoxid-Copolymerkautschuk und Ethylen-Propylen-Dienmonomer-Terpolymerkautschuk (EPDM).

Bei der Formulierung der ersten auf Kautschuk basierenden Klebemittel ergab sich sehr bald, daß ein einfaches System aus Elastomer oder Kautschukmaterial allein als fertiges Klebemittel nur mäßige Ergebnisse ergab. Es wurden Modifizierungsmittel benötigt, die zur Verbesserung der Klebemitteleigenschaften beitragen. Es wurde eine große Vielzahl von Modifizierharzen vorgeschlagen, die so ausgewählt wurden, daß sie verträgliche wertvolle Zusätze als Klebrigmacher sind, d. h. die Klebrigmacher oder das momentane Haftvermögen verbessern.

Wenngleich Naturkautschuk Klebrigkeitseigenschaften besitzt, ist die sich entwickelnde Haftfestigkeit bei Kautschuk allein im allgemeinen für viele Verwendungen unzureichend. Andererseits besitzen die meisten im Handel erhältlichen synthetischen Elastomere nur eine geringe Klebrigkeit, entweder gegenüber sich selbst oder gegenüber anderen Oberflächen. Dementsprechend werden diesen Systemen zur Erhöhung ihrer Klebrigkeitseigenschaften Klebrigmacher in Form von Harzen zugesetzt.

Klebrigmacher werden von einer Vielzahl von Harzen vieler chemischer Typen und physikalischer Eigenschaften repräsentiert. Die Materialien sind im allgemeinen thermoplastisch und bilden typischerweise amorphe Gläser bei Raumtemperatur. Sie stehen mit einem weiten Bereich von Erweichungspunkten (von Flüssigkeiten bei Raumtemperaturen bis zu harten spröden Feststoffen, die bis zu 190°C schmelzen) zur Verfügung. Sie sind gewöhnlich in aliphatischen und aromatischen Kohlenwasserstoffen sowie vielen anderen typischen organischen Lösungsmitteln ziemlich löslich. Klebrigmacher besitzen üblicherweise Molekulargewichte von 200 bis 1500 und Strukturen, die groß und fest snd.

Typische beispielhafte Harze, die der Klebemittelindustrie als Klebrigmacher verkauft werden, sind die folgenden: Harze wie Gummi-, Holz- (Colophonium) oder Tallölharz; modifizierte Harze, z. B. polymerisiertes Harz oder hydriertes Harz; Harzester wie Pentaerythrit-Holzharz, Glycerin/hydriertes Harz, Glycerin/hochstabilisiertes Harz; Pentaerythrit/hochstabilisiertes Harz und Hydroabietylphthalat; polymerisierte Erdölkohlenwasserstoffe, z. B. cycloaliphatische hydrierte Olefine, Olefine, aliphatische Erdölkohlenwasserstoffe, modifizierte aromatische Kohlenwasserstoffe, Dicyclopentadiene, gemischte Olefine, alkyl-aromatische Erdölkohlenwasserstoffe, modifizierte aromatische Kohlenwasserstoffe; polymerisierte Terpene wie Alpha-Pinen, d-Limonen, Beta-Pinen, Terpen usw.; verschiedene Harze wie Alpha-Methylstyrol-Vinyltoluol, Alpha-Methylstyrol, Styrol, Terpen-Phenolharz, Cumaron-Indene usw., metallische Resinate wie gemischte Calcium/Zink- (z. B. Pexate 329, Pexate 549, Zitro, Zirex oder Zinar) und Zinkresinate (wie Pexate 511, Pexate 510 E oder Pexate 508 E) usw.

Wie bereits erwähnt, enthalten die Klebemittelzusammensetzungen typischerweise weitere Materialien, die spezielle gewünschte Funktionen ausüben.

Als Beispiele für derartige weitere Materialien in Kautschukmischungen seien Füllstoffe wie Ruß, Zinkoxid, Tone, Kreide, Schlämmkreide, Calciumsilikat, Bariumsulfat und dergleichen zur Verringerung der Kosten, zur Erhöhung des spezifischen Gewichts oder zur Erhöhung der Viskosität, Weichmacher wie Mineralöl, Lanolin usw., Antioxidationsmittel, z. B. aromatische Aminantioxidationsmittel, substituierte Phenole, Hydrochinon (p-Hydroxybenzol) usw., Härtungsmittel wie Schwefel, organische Peroxide und dergleichen, Beschleuniger, Sequestriermittel, Biozide wie Bakterizide usw. erwähnt.

Ganz allgemein gesprochen, betrifft die Erfindung ein neuartiges Verfahren zum Herstellen von Zusammensetzungen auf Kautschukbasis, die Naturkautschuk, synthetischen Kautschuk oder eine Mischung aus beiden enthalten und die ferner eine bestimmte Menge von zumindest einem klebrigmachenden Harz aufweisen, wobei verschiedene Bestandteile der Zusammensetzung zunächst zugesetzt sind, um eine sogenannte "Klebemittelvormischung" zu bilden, zu der zumindest ein Teil des klebrigmachenden Harzes (oder "Klebrigmachers") dann in einem getrennten Mischvorgang zugesetzt wird, wobei der Kern der Erfindung im Einbauen des Klebrigmachers (oder der erforderlichen zusätzlichen Menge von Klebrigmacher) in einem Hohlraumtransfermischer liegt, wie er beispielsweise zuvor beschrieben wurde. Es ist also der Mahlvorgang zum Einbauen des Klebrigmachers durch einen Mischvorgang in einem Hohlraumtransfermischer ersetzt, der typischerweise nur wenige Zentimeter lang ist und kaum Platz erfordert.

Obgleich die Erfindung nicht auf Klebstoffe auf Kautschukbasis beschränkt ist, ist sie in einem Ausführungsbeispiel besonders darauf gerichtet, ein Herstellungsverfahren zu schaffen, welches die zuvor erwähnten Schwierigkeiten und Nachteile von bekannten Herstellungssystemen für Klebstoffe auf Basis von Naturkautschuk oder synthetischem Kautschuk vermeidet.

Als besonders bevorzugte Ausführungsform wird hier die Herstellung von Klebstoffen auf Kautschukbasis im einzelnen erläutert.

Bei den bevorzugten Ausführungsformen werden alle Bestandteile der Klebstoffzusammensetzung mit Ausnahme der erforderlichen Menge von Klebrigmacher zunächst in einem internen Mischer, der zweckmäßigerweise ein Banburymischer ist, in an sich bekannter Weise zugesetzt, um eine im wesentlichen homogene, geschmolzene Vormischung von Kautschuk und anderen Bestandteilen (Füllstoff, Antioxidationsmittel etc.) zu schaffen.

Die geschmolzene Vormischung wird dann von dem Banburymischer oder einem anderen Innenmischer zum Hohlraumtransfermischer transportiert, wo der Klebrigmacher zugesetzt werden soll. Dies wird vorzugsweise kontinuierlich und nicht chargenweise durchgeführt, wobei die Vormischung direkt aus der Austragschütte des Innenmischers in die Aufgabeende eines bekannten Extruders fällt. Der CTM ist an dem Austragende des Extruders angebracht oder an diesem derart befestigt, daß die Vormischung vom Extruder in den CTM übertragen wird.

Theoretisch kann der CTM in das Austragende oder Mundstück des Extruders eingeschraubt sein. Theoretisch kann der CTM auch mit einer einzigen Öffnung versehen sein, durch die das Harz eingebracht wird. Beides ist für die Erfindung möglich. Vom Standpunkt der Produktion aus ist jedoch keines dieser beiden Konzepte bevorzugt, jedenfalls nicht für die meisten Klebstoffherstellsysteme, die man im Auge hat. Versuche haben nämlich gezeigt, daß bei der unmittelbaren Anbringung eines 6-Reihen-CTM an einen Standard-Davis-Extruder 16 : 1 mit kalter Zuführung lediglich eine maximale Menge von etwa 5 bis 6% Harz eingebracht werden kann. Obgleich dieser Prozentsatz von Klebrigmacher für manche Klebstoffe völlig ausreichend sein kann, werden für die Zwecke der Erfindung, an die im wesentlichen gedacht ist, höhere Prozentsätze von Additiven zur Vormischung benötigt.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der CTM daher vom Extruder getrennt und wird unabhängig angetrieben, so daß er mit veränderlicher Drehzahl arbeiten kann, wobei diese Drehzahlen kleiner oder größer als für den Extruder sein können. Auf diese Weise können viel größere Mengen von Harz eingebaut werden, d. h. solche Mengen, wie sie bei den Klebstoffen allgemein verwendet werden, an die hier gedacht wird. Es ist klar, daß auch der vom Extruder getrennte und separat angetriebene CTM beim Extruder in an sich bekannter Weise aufgestellt sein soll, so da die aus dem Extruder austretende geschmolzene Vormischung vom Extruder direkt in den Transfermischer gelangt.

Es hat sich ferner gezeigt, daß optimale Ergebnisse durch Vergrößerung der Länge des CTM erreicht werden, beispielsweise wenn dieser ein 9-Reihen-CTM ist. Man kann dies erreichen, indem man einfach einen 9-Reihen-CTM verwendet. Es läßt sich aber auch durch unterschiedlich lange CTMs erreichen, beispielsweise wenn zwei oder mehr getrennte Einheiten dichtend miteinander derart verbunden sind, daß kein Material beim Übergang von einem zum anderen austritt.

So kann beispielsweise ein 3-Reihen-CTM unmittelbar an einen Extruder mit kalter Einspeisung angeschlossen sein, d. h. an das Mundstück eines 2½′′-Extruders. In diesem Fall wäre ein separat angetriebener 6-Reihen-CTM mit veränderlicher Drehzahl dichtend an den 3-Reihen-CTM gesetzt.

Wie bereits erwähnt, kann der CTM theoretisch mit einer einzigen Einlaßöffnung zum Einspeisen des Harzes versehen sein. Dies kann für bestimmte Produktionen völlig ausreichen, insbesondere, wenn kleine Harzmengen einzusetzen sind.

Zweckmäßigerweise ist es jedoch, mehrere Einlaßöffnungen an dem CTM vorzusehen. Bei einem zuvor erwähnten 9-Reihen-CTM werden beispeilsweise dann hervorragende Ergebnisse erzielt, wenn zwei Einlaßöffnungen für das Harz vorgesehen sind. Bei einem 9-Reihen-CTM, bei dem die letzten 6 Reihen separat angetrieben sind, und zwar 3 bis 4mal so schnell wie der Hauptextruder, haben sich zwei Einlaßöffnungen für das Zusetzen von bis zu 23% warmes Harz zweckmäßig erwiesen.

Eine völlig unabhängig angetriebene 9-Reihen-Einheit ist jedoch zweckmäßigerweise mit 3 beabstandeten Einlässen für das Einbringen von Harz versehen, von denen beispielsweise eine erste unmittelbar vor dem CTM, eine zweite an der Stelle der 3-Reihen und eine dritte an der Stelle der 6-Reihen vorgesehen ist. Es wird ferner darauf hingewiesen, daß es nicht immer erforderlich ist, an allen 3 Einlässen eine Einspeisung vorzunehmen. Die Verwendung von 3 Einlässen verleiht dem System jedoch eine höhere Flexibilität.

Die vorstehenden Erläuterungen dienten lediglich zur Verdeutlichung der Erfindung. Obgleich sie völlig zum Versetzen mit der erforderlichen Menge von Harz zu Natur- und Butylkautschukklebstoffen ausreichen, kann man nach der erfindungsgemäßen Lehre natürlich auch die Länge des Hohlraumtransfermischers und/oder die Anzahl der Einlaßöffnungen verändern.

Es wird ferner darauf hingwiesen, daß eine Erhöhung oder Absenkung der Drehzahl des CTM gleiche Ergebnisse wie eine Veränderung der Länge des CTM liefert, ohne daß zusätzliche Kosten für die längere Bauart des CTM entstehen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Beispielen näher erläutert, die jedoch keine Beschränkung der Erfindung darstellen sollen:

Beispiel 1

Die folgenden Bestandteile wurden in einen Banburymischer eingebracht, um eine im wesentlichen homogene Naturkautschuk- Vormischung zu ergeben:

Naturkautschuk (geröstete Bahn) 87,50 kg Weißes Pigment (Titanox 2010)  2,27 kg Schwarzes Pigment (Butex)  0,196 kg Phenolharz-Vernetzungsmittel
(SP-1055)  0,227 kg Weicher Kaolintonfüllstoff
(McNamee Ton) 74,37 kg Antioxidationsmittel  1,13 kg Modifiziertes Tallölharz
als Klebrigmacher 30,84 kg Zinkoxid  4,08 kg etwa 200,00 kg

Ein existierender 3-Reihen-CTM wurde unmittelbar an einen 16 : 1-Davis-Standard-Extruder mit kalter Einspeisung angebracht. Danach wurde ein bekannter 6-Reihen-CTM an eine Antriebswelle angebracht, die von einem 1½′′-Prodex-Extruder getrieben wird. Ein Austrittskanal wurde zwischen den 6-Reihen-CTM und den Prodex-Zylinder geschaltet. Eine Einlaßöffnung wurde unmittelbar vor dem Austragende des 2 ½′′-Extruders vorgesehen, d. h. unmittelbar vor dem 3-Reihen-CTM; eine zweite Einlaßöffnung wurde zwischen dem 3-Reihen- und dem 6-Reihen-CTM vorgesehen. Der Extruder und die CTMs wurden auf 160°C eingestellt. Die Drehzahl für den 2½′′-Extruder wurde auf etwa 10 U/Min. und die Drehzahl des unabhängig angetriebenen 6-Reihen-CZM auf etwa 80 bis 90 U/Min. eingestellt. Die Vormischung aus dem Banburymischer wurde in dem Extruder eingebracht und es wurde Harz der Bezeichnung STA TAC B (ein polymerisierter Erdöl-Kohlenwasserstoff- Klebrigmacher) in die zwei Einlaßöffnungen mit 137,5 g/Min. gepumpt, um eine Naturklebstoffmischung mit 36 kg/h zu erhalten, die etwa 22,9 Gew.-% Harz enthielt.

Beispiel 2

Die folgenden Bestandteile wurden in einen Banburymischer eingebracht, um eine im wesentlichen homogene Butylkautschukvormischung zu erhalten:

Butylkautschuk 34,47 kg Wiedergewonnener Butylkautschuk 65,67 kg Indopol H-100
(Polybutenklebrigmacher) 28,80 kg McNamee Ton 99,77 kg Antioxidationsmittel
(Agerite Stalite S)  1,13 kg etwa 230,00 kg

Es wurde eine 3 und 6-Reihen-CTM-Konstruktion gemäß Beispiel 1 verwendet. Der 2½′′-Extruder wurde auf 145 U/Min. und der separat angetriebene 6-Reihen-CTM auf 50 U/Min. angetrieben (etwa 3½mal schneller als der Extruder). Die Butylvormischung wurde in den Extruder eingespeist und es wurde Piccopale 100 (ein aliphatisches Kohlenwasserstoffharz als Klebrigmacher) in die zwei Einlaßöffnungen mit einer Geschwindigkeit von etwa 115 g/Min. gepumpt, um eine Butylkautschuk-Klebstoffmischung in einer Rate von 40,4 kg/h zu erhalten, die etwa 17 Gew.-% Harz enthielt.

In den vorstehenden Beispielen wurde in jedem Fall ein Teil des erforderlichen Klebrigmachers in den Banburymischer eingebracht, während der Rest im CTM zugesetzt wurde. Es wird darauf hingewiesen, daß aber auch die gesamte Harzmenge und der Weichmacher im CTM zugesetzt werden kann. Dafür wird ein etwas längerer CTM benötigt. Der Fachmann erkennt jedoch auf Grundlage dieser Beschreibung, daß es vorteilhaft ist, zumindest die zum Weichmachen erforderliche Menge von Harz im Banburymischer zuzusetzen.

Die zuvor erwähnten Klebstoffzusammensetzungen wurden auf bekannte Träger aufgewalzt, um Klebebänder zu schaffen, die dann in ihren Eigenschaften mit Prüfbändern verglichen wurden, die ähnliche Zusammensetzungen hatten, jedoch auf bekannte Weise hergestellt waren. Die Klebeeigenschaften der Prüfbänder waren vergleichbar und lagen gut innerhalb der vorgegebenen Grenzen.

Die vorstehenden Beispiele zeigen, daß die Erfindung ein elegantes Herstellungsverfahren zum Herstellen von Klebstoffen auf Kautschukbasis schafft, die mit den Klebeeigenschaften von auf bekannte Weise hergestellten Klebebändern vergleichbar sind. Man erkennt ohne weiteres, daß das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren jedoch wesentlich besser als der Stand der Technik ist.

Bei der Erfindung sind demnach keine großen Mühlen und die damit verbundenen Nachteile erforderlich. Verwendet man eine Mühle zum Mischen des Harzes, dann ist das Verfahren zwangsläufig ein Chargenverfahren, bei dem eine Vormischungscharge von dem Banburymischer zu der Mühle transportiert wird, in der eine Vermischung der Vormischungscharge mit einem Harz über eine Zeit von beispielsweise 10 bis 30 Minuten erfolgt. Da ferner mit einem Banburymischer eine Vormischung schneller als bei einer Chargenvermischung in der Mühle hergestellt werden kann, ist es häufig erforderlich, die Vormischung vor dem Zusatz des Harzes in eine Aufwärmmühle einzubringen.

Demgegenüber verwendet die Erfindung einen CTM zum Beimischen des Harzes, der nur einige Zentimeter lang ist und der so wenig Platzbedarf hat, daß er einem flüchtigen Beobachter gar nicht auffällt. Die Erfindung ist auch leicht auf einen kontinuierlichen Betrieb einstellbar und wird auf diese Weise am bevorzugtesten angewendet, was nicht nur die Produktion erhöht, sondern auch die Herstellungskosten in Form von Arbeitskraft, Energie und Raum wesentlich reduziert. Bei einem derart kontinuierlichen Verfahren tropft die Vormischung, die beispielsweise aus dem Banburymischer kommt, direkt in einen kontinuierlich arbeitenden Extruder und abgemessene Mengen von geschmolzenem bzw. erwärmtem Harz werden durch an sich bekannte Mikroprozessoren automatisch gesteuert in den CTM gepumpt. Da die aus dem Banburymischer in einer vorgegebenen Zeit austretende Vormischung (beispielsweise in 10 Minuten) ebenso wie der Durchtritt der Vormischung durch den Extruder bekannt sind, kann die beizumischende Harzmenge leicht ermittelt und automatisch zugesetzt werden, während die Vormischung kontinuierlich durch den CTM läuft. Nach dem Austritt aus dem CTM kann die erhaltene Klebstoffzusammensetzung den Endstufen des Herstellverfahrens in an sich bekannter Weise unterworfen werden. Wenn beispielsweise eine Klebstoffmasse oder Spachtelmasse oder Kitt hergestellt werden sollen, können diese zu üblichen Verpackungsstationen transportiert werden. Soll jedoch ein Klebeband, beispielsweise ein durch Andrücken haftendes Klebeband hergestellt werden, so kann die Masse zu einer Kalandrierstation verbracht werden, in der sie auf ein geeignetes Trägermaterial aufgebracht wird. Nach dem Kalandrieren wird das Klebeband gekühlt, auf die gewünschte Breite geschnitten und auf einen Kern derart aufgewickelt, daß Rollen von gewünschter Länge und Breite entstehen, die anschließend verpackt werden. Alle vorgenannten Schritte erfolgen in an sich bekannter Weise.

Es wird darauf hingewiesen, daß die Erfindung nicht auf die Herstellung von Klebstoffen auf Kautschukbasis beschränkt ist, sondern allgemein das Einbringen von Harzen in Kautschukzusammensetzungen betrifft.

Sie kann beispielsweise für die Herstellung von so unterschiedlichen Kautschukartikeln wie Reifen, Schläuche, Membranen, beispielsweise EPDM-Dachmembranen etc. verwendet werden.

Die Erfindung kann auch für die Herstellung von Klebstoffen verwendet werden, die bislang durch Lösungs-Verfahren hergestellt wurden, beispielsweise auf chemischem Wege mit Hilfe von Lösungsmitteln.

Die Erfindung kann auch zur Herstellung von Acrylklebern verwendet werden. Typischerweise werden Acryle in Chargenverfahren hergestellt, die mit der wäßrigen oder Lösungsmittel- Polymerisation der Acryle beginnen. Sie werden dann koaguliert, getrocknet und extrudiert, um eine warme, klebrige Masse zu ergeben, die dann mit dem Harz und einem geeigneten Lösungsmittel in einem Chargenverfahren vermischt wird.

Gemäß Erfindung kann hingegen die extrudierte Masse des Acrylklebers kontinuierlich mit dem Harz in einem zuvor beschriebenen CTM, anstatt in einer Lösung, vermischt werden.

Claims (11)

1. Verfahren zum Herstellen einer Kautschukzusammensetzung mit mindestens einem Harz als Klebrigmacher, wobei die Komponenten der Zusammensetzung zunächst zur Bildung einer Kautschuk-Vormischung zusammengeführt werden und das klebrigmachende Harz dann in die Vormischung in einem getrennten Mischvorgang eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß das klebrigmachende Harz in einem Hohlraumtransfermischer in die Vormischung eingebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in dem Hohlraumtransfermischer eingebrachte Harz in geschmolzener Form eingebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Hohlraumtransfermischer einen Mischer mit einem hohlzylindrischen Stator und einem zylindrischen Rotor verwendet, der in dem Stator drehbar ist, daß die einander zugewandten Flächen des Rotors und Stators jeweils eine Anzahl von Hohlräumen aufweisen, die so angeordnet sind, daß sie eine Vermischung von Material bewirken, welches durch den Mischer von dessen Einlaßöffnung zu dessen Austrittsöffnung transportiert wird, daß die Hohlräume Halbkreisform haben und in parallelen Reihen derart auf dem Rotor und Stator angeordnet sind, daß (a) die Hohlräume in benachbarten Reihen auf dem Stator in Umfangsrichtung versetzt sind; daß (b) die Hohlräume in benachbarten Reihen auf dem Rotor in Umfangsrichtung versetzt sind; und daß (c) die Hohlraumreihen auf dem Rotor und Stator axial versetzt sind, so daß eine gesamte Erhöhung der Mischkapazität für ein und dasselbe Oberflächengebiet erreichbar ist, während eine gewünschte exponentielle Mischkurve erreicht wird, bei der eine einfache Abschermischung wiederholt durch Abtrenn- und Umlenkstufen unterbrochen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraumtransfermischer mit einer Anzahl von Öffnungen versehen ist, die entlang seiner Länge verteilt sind und zum Einleiten des klebrigmachenden Harzes dienen.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vormischung in einem Innenmischer hergestellt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenmischer ein Banburymischer ist.

7. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die Kautschukzusammensetzung ein Klebstoff ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff Naturkautschuk aufweist.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff synthetischen Kautschuk aufweist.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der synthetische Kautschuk Butylkautschuk ist.

11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebstoffzusammensetzung ein Klebstoff auf Kautschukbasis ist.