DE4206718C1

DE4206718C1 - Mastication of natural rubber mixes to give reduced oxidn. etc. - includes masticating natural rubber in enclosed mill and then mixing with hot treated natural rubber in open mill

Info

Publication number: DE4206718C1
Application number: DE19924206718
Authority: DE
Inventors: Julius Dr. Wien At Peter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-03-04
Filing date: 1992-03-04
Publication date: 1993-07-15
Anticipated expiration: 2012-03-05

Abstract

Rubber mixes contg. natural rubber, esp. low viscosity mixes for hard vulcanising, have at least part of the natural rubber component masticated separately. This part is then added, while still warm, to the remainder in a mixer where other additives have already been incorporated. Pref. 25-30% of the total rubber content is masticated separately. The rubber can be masticated continuously, collected and then added discontinuously. Pref. the major part is fed via a weighing conveyor (2) to a mxier (4) where various additives are incorporated. About 30% is fed to an enclosed cavity transfer mix extruder for mastication at 180-220 deg. C for 2-3 minutes. A collecting screw then adds it to the reminder in the mixer. USE/ADVANTAGE - By masticating at least part of the natural rubber separately under closed conditions, oxidation is reduced. Higher shear forces can also be generated in the mixer for better incorporation of the additives.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Kautschukmischungen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a method for Manufacture of rubber compounds after Preamble of claim 1.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß naturkautschuk haltige Kautschukmischungen wegen ihrer niedrigen Viskosi tät und der damit verbundenen Klebrigkeit z. B. als Haft mischungen von Vorteil sind, daß aber deren Herstellung mit erheblichen Problemen behaftet ist. Stark abgebauter Naturkautschuk ist nämlich wegen seines kalten Flusses nur schwierig zu lagern. Weiter ist dieser Kautschuk oxydations anfällig. Zudem können im Regelfalle die Füllstoffe nicht ausreichend gut verteilt werden, und zwar wegen der geringen Scherkräfte zu Beginn des Mischprozesses. The invention is based on the finding that natural rubber containing rubber compounds because of their low viscosity act and the associated stickiness z. B. as detention Mixtures are advantageous, but their production has significant problems. Heavily degraded Natural rubber is because of its cold flow difficult to store. This rubber is further oxidations susceptible. In addition, the fillers generally cannot be distributed sufficiently well, because of the low Shear forces at the beginning of the mixing process.

Unter Vermeidung dieser Nachteile strebt die Erfindung eine Vereinfachung bei der Herstellung der eingangs erwähnten Kautschukmischung an, wobei eine Oxydation des abgebauten Naturkautschuks vermieden werden soll, die Herstellung der Mischung in einer bzw. zwei Mischstufen geschehen und weiterhin eine gute Verteilung der Füllstoffe erwar tet werden kann.While avoiding these disadvantages, the invention aims to Simplification in the production of the aforementioned Rubber mixture, whereby an oxidation of the degraded Natural rubber should be avoided, the manufacture the mixing in one or two mixing stages and continued to expect good filler distribution can be tet.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß zumindest ein Teil des Naturkautschuks für sich mastiziert bzw. abgebaut und dann im noch warmen Zustand dem schon im Stempelkneter zusammen mit den Füll stoffen und den nicht reaktiven Zusätzen befind lichen und dort behandelten Kautschuk hinzugefügt. Zweckmäßigerweise wird dabei etwa 25-35% der Gesamtkautschukmenge zur Herstellung der Grund mischung für sich abgebaut. Zudem wird mit Vorteil der abzubauende Kautschuk kontinuierlich abgebaut, gesammelt und dann diskontinuierlich in bemessener Menge hinzugefügt.To solve this problem, the invention at least part of the natural rubber by itself masticated or degraded and then still warm already in the stamp mixer together with the filling substances and the non-reactive additives lichen and treated there rubber added. Appropriately, about 25-35% of the Total amount of rubber used to manufacture the basic mixture broken down by itself. It will also be an advantage the rubber to be broken down is continuously broken down, collected and then discontinuously in measured Quantity added.

Dabei soll die Behandlung des dem Mischprozeß später hinzuzufügenden Kautschuks nach Möglichkeit während der Behandlung der schon im Stempelkneter befindlichen Kautschuk masse geschehen z. B. in einer Misch- oder Doppelmisch schnecke, von der aus die Überführung in den Stempel kneter unmittelbar oder über einen Vorratsbehälter erfolgen kann z. B. unter Verwendung eines Kolben- oder Schneckenextru ders.The treatment of the mixing process should be done later Rubber to be added if possible during the Treatment of the rubber already in the stamp mixer mass happen z. B. in a mixed or double mix snail, from which the transfer into the stamp kneader directly or via a storage container can e.g. B. using a piston or screw extru otherwise.

Aufgrund der so erhaltenen extrem breiten Molekular gewichtsverteilung werden Mischungen erzielt, die über eine verbesserte Verarbeitbarkeit bei hoher Konfektions klebrigkeit und Verschweißfreudigkeit verfügen. Es ist so möglich, den Anteil an Klebrigmachern zu senken bzw. auf diese sogar zu verzichten, abgesehen davon, daß der hinzugefügte bzw. eingespritzte Kautschuk als interner Weichmacher wirkt. Hinzu kommt, daß der quasi-flüssige, bereits abgebaute Kautschuk im Verlauf des Verfahrens bzw. on line gestrainert und somit von evtl. Verunreinigungen befreit werden kann, bevor er dem eigentlichen Grundmischprozeß zugeführt wird.Because of the extremely broad molecular weight thus obtained weight distribution, mixtures are achieved which are about an improved processability with high confection stickiness and easy welding. It is as possible to reduce the proportion of tackifiers or to even waive these, apart from the fact that the added or injected rubber as internal plasticizer works. In addition, the quasi-liquid, already degraded rubber in the course of the procedure or on-line trained and thus by possible impurities can be freed before it actual basic mixing process is supplied.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel für eine Einrichtung zur Herstellung von Naturkautschuk enthaltenen Kautschukmischungen in schematischer Wiedergabe dargestellt.In the drawing is an embodiment of a Device for the production of natural rubber contained rubber mixtures in a schematic Playback shown.

Der zum größten Teil Naturkautschuk enthaltende Kautschuk wird von einer Kammwalze 1 aus einem zum Abwiegen dienenden Förderband 2 zugeführt, von dem aus der Kautschuk bei angehobenem Stempel 3 einem Stempelkneter 4 zugeleitet wird. Die Füllstoffe und die nicht reaktiven Zusatzstoffe werden im Sinne des Pfeiles 5 dem Stempelkneter 4 zugeführt. Der Weg des Kautschuks ist mit dem Pfeil 6 aufgezeigt.The rubber, which for the most part contains natural rubber, is fed by a comb roller 1 from a conveyor belt 2 used for weighing, from which the rubber is fed to a stamp kneader 4 when the stamp 3 is raised. The fillers and the non-reactive additives are fed to the stamp kneader 4 in the direction of arrow 5 . The path of the rubber is shown by arrow 6 .

Ein Teil des zu einer Mischung zu verarbeitenden Naturkautschuks - nämlich etwa 30% der Kautschukgesamtmenge - wird indessen einem geschlossenen Verarbeitungssystem zugeführt, und zwar zunächst einer Abbauschnecke 7 in Form einer Misch- oder Doppelmischschnecke. Der Abbau des Naturkautschuks soll dabei bei Temperaturen von etwa 150-250°C vorzugsweise aber bei etwa 180-220°C geschehen. Zudem ist es angebracht, die Abbauschnecke 7 mit Stauzonen zu versehen, wie diese z. B. in Stift- oder Konvert extrudern oder im sog. Cavity Transfer Mix vorgesehen sind. Die Abbauzeit soll zwischen einer und fünf Minuten, vorzugsweise aber zwei bis drei Minuten betragen.Part of the natural rubber to be processed into a mixture - namely approximately 30% of the total amount of rubber - is meanwhile fed to a closed processing system, namely first to a dismantling screw 7 in the form of a mixing or double mixing screw. The degradation of the natural rubber should take place at temperatures of about 150-250 ° C, but preferably at about 180-220 ° C. In addition, it is appropriate to provide the dismantling screw 7 with storage zones, such as these. B. extrude in pen or converter or are provided in the so-called. Cavity Transfer Mix. The breakdown time should be between one and five minutes, but preferably two to three minutes.

Der so behandelte Naturkautschuk fällt dann einer Sammelschnecke 8 an, von der aus das mastizierte Gut in den geschlossenen, bereits arbeitenden Stempel kneter 4 übergeleitet wird, und zwar unter Druck und in bemessener Menge. Dies kann über die bei Stempel knetern vorhandenen Öleinspritzöffnungen geschehen.The natural rubber treated in this way then falls into a collecting screw 8 , from which the masticated material is transferred into the closed, already working stamp kneader 4 , namely under pressure and in a measured amount. This can be done via the oil injection openings available at stamp kneaders.

Da der abzubauende Naturkautschuk in einem geschlossenen System 7, 8 verarbeitet und dann unmittelbar und warm in den Stempelkneter 4 übergeleitet wird, wird eine Oxydation weitgehend unterbunden; dieser Effekt kann dabei noch durch Evakuieren der Einrichtungen 7, 8 oder Einleiten eines inerten Gases gesteigert werden.Since the natural rubber to be broken down is processed in a closed system 7 , 8 and then immediately and warmly transferred to the stamp kneader 4 , oxidation is largely prevented; this effect can be increased by evacuating devices 7 , 8 or by introducing an inert gas.

Wichtig ist dabei ferner, daß bei geeigneter Zeitfolge das Zusammenführen von abgebautem und nicht abgebautem Kautschuk mit den Zuschlägen und Zusatzstoffen die Möglich keit gegeben ist, innerhalb des Stempelkneters 4 ein Optimum an Scherkräften in der Mischung zu erhalten und zu erzeugen, um auf diese Weise eine gleichmäßige Füllstoffverteilung sicherzustellen.It is important further that, with suitable timing merging degraded and undegraded rubber with the aggregates and additives, the possibility is given ness to obtain an optimum level of shear forces in the mixture within the ram kneader 4 and generate an in this way ensure even filler distribution.

Nach Fertigstellung der Grundmischung wird sie nach unten in Richtung des Pfeiles 9 einem Austragswalzwerk 10 zugeleitet und schließlich in üblicher Weise unmittelbar weiterverarbeitet. Auch kann sich eine Abkühlung, Lagerung und ein Wiederaufwärmen z. B. im hochfrequenten Wechselfeld zu einem späteren Zeitpunkt anschließen. After completion of the basic mixture, it is fed downward in the direction of arrow 9 to a discharge roller mill 10 and is then immediately processed further in the usual manner. Cooling, storage and reheating may also occur. B. connect in the high-frequency alternating field at a later time.

Es versteht sich, daß bei einer unmittelbaren Weiterverar beitung der Mischung unterhalb des Stempelkneters 4 dort die reaktiven Zusatzstoffe zugesetzt werden müssen.It goes without saying that if the mixture is processed immediately below the stamp kneader 4 , the reactive additives must be added there.

Aus den vorgenannten Gründen ist die erfindungsgemäß hergestellte Kautschukmischung in besonderer Weise als Haftmischung für Stahlseilreifen und als Mischung für die Laufstreifen von Fahrzeugluftreifen geeignet. Es lassen sich aufgrund der Erfindung wesentlich ver einfacht Kautschukmischungen mit einer Plastizität von etwa 50-60 Mooneyeinheiten und einer Vulkanisat härte von etwa 80-85 Shore A herstellen.For the reasons mentioned above, this is according to the invention produced rubber mixture in a special way as an adhesive mixture for steel cable tires and as a mixture suitable for the treads of pneumatic vehicle tires. It can be ver significantly based on the invention simplifies rubber compounds with plasticity of about 50-60 Mooney units and a vulcanizate hardness of about 80-85 Shore A.

Claims

1. A process for the production of rubber mixtures containing natural rubber, in particular low-viscosity mixtures for hard vulcanizates, the rubber for the production of the basic mixture being mixed in a stamp kneader together with the fillers and non-reactive additives and the basic mixture thus prepared being subsequently mixed, characterized in that that at least part of the natural rubber is masticated or broken down and then added while still warm to the rubber already in the stamp kneader together with the fillers and the non-reactive additives and treated there.

2. The method according to claim 1, characterized in that that about 25-35% of the total amount of rubber for Production of the basic mixture is broken down on its own.

3. The method according to claim 1, characterized in that the rubber to be broken down continuously builds, collected and then discontinuously in measured Amount is added.