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Die
vorliege Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf das Verarbeiten
von Polymergemischen und Mischungen in einem Mischer des geschlossenen
Typus.
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Diese
Art und Weise des Verarbeitens wird herkömmlicherweise bei der Herstellung
von Reifen oder deren Teilen, beispielsweise Laufflächenbändern und Ähnlichem,
durchgeführt;
ein solches Verarbeiten besteht aus dem Mischen einer Polymerbasis
(engl.: polymer base) zusammen mit anderen Inhaltsstoffen gemäß vorbestimmter
Rezepturen, um Zwischenprodukte (engl.: semi-finished products)
zu erhalten, welche in den nachfolgenden Phasen des Herstellungszyklus
verwendet werden sollen.
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Geschlossene
Mischer, welche auch als diskontinuierliche Mischer bekannt sind,
sind im Wesentlichen aus einer Mischkammer geformt, welche ein Paar
Rotoren aufnimmt, welche sich in zueinander entgegen gesetzten Richtungen
drehen, wobei das Material in vorbestimmen Quantitäten (Chargen)
eingefüllt
wird und durch die Rotoren verarbeitet wird, welche es am Ende des
Zyklus vollständig
aus dem Mischer ausstoßen, bevor
sie damit beginnen, eine neue Charge Material zu verarbeiten.
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In
diesem Zusammenhang sollte beachtet werden, dass der Begriff „Mischung" in dieser Beschreibung dazu
gedacht ist, das generische Zwischenprodukt zu bezeichnen, welches
während
einer jeglichen Phase des Verarbeitungszyklus erhalten wird, wohingegen
der Begriff „Gemisch" verwendet werden
wird, um auf das Zwischenprodukt Bezug zu nehmen, welches durch
das Hinzufügen
des Vernetzungsmittelsystems (engl. cross-linking system) zu der
Mischung erhalten wird, um sie für
das nachfolgende Vulkanisieren vorzubereiten.
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Die
chemisch-physikalischen Charakteristika der Mischungen und der Gemische,
welche es möglich machen,
ein Endprodukt mit den gewünschten
Qualitäten
zu erhalten, hängen
auch von der Verarbeitung in den geschlossenen Mischern ab; aus
diesem Grund hat die Steuerung dieser Betriebsphase eine entscheidende
Rolle bei der Herstellung von Reifen und deren Komponenten inne.
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Die
Verfahrensvariablen (engl.: process variables), welche den Verarbeitungsprozess
in geschlossenen Mischern beeinflussen, sind vielfältig und
es ist daher schwierig, eine geeignete Steuerung derer über den gesamten
Betriebszyklus hinweg sicherzustellen, also vom Befüllen des
Mischers bis zu seiner Leerung.
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Beispiele
dieser Verfahrensvariablen sind die Charakteristika der Inhaltsstoffe,
welche für
die Gemische und Mischungen verwendet werden, deren Temperatur,
die Geschwindigkeit und das Drehmoment, welches auf die Rotoren
aufgebracht wird, das Füllungsniveau
des Mischers (also der so genannten „Füllfaktor") und andere.
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Heutzutage
sind unterschiedliche Mischsteuerungssysteme bekannt, welche auf
der Detektion bestimmter Verfahrensparameter (engl.: process parameters) über die
Zeit hinweg (auch „indirekte" Parameter genannt)
basieren, wie beispielsweise der Temperatur der Mischung oder der
Energie, welche auf das System übertragen
wird, und auf einer etwaigen Korrektur derer durch die Modifikation
anderer Parameter (auch „direkte" Parameter genannt),
welche direkt den Betrieb des Mischers bestimmen, wie beispielsweise
der Geschwindigkeit der Rotoren, den Druck des Pressstempels und
so weiter.
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Beispiele
dieser Arbeitsschritte sind in der internationalen Patentanmeldung
Nr.
PCT/US98/23294 und im
US-Patent Nr. 4,830,506 beschrieben.
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Insbesondere
das letztere beschreibt ein Steuerungssystem zum Steuern des Verarbeitens
in einem geschlossenen Mischer, basierend auf dem Regulieren des
Druckes des Pressstempels auf eine solche Weise, dass es sicherstellt,
dass wenn sich der Stempel in der unteren Betriebsposition befindet,
er mit einer kleinen vorbestimmten Amplitude (im Bereich eines halben
Inch, also ungefähr
12,5 mm) oszillieren kann.
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Gemäß diesem
US-Patent ist es mit einem solchen Steuerungssystem möglich, einen
verbesserten Mischvorgang unter Verwendung der periodischen Rückstöße aufgrund
der Drehung der Rotoren zu erhalten.
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Die
Europäische
Patentanmeldung
EP 0 845 339 bezieht
sich auf einen internen Mischer zum Bearbeiten von Gummi oder gummiähnlichen
Plastikmischungen, mit einer Mischkammer, welche durch ein Kammergehäuse begrenzt
ist, mit zwei Rotoren, welche in der Mischkammer im Wesentlichen
parallel zueinander ausgerichtet sind, mit einer Zuführöffnung,
welche in dem Kammergehäuse
im Wesentlichen zentral zwischen den Rotoren und einem Stempel eingearbeitet
ist, welcher so ausgearbeitet ist, dass er sich in der Zuführöffnung zum Öffnen und
Schließen
der Zuführöffnung bewegen
kann. Ein Verfahren zum Mischen der Gummi- oder gummiähnlichen
Plastikmischung unter Verwendung des oben beschriebenen internen
Mischers ist ebenso offenbart.
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Eine
Charakteristik von Gemischen und Mischungen, welche, bis heutzutage,
geschlossene Mischer und deren Regelungssysteme nicht effizient
gesteuert haben, ist die Dispersion (engl.: dispersion) der unterschiedlichen
Inhaltsstoffe innerhalb der bearbeiteten Masse.
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Dieses
Charakteristikum ist von beträchtlicher
Wichtigkeit um ein Endprodukts mit den erforderlichen Qualitäten zu erhalten,
sowohl da eine nicht-homogene Dispersion eines Inhaltsstoffes in
dem gemischten Material lokale Defekte in dem Reifen oder dem Zwischenprodukt
hervorrufen kann, welches hergestellt werden wird, und als auch
da eine unterschiedliche Dispersion zwischen einer Charge von Material,
welches in dem Mischer bearbeitet wurde und der danach folgenden
in einem Fehlen einer Gleichförmigkeit
zwischen den „Chargen" mit der gleichen
grundlegenden Formulierung resultieren kann und die Wiederholbarkeit
der rheometrischen Kurve (engl.: rheometric curve) des Gemisches
beeinflussen kann.
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Die
vorliegende Erfindung zielt darauf ab, ein Verfahren zum Regulieren
des Verarbeitungsprozesses in einem geschlossenen Mischer bereitzustellen,
welches es ermöglicht,
eine bessere und konstantere Dispersion der Inhaltsstoffe in der
bearbeiteten Masse zu erhalten.
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Insbesondere
zielt die vorliegende Erfindung darauf ab, ein Verfahren des Verarbeitens
von Polymer basierten Mischungen und Gemischen in einem geschlossenen
Mischer (1), wie er im angefügten Anspruch 1 definiert ist,
bereitzustellen.
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Die
Erfindung ergibt sich aus Sicht des Anmelders darin, dass diese
Dispersion auch vom Profil der Position des Pressstempels über der
Zeit während
der Phase des Einbringens des Materials in die Polymermatrix abhängt.
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Die
Erfindung ist bevorzugt, aber nicht exklusiv, anwendbar auf die
Einbringungsphase des Verstärkungsfüllers (engl.:
reinforcing filler) in das Polymer, wobei hier als „Verstärkungsfüller" sowohl Ruß (engl.:
carbon black), welcher üblicherweise
bei der Herstellung von Reifen verwendet wird, als auch die so genannten weißen Füller mit
deren optionalen Verbindungsmitteln intendiert sind.
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Die
Füller
sind Inhaltsstoffe des anorganischen Typus, wie beispielsweise Gips,
Talkum, Kaolin, Bentonit, Titandioxid, Aluminiumoxid, unterschiedliche
Silikate und Quarz, welche als Reifengemische verwendet werden,
um den Reifengriff (engl.: grip) in feuchten Bedingungen zu erhöhen, den
Rollwiderstand des Reifens zu reduzieren und aus anderen Zwecken.
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Die
Erfindung ist auch anwendbar auf das Hinzufügen des Vernetzungsmittelsystems
zu den Mischungen, um Gemische zu erhalten, welche vulkanisiert
werden können,
ebenso wie auf das Mischen von Mischungen, welche unterschiedliche
Zusammensetzungen haben und, im Allgemeinen, wenn es notwendig ist,
die Polymermatrix mit im Wesentlichen festem Material, welches in
dem Mischer während
des Verarbeitens eingebracht wird, zu kombinieren.
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Gemäß der Erfindung
wird der Abwärtshub
des Stempels nach dem Einbringen des Materials in den Mischer durch
das Steuern des Positions-Zeit-Profils dessen Absenkens während der
Einbringungsphase in das Polymer auf eine solche Weise durchgeführt, dass
er einem vorbestimmten Referenzmuster folgt: Dies ermöglicht es,
eine gesteuerte Position des Stempels zu erreichen, welche den Rotoren
Zeit zum Vermischen der Inhaltsstoffe gibt, bevor der Stempel den
Betriebszustand am Ende seines Hubes erreicht.
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Der
Begriff „Positions-Zeit-Profil" in dieser Beschreibung
und in den folgenden Ansprüchen
ist dazu intendiert, dass er sich auf das Profil der Position des
Pressstempels über
die Zeit hinweg bezieht; das Profil kann grafisch einfach durch
das Auftragen der Position des Stempels auf der Ordinate und der
Zeit auf der Abszisse in einer kartesischen Ebene repräsentiert
werden.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung werden sich klarer aus der Beschreibung,
welche nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
eines bevorzugten, aber nicht ausschließlichen Ausführungsbeispieles
dessen gegeben wird, ergeben.
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Insbesondere
zeigt die erste Figur der Zeichnungen einen Mischer des geschlossenen
Typus zum Ausführen
des Verfahrens der Erfindung.
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2 ist
ein Graph, welcher das Profil der Position des Pressstempels über die
Zeit während
eines Betriebszyklus gemäß der Erfindung
zeigt.
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3 ist
ein Graph, welcher das Profil über
die Zeit der Kraft, welche auf den Mischer aufgebracht wird, und
des Betriebsdruckes des Pressstempels während des gleichen Bearbeitungszyklus
wie des der 2 zeigt.
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4 ist
eine Tabelle, welche die Position des Pressstempels als eine Funktion
der Zeit während
der Phase des Einbringens des Füllers
in die Polymermatrix zeigt, was in dem Prozesszyklus der 2 und 3 stattfindet.
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5 zeigt
einen erläuternden
Graphen der Effekte des Verfahrens gemäß der Erfindung auf die Dispersion.
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Zuletzt
sind 6 und 7 rheometrische Kurven von bearbeiteten
Gemischen, welche jeweils mit dem Verfahren der Erfindung und gemäß dem Stand
der Technik durchgeführt
wurden.
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Unter
Bezugnahme auf die erste Figur ist der Mischer 1, welcher
darin gezeigt ist, vom so genannten „Banbury®"-Typus, welcher ein Paar tangentialer
Rotoren 2 und 3 umfasst, welche sich in entgegen
gesetzten Richtungen innerhalb einer Mischkammer 4 drehen,
welche durch Wasser gekühlt
wird, welches in einer Serie von Kanälen 5, 6 zirkuliert.
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Der
Mischer 1 umfasst den Pressstempel 8, welcher
an dem Ende eines Stabes 9 fixiert ist, welcher durch einen
pneumatischen (oder hydraulischen) Zylinder 10 betätigt wird.
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Der
Mischer 1 ist weiterhin, zum Einbringen des Materials welches
auf dessen Innenseite bearbeitet werden soll, mit einem seitlichen
Trichter 11 versehen, wohingegen das Ausgeben der bearbeiteten
Mischungen oder Gemische nach unten stattfindet, durch eine Öffnung,
welche in der Basis der Mischkammer 4 vorhanden ist und
welche durch eine Verschlussstückvorrichtung 12 verschlossen
wird.
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In
dem Mischer 1 wird die Position des Pressstempels 8 und
des Stabes 9, welcher diesen betätigt, auf eine Weise detektiert,
welche per se bekannt ist mittels Messwertgebern, welche in den
Zeichnungen nicht gezeigt sind; gemäß der Erfindung wird die Position über den
gesamten Hub des Pressstempels hinweg detektiert, von dessen angehobenem
(Rast-)Zustand, in welchem er das Einführen des Materials über den
Trichter 11 ermöglicht,
bis in den abgesenkten (Arbeits-)Zustand.
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Als
der abgesenkte (Arbeits-)Zustand wird der Abstand zwischen dem Punkt,
an welchem der Pressstempel das Gemisch trifft, und dem tiefsten
Punkt, welcher durch den Stempel erreicht werden kann, angesehen,
abhängig
von dem Füllgrad
der Mischkammer und den physikalischen Charakteristika des zu bearbeitenden
Gemisches. Diese beiden Extrema werden jeweils obere und untere
Hubendpositionen (engl.: end-of-stroke positions) genannt.
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Auf
diese Weise ist es möglich,
die Abwärtsgeschwindigkeit
des Pressstempels über
den Hub hinweg zu bestimmen und diese Geschwindigkeit so zu regulieren,
wie es nachfolgend genauer beschrieben werden wird, mittels eines
allgemeinen Steuersystems des Mischers, welcher für diesen
Zweck elektronische Mittel (des PLC-Typus und ähnlichem) umfasst, welche an
sich bekannt sind.
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Die
Graphen in
2 und
3 beziehen
sich auf das Bearbeiten einer typischen Mischung für Gemische,
welche durch Quarz verstärkt
sind, von denen eine Mischung nachfolgend beispielhaft angegeben
ist, welche die Variationsbereiche für jeden Inhaltsstoff angeben
und die Quantitäten
in „phr" angeben, also Teile pro
Gewicht für
jeweils 100 Teile des polymeren Materials:
| Polymerbasis | 100 |
| Ruß (engl.:
carbon black) | 0-80 |
| Quarz
(engl.: silica) | 10-80 |
| Verbindungsmittel
(des Quarz) | 4%-15%
des Quarz |
| Zinkoxid
(ZnO) | 1-3 |
| Stearinsäure | 0-3 |
| Anti-Verschlechterungsmittel | 1-3 |
| Weichmacheröl | 0-30 |
| Anti-Ozon-Wachs | 0,5-3 |
| Spezifische
chemische Inhaltsstoffe | 0-15 |
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Um
die Gemische zu erhalten wird es notwendig sein, zu diesen Inhaltsstoffen
das Vernetzungssystem in den üblichen
Quantitäten
gemäß der Zusammensetzung
der Mischung hinzuzufügen,
wobei dieses System bevorzugt aus Schwefel (von 0,5 bis 2,5 phr)
und Vulkanisierungsbeschleunigern hergestellt ist.
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Die
Polymerbasis kann jegliches Polymer oder Mischung von Polymeren
sein, entweder des natürlichen
oder des synthetischen Typus, die dazu geeignet sind, all die chemicophysikalischen
und mechanischen Charakteristika der Elastomere nach einem geeigneten
Vernetzen anzunehmen.
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Bevorzugte
Polymerbasen umfassen Polymere oder Co-Polymere mit einer ungesättigten
Kette, welche durch die Polymerisierung von konjugierten Dienen
und/oder aliphatischen oder aromatischen Vinylmonomeren erhalten
wird.
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In
dem Beispiel, auf welches sich in den 2 und 3 bezogen
wird, wiegt die Polymermasse 113,7 kg (mit einem Trockenbestandteil
gleich 94,08 kg) und wird zusammen mit einem Verstärkungsfüller gemischt,
welcher zusätzlich
zu Ruß Quarz
umfasst.
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Das
Gesamtgewicht des Verstärkungsfüllers ist
68,2 kg, wobei das Quarz 58% umfasst, welches mit der Polymerbasis
mittels bekannter Elemente, wie beispielsweise Silane, verbunden
ist.
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In
dem Beispiel umfasst die bearbeitete Masse 8 kg freien Öles und
21,15 kg anderer Inhaltsstoffe, welche in kleineren Prozentzahlen
vorliegen, so wie typischerweise Silane oder andere Verbindungsmittel
von Quarz, Zinkoxid, Stearinsäure
und anderen Anti-Verschlechterungsmitteln (engl.: anti-deteriorating agents)
auf eine solche Weise, so dass ein Füllfaktor des Mischer gleich
67,7% erreicht wird.
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Der
letztere wird durch das Verhältnis
zwischen der Masse, welche in dem Mischer vorliegt (211 kg in dem
Beispiel), und der Kapazität
des Mischers (gleich zu 270 Liter) multipliziert mit der Dichte
der vorgenannten Masse (1,154 kg/dm3) definiert.
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Der
Bearbeitungszyklus, auf welchen in den Graphen der 2 und 3 Bezug
genommen wird, ist in aufeinander folgende Phasen aufgeteilt, welche
durch die Zeit auf der Abszisse identifiziert werden können.
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Auf
diese Weise werden die Rotoren 2 und 3 des Mischers 1 zum
Start auf eine vorbestimmte Durchschnittsgeschwindigkeit von 40
Umdrehungen/Minute gebracht, um die Inhaltsstoffe anfänglich in
den Trichter 11 (ungefähr
in einem Intervall von 0 bis 2 Minuten) einzubringen; in diesem
Zustand ist der Pressstempel 8 vollständig angehoben, um das Eintreten
der Inhaltsstoffe in Richtung der Mischkammer 4 zu ermöglichen.
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Sobald
die Beladungsphase abgeschlossen ist, wird der Stempel 8 abgesenkt:
Dieser Vorgang wird durchgeführt
durch das Steuern des Druckes, welcher durch das Betätigungsfluid
(Öl oder
Gas) auf den Pressstempel aufgebracht wird, auf eine solche Weise,
als dass er einer vorbestimmten Positions-Zeit-Profil-Zeit folgt.
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Die
nachfolgenden Positionen des Stempels als eine Funktion der Zeit
(berechnet in Sekunden vom Start des Absenkens des Stempels) sind
in der Tabelle in 4 zusammengefasst und die Daten
bezüglich dieser
sind in grafischer Form in 2 gezeigt.
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Wie
zu sehen ist, tritt in diesem Beispiel anfänglich das Absenken sehr schnell
auf (über
1.250 mm in 6 Sekunden) bis der Stempel auf die Masse der Inhaltstoffe,
welche in den Mischer eingefüllt
sind, auftrifft.
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An
diesem Punkt wird die Steuerung des Druckes, welcher durch das Betriebsfluid
auf den Pressstempel aufgebracht wird, als eine Funktion der Position
dessen initiiert: Der Stempel beginnt daher in einer graduellen
Weise mit einer gesteuerten Vorschubsgeschwindigkeit von 90 mm in
45 Sekunden abzusinken.
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In
diesem Zusammenhang ist es hilfreich zu erklären, dass auf eine durchschnittliche
Vorwärtsbewegung
des Stempels Bezug genommen wird, da dessen reelle Bewegung durch
nach und nach folgende Oszillation charakterisiert ist (welche in
dem Diagramm der 2 zu sehen sind), welche durch
die Masse hervorgerufen werden, welche in die Mischkammer eingebracht
wird, welche einer periodischen Bewegung unterworfen wird, welche
durch die Rotation der Rotoren aufgebracht wird, welche die lineare
Abwärtsbewegung
des Stempels überlagert.
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Die
Position des letzteren wird durch das Einstellen des Druckes des
Fluids in dem Betätigungszylinder 10 reguliert;
diese Regelung wird durch das Mischersteuersystem gesteuert, welches
in dieser Phase den Druck reguliert, welcher auf den Pressstempel
aufgebracht wird und welcher den Stempel dazu bringt, sich mit einem
vorbestimmten Positionsprofil nach unten zu bewegen, dessen Gradient
(also dem Grad der Verschiebung pro Zeiteinheit) in der Rezeptur
festgelegt ist.
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Auf
diese Weise wird die Position über
die Zeit des Stempels als ein Prozesssteuerparameter verwendet,
zusätzlich
zu den bereits bekannten Parametern, wie beispielsweise der Temperatur,
des Druckes welcher auf den Pressstempel aufgebracht wird, der Kraft,
etc.
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Die
oben beschriebene Position fügt
der Kompaktivierungskurve des Materials Information hinzu, welche,
so wie es bekannt ist, mit dem Einbringen des Polymers in die Kammer
korreliert ist.
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Auf
diese Weise wird es auch möglich,
nachfolgend auf das Einbringen des Füllers die optimale Zeit zum
Zufügen
des Weichmacherinhaltstoffes zu identifizieren.
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Wenn
der Pressstempel 8 den Arbeitsbereich erreicht, wird das
Mischen der Mischung gemäß den üblichen
Kriterien fortgeführt,
welche in jedem Falle von dem Zwischenprodukt, welches erhalten
werden soll, abhängen.
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Der
Graph in 2 zeigt das Positions-Zeit-Profil
der Position des Stempels für
einen Betriebszyklus, wobei die Position als ein Abstand in Millimetern
(mm) von einem vorbestimmten Referenzpunkt aus ausgedrückt ist,
welcher in diesem Fall der abgesenkte Arbeitzustand ist, während die
Zeit in Minuten angegeben ist.
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3 zeigt
andererseits die Graphen des Druckes, welcher auf den Pressstempel
zur Betätigung
dessen aufgebracht wird und die instantane Kraft, welche von den
Rotoren während
des gleichen Betriebszyklus wie dem der 2 verwendet
wird; die Einheiten der Messung sind psi für den Druck, kW für die Energie,
und Minuten für
die Zeit.
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Wie
gesehen werden kann, wird in den Phasen nachfolgend auf das Einbringen
der Inhaltsstoffe, welche oben betrachtet wurden, der Stempel zwischen
den oberen und unteren Totpunkten schnell angehoben und abgesenkt,
da das weitere Einbringen anderen Materials, welches gemischt werden
soll, nicht vorgesehen ist. Obwohl diese Möglichkeit in einem solchen
Fall nicht ausgeschlossen werden kann, wird das Absenken des Stempels
immer noch auf eine gesteuerte Weise, wie sie ebenfalls bereits
erklärt
wurde, durchgeführt
werden.
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Die
Resultate, welche mit dem Herstellungsverfahren gemäß der Erfindung
erhalten wurden, sind recht vorteilhaft.
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Beim
Durchführen
von Laboratoriumstests von Mischproben gemäß dem obigen Beispiel (unter
Verwendung der Reflektionslichttechnik und des „Dispergrader 1000" Systems, welches
von Optigrade hergestellt ist) war es tatsächlich möglich sicherzustellen, dass
die Dimensionen und die Anzahl von Aggregaten, welche in der bearbeiteten
Masse vorlagen, niedriger waren gegenüber einer Mischung, welche
mit dem gleichen Prozess hergestellt war, in dem jedoch ein Absenken
des Pressstempels nicht in der gesteuerten Weise gemäß der Lehre
der Erfindung stattfand.
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Aus
diesem Zweck wird auf den Graphen in 5 Bezug
genommen, welcher auf der Basis der vorgenannten Tests erhalten
wurde, in dem die Ordinate die Anzahl von Aggregaten zeigt, welche
einen spezifischen durchschnittlichen Durchmesser aufweisen, welche
auf der Abszisse gezeigt ist.
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Wie
gesehen werden kann, hat die Kurve, die sich auf Mischung, welche
gemäß der Erfindung
bearbeitet wurde, für
jeden durchschnittlichen Durchmesserwert eine Anzahl von Aggregaten,
welche systematisch niedriger ist als die der Mischung, welche normal
behandelt wurde, also ohne die Steuerung des Absenkens des Pressstempels.
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Weiterhin
werden mit dem Verfahren gemäß der Erfindung
Aggregate mit einem durchschnittlichen Durchmesser größer als
50 μm nahezu
vollständig
eliminiert.
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Natürlich sind
Variationen der Erfindung bezüglich
dessen, was bis hierin beschrieben wurde, möglich.
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Zunächst ist
es notwendig herauszustellen, dass das Bearbeitungsverfahren, welches
hier betrachtet wurde, in allen Mischern des geschlossenen Typus
verwendet werden kann (zum Beispiel ebenso denen mit einander eingreifenden
Rotoren), welche mit einem Druckstempel versehen sind.
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Darüber hinaus
muss, wie oben erwähnt,
die Steuerung des Abwärtshubes
des Druckstempels nicht nur für
die Dispersion des Verstärkungsfüllers anwendbar
angesehen werden, sondern kann ebenso während sämtlicher Prozessphasen durchgeführt werden,
welche eine Dispersion anderer Materialien in der Polymermasse erfordern,
so wie beispielsweise dem Hinzufügen
des Vernetzungssystems zu der Mischung, um Gemische zu erhalten,
welche vulkanisiert werden können,
oder dem Mischen von Mischungen unterschiedlicher Zusammensetzungen,
welche durch das Hinzufügen
einer von diesen zu der Mischung, welche bereits in dem Mischer
vorhanden ist, ausgeführt
wird, und so weiter.
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Die
Implementierung des Verfahrens gemäß der Erfindung in Bezug auf
den Verstärkungsfüller ist
besonders vorteilhaft, da sie, zusätzlich zu der verbesserten
Dispersion, welche bereits oben genannt wurde, auch dem Hinzufügen der
Weichmachersubstanzen ermöglicht,
optimiert zu werden.
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In
dieser Beziehung ist es notwendig herauszustellen, dass im Stand
der Technik, da die Phase des Einbringens des Füllers ohne Steuern der Position
des Stempels und unter Verwendung der herkömmlichen Parameter, wie beispielsweise
Temperatur, Energie und Kraft, durchgeführt wird, deren Durchführung über eine
vorbestimmte Zeitspanne (typischerweise im Bereich von 1 Minute)
hinweg auftritt, an deren Ende angenommen wird, dass das Einführen abgeschlossen
ist.
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Das
Resultat ist, dass ohne irgendeine Steuerung der Stempel den Arbeitszustand
entweder vor oder nach der vorgenannten Zeitspanne erreichen kann.
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In
dem ersten Fall tritt ein Verlust der spezifischen Kraft auf: Dies
bedeutet dass es eine Totzeit gibt, welche dazu verwendet werden
könnte,
die Weichmachersubstanzen hinzuzuführen, aber welche zu diesem Zwecke
nicht verwendet wird, da es keine hinreichende Sicherheit darüber gibt,
dass die Einbringung des Füllers
beendet wurde.
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Durch
das Absenken des Stempels, wobei dessen Position über die
Zeit hinweg in einer vorbestimmten Vorschubgeschwindigkeit, wie
in der vorliegenden Erfindung, gesteuert wird, ist es möglich sicherzustellen, dass
das Einbringen des Füllers
genau dann beendet wird, wenn der Stempel den abgesenkten Arbeitszustand
erreicht, um ihn so nachfolgend in den angehobenen Rastzustand zu
bringen und die Weichmacher einzuführen.
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In
dem zweiten Fall kann andererseits, da der Stempel den Arbeitszustand
zu spät
erreicht, ein Verlust von Material als ein Resultat des Saugens
auftreten, wenn der Stempel angehoben ist um die nachfolgende Bearbeitungsphase
zu starten, zum Beispiel zu dessen Reinigen oder dem Einbringens
von Weichmachern.
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In
beiden Fällen
ist das Mischen des bearbeiteten Materials betroffen.
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Die
Konsequenzen dieser Situation sind in 7 verglichen
mit 6 gezeigt. Sie zeigen die rheometrischen Kurven,
welche sich auf die Gemische gemäß der obigen
Rezeptur beziehen, welche unter Steuerung des Pressstempels mit
dem Verfahren der vorliegenden Erfindung (6) und dem
Betrieb in Übereinstimmung
mit dem Stand der Technik (7) erhalten
werden.
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Wie
gesehen werden kann, gibt es, während
in dem Fall des Verfahrens dieser Erfindung die unterschiedlichen
Kurven, welche in dem Graphen in 6 aufgetragen
sind einen eher gleichmäßigen Trend
aufweisen, in dem Fall des Standes der Technik (7)
eine bestimmte Dispersion der erhaltenen Werte.