EP4178777A1 - Verfahren zur herstellung einer kautschukmischung, und verwendung einer zum durchführen des verfahrens geeigneten vorrichtung - Google Patents

Verfahren zur herstellung einer kautschukmischung, und verwendung einer zum durchführen des verfahrens geeigneten vorrichtung

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Publication number
EP4178777A1
EP4178777A1 EP21732307.0A EP21732307A EP4178777A1 EP 4178777 A1 EP4178777 A1 EP 4178777A1 EP 21732307 A EP21732307 A EP 21732307A EP 4178777 A1 EP4178777 A1 EP 4178777A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
mixer
range
mixing
rotor
chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP21732307.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christopher Wortmann
Monir Sharifi
Andreas Kuellig
Tim RENNMANN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental Reifen Deutschland GmbH
Original Assignee
Continental Reifen Deutschland GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Reifen Deutschland GmbH filed Critical Continental Reifen Deutschland GmbH
Publication of EP4178777A1 publication Critical patent/EP4178777A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/02—Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type
    • B29B7/06—Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type with movable mixing or kneading devices
    • B29B7/10—Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type with movable mixing or kneading devices rotary
    • B29B7/18—Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft
    • B29B7/183—Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft having a casing closely surrounding the rotors, e.g. of Banbury type
    • B29B7/186—Rotors therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29B7/02—Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type
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    • B29B7/28—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations for measuring, controlling or regulating, e.g. viscosity control
    • B29B7/286—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations for measuring, controlling or regulating, e.g. viscosity control measuring properties of the mixture, e.g. temperature, density
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/74—Mixing; Kneading using other mixers or combinations of mixers, e.g. of dissimilar mixers ; Plant
    • B29B7/7466—Combinations of similar mixers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29B7/74—Mixing; Kneading using other mixers or combinations of mixers, e.g. of dissimilar mixers ; Plant
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34—Silicon-containing compounds
    • C08K3/36—Silica
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L21/00—Compositions of unspecified rubbers
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Definitions

  • the invention relates to a method for producing a rubber compound and the use of a device suitable for carrying out the method for producing a rubber compound.
  • Rubber mixture components with each other always involves the conflict of objectives between producing the rubber mixture as quickly as possible and achieving the highest possible quality of the same.
  • various parameters play a role during production and have a major impact on the final product, which can be a pneumatic vehicle tire, for example.
  • One of the most important parameters here is the dispersion of the fillers in the rubber compound and the homogeneity of the distribution of the individual components in the rubber compound.
  • EP 2736690 B1 discloses "Method for the preparation of a starting mixture, during which the following steps are successively carried out: A - in an internal mixer type mixing device (100) of the type containing a mixing container (116), in the rotors (112, 113) that are set in rotation and have radial projections that form an air gap (e) between them and with the container, a rubber matrix, reinforcing fillers and, if necessary, other components are introduced, with the exception of the cross-linking system, B - the mixing of the components in the container is carried out until a homogeneous mixture is obtained, ensuring that the temperature of the mixture remains lower than or equal to 170°C Colour" (see claim 1 ).
  • EP 0618055 B1 describes a process for processing rubber base mixtures containing non-reactive additives into ready-made rubber mixtures using a ram kneader, with a previously prepared, finished base mixture being fed to the ram kneader for plasticizing and, after plasticizing, the batch being fed directly to a ram-less kneader in order to Ready-to-mix by adding reactive additives at a reduced temperature compared to the stamp kneader.
  • tandem mixers which are generally already known in the prior art:
  • DE4309451 A1 relates to a process for the production of rubber mixtures in which, in a first stage, a basic mixture is produced batchwise in a stamp kneader from rubber and non-reactive additives and the basic mixture is also batchwise added in a second stage without intermediate storage, with the addition of reactive additives in a stampless kneader reduced temperature is fully mixed.
  • tandem mixers have significantly reduced the manufacturing time of a batch of rubber compound.
  • the second mixer having a mixing chamber and at least one mixing rotor in the mixing chamber of the second mixer, wherein i. the mixing chamber of the second mixer is delimited by a chamber housing, a second filling opening and a second ejection opening, ii. the mixing chamber of the second mixer has a second chamber volume, wherein the volume ratio of the chamber volume of the mixing chamber of the second mixer to the chamber volume of the mixing chamber of the first mixer is in the range from 15:1 to 1:1, and iii. the at least one mixing rotor of the second mixer
  • the increase in vane field velocities can be qualitative, ie proportional to the shear rates, or quantitative, ie proportional to the area on which the shear rates are generated. The latter is quantified below using the formula for the vane field speed.
  • Simply increasing the shear rate or the sole increase in the area on which the shear rates are formed leads to better dispersion of the fillers and/or greater homogeneity of the components of the rubber mixture in the corresponding mixing chamber, which here preferably and advantageously is the first mixing chamber a device according to the invention.
  • both the shear rate and the area over which the shear rates are generated are increased at the same time, the dispersion of the fillers and/or the homogeneity of the components in the rubber compound increases disproportionately in the corresponding mixing chamber, which here is advantageously the first mixing chamber of a device according to the invention.
  • mixing chamber of the first mixer and “first mixing chamber” are used synonymously.
  • mixing chamber of the second mixer and “second mixing chamber” are used synonymously.
  • mixing rotors and “mixing rotors” are used synonymously
  • each mixing chamber comprises at least two mixing rotors as described above, preferably exactly two mixing rotors as described above.
  • the ratio of the blade field speeds acting on the rubber mixture during step A) in the mixing chamber of the first mixer to the blade field speeds acting on the rubber mixture during step C) in the mixing chamber of the second mixer is in the range from 1,000,000:1 to 1.01:1, preferably in the range from 100,000:1 to 5:1, particularly preferably in the range from 10,000:1 to 10:1, very particularly preferably in the range of 500 :1 to 100:1.
  • An advantage of the aspect of the present invention described above is that said flomogeneity and/or said dispersion of the fillers in the rubber compound is further improved by the relatively high blade field speeds described above in the first mixing chamber compared to the blade field speeds in the second mixing chamber .
  • the vane field speeds acting on the rubber mixture during step A) in the mixing chamber of the first mixer is in the range from 10 m/s to 300 m/s, preferably in the range from 20 m/s to 200 m/s, particularly preferably in the range of 30 m/s to 150 m/s, very particularly preferably in the range from 40 m/s to 100 m/s, and/or
  • the blade field velocities acting on the rubber mixture during step C) in the mixing chamber of the second mixer is in the range from 1 m/s to 80 m/s, preferably in the range from 3 m/s to 50 m/s, particularly preferably in the range of 3 m/s to 40 m/s, very particularly preferably in the range from 5 m/s to 30 m/s.
  • the shear rates i.e. how qualitatively high the forces are at the maximum radius of the rotor blade, are preferably calculated in the context of the present invention according to the following formula 1:
  • the quantity of the forces results from the area of a rotor blade of a rotor on which the maximum radius of the rotor described above in formula 1 located.
  • this area corresponds to the outer wall surface of the rotor blade closest to the chamber housing:
  • L maximum circumferential length of the outer wall surface on which the maximum radius of the same rotor lies [m]
  • h distance between the inner wall of the chamber housing and the outer wall of the rotor core of the same rotor [mm].
  • a rotor In the context of the present invention, a rotor consists of a rotor core and one or more rotor blades.
  • the radius of the rotor extends perpendicularly from the axis of rotation of the rotor to the outermost point of the rotor blade, ie in the radial direction of the axis of rotation of the rotor.
  • the maximum radius of the rotor is the distance at which the distance between said axis of rotation of the rotor and said radially outermost point of the blade of the same rotor, i.e. the blade tip, is greatest.
  • the circumferential length of an outer surface of a rotor extends circumferentially on the outer wall surface, the maximum circumferential length of the outer surface of the rotor being the circumferential length forming the longest circumferential extension on said outer surface. In the case of a rectangular outer wall surface of a rotor blade, this often corresponds to the diagonal between two opposite corners of the outer wall surface.
  • a method as described above or as described above as preferred is particularly preferred, wherein - the vane field velocities acting on the rubber mixture during step A) in the mixing chamber of the first mixer is in the range from 20 m/s to 300 m/s and
  • the blade field velocities acting on the rubber mixture during step C) in the mixing chamber of the second mixer is in the range from 1 m/s to 80 m/s.
  • the blade field velocities acting on the rubber mixture during step A) in the mixing chamber of the first mixer is in the range from 20 m/s to 200 m/s and
  • the vane field velocities acting on the rubber mixture during step C) in the mixing chamber of the second mixer is in the range from 3 m/s to 50 m/s.
  • - the blade field velocities acting on the rubber mixture during step A) in the mixing chamber of the first mixer is in the range from 30 m/s to 150 m/s and - the blade field velocities acting on the rubber mixture during step C) in the mixing chamber of the second mixer is in the range from 3 m/s to 30 m/s.
  • the vane field velocities acting on the rubber mixture during step A) in the mixing chamber of the first mixer is in the range from 30 m/s to 100 m/s and
  • the vane field velocities acting on the rubber mixture during step C) in the mixing chamber of the second mixer is in the range from 5 m/s to 30 m/s.
  • the second mixer has a feed unit for feeding rubber mixture components into the lower chamber housing, preferably a feed unit for feeding vulcanizing agents to the mixing chamber of the second mixer, wherein between steps A) and C ) or during step A) and/or C) vulcanizing means are transferred to the mixing chamber of the second mixer, so that an unvulcanized finished rubber mixture is produced in step C).
  • An advantage of the aspect of the present invention described above is that when curatives are added to the second mixing chamber, a ready-mixed rubber is prepared directly.
  • a ready-mixed rubber is prepared directly.
  • the second mixer having a mixing chamber and at least one mixing rotor in the mixing chamber of the second mixer, iv. the mixing chamber of the second mixer is delimited by a chamber housing, a second filling opening and a second ejection opening, v. the mixing chamber of the second mixer has a second chamber volume, the volume ratio of the chamber volume of the mixing chamber of the second mixer to the chamber volume of the mixing chamber of the first mixer being in the range from 5:1 to 1.1:1, and vi. the at least one mixing rotor of the second mixer has a mixing rotor core and at least two second rotor blades,
  • the second mixer has a feed unit for feeding vulcanizing agents to the mixing chamber of the second mixer, wherein between steps A) and C) or during step A) or C) vulcanizing agents are transferred to the mixing chamber of the second mixer, so that an unvulcanized rubber ready-mix in step C) arises,
  • the silica content of the rubber compound is in the range of 40 phr to 200 phr and less than 0.1 phr carbon black is present in the rubber compound
  • the rubber mixture comprises at least one rubber selected from the group consisting of NR, IR, SBR, SSBR and BR.
  • the invention also relates to the use of a device for producing a rubber mixture, the device being suitable for carrying out a method as described above or as described above as being preferred and comprising the following components:
  • a first mixer comprising a mixing chamber with at least one first mixing rotor, the mixing chamber of the first mixer
  • each of the at least one first mixing rotors having a mixer rotor core and at least two first rotor blades, the ratio of the total volume of all first rotor blades of all first mixing rotors to the mixing volume of the mixing chamber of the first mixer represents a first volume ratio, and
  • a second mixer comprising a mixing chamber with at least one second mixing rotor, the mixing chamber of the second mixer
  • the at least one second mixing rotor having a mixer rotor core and at least two second rotor blades, the ratio of the total volume of all second rotor blades of all second mixing rotors to the mixing volume of the mixing chamber of the second mixer represents second volume ratio, wherein the ratio of the second chamber volume of the mixing chamber of the second mixer to the first chamber volume of the mixing chamber of the first mixer im
  • the ratio of said first volume ratio to said second volume ratio is in the range from 50: 1 to 1:10, preferably in the range from 20: 1 to 1:1, preferably in the range from 15:1 to 1.1:1, particularly preferably in the range from 10:1 to 2:1.
  • the ratio of said first volume ratio to said second volume ratio improves the dispersion of the fillers and/or the distribution of the components in the rubber compound.
  • vane velocities can be increased qualitatively or quantitatively.
  • the quantity of the blade field velocities depends on the size of said area of the outer wall of a rotor blade as shown above in formula 2 and the quality of the blade field velocities depends, among other things, on the maximum radius of the rotor on said surface of the outer wall as above in formula 1 depends on the two parameters described above, i.e. both the size of the surface of the outer wall and the maximum radius of the rotor and thus the distance between the outer wall of the rotor blade and the inner wall of the respective chamber housing are geometric factors of the arrangement of the mixing rotors to the respective chamber housing of the mixing chamber , in which said mixing rotors are located.
  • first volume ratio for the first mixing chamber within the scope of the present invention and in the second volume ratio for the second mixing chamber within the scope of the present invention.
  • first volume ratio described above as well as the second volume ratio described above the volume of all rotor blades in relation to the mixing volume of the corresponding mixing chamber in which the corresponding rotor blades are located. The larger the volume of a rotor blade compared to the corresponding mixing chamber,
  • the above-mentioned ratio of the first volume ratio to the second volume ratio can increase that of a device according to the invention, in particular a tandem mixer, since a larger quantity of rubber mixture per mixing cycle based on the overall device according to the invention can be achieved .
  • the mixing volume of a mixing chamber is the chamber volume of the corresponding mixing chamber minus the volume occupied by all rotor cores in the corresponding mixing chamber.
  • the mixing volume of a mixing chamber thus corresponds to the volume in which a rubber mixture is located or can be moved in the corresponding mixing chamber.
  • the rubber compound comprises silica
  • the silica content of the rubber compound is preferably in the range from 1 phr to 200 phr and/or less than 0.1 phr carbon black in the rubber compound present, more preferably the silica content is in the range from 40 phr to 190 phr, most preferably the silica content is in the range from 60 phr to 180 phr, especially most preferably the silica content is in the range from 90 phr to 170 phr.
  • An advantage of the aspect of the present invention described above is that particularly for silica compounds, particularly large increases in the dispersion of the silica and the distribution of the remaining components in the rubber compound can be achieved. This applies all the more to silica mixtures with the preferred silica proportions described above.
  • the rubber mixture comprising one or more silanes
  • the silane fraction of the rubber mixture preferably being in the range from 0.01 phr to 50 phr, the silane fraction being particularly preferred in the range from 0.1 phr to 40 phr
  • the silane content is very particularly preferably in the range from 1 phr to 30 phr, in particular the silane content is very particularly preferably in the range from 3 phr to 20 phr.
  • An advantage of the aspect of the present invention described above is that, particularly for silica compounds, particularly large increases in the distribution of the silane in the rubber compound can be achieved. This applies all the more to silica mixtures with the preferred silane proportions described above.
  • the rubber mixture comprising at least one rubber selected from the group consisting of IIR, EPDM, NR, IR, SBR, SSBR and BR.
  • the volume ratio of the second chamber volume of the mixing chamber of the second mixer to the first chamber volume of the mixing chamber of the first mixer being in the range from 14:1 to 1.1:1, preferably in the range is from 10:1 to 1.5:1, particularly preferably in the range from 5:1 to 2:1.
  • An advantage of the aspect of the present invention described above is that in connection with the above-described ratio of said first volume ratio to said second volume ratio, greater vane field velocities arise in the first mixing chamber compared to the second mixing chamber and thus not only the advantages described above with regard to homogeneity and the dispersion can be improved, but also larger amounts of rubber mixtures per cycle can be achieved in a device according to the invention.
  • the ratio of said first volume ratio to said second volume ratio being in the range from 5:1 to 1:10, preferably in the range from 1:1 to 1:10, particularly preferred is in the range of 1:1.01 to 1:10.
  • An advantage of the aspect of the present invention described above is that even larger quantities of rubber mixtures per cycle can be achieved in a device according to the invention compared to the volume ratio as previously described.
  • a better temperature control can be achieved in the second mixing chamber, whereby an even better said homogeneity in the rubber mixture could be achieved.
  • each first rotor blade of all mixing rotors in the first mixer having a first aspect ratio, with the first aspect ratio being formed from the height of one of the first rotor blades, preferably each first rotor blade, to the effective Diameter of said one first rotor blade, preferably the corresponding first rotor blade of all first rotor blades, is in the range of 50:1 to 1:10, preferably in the range of 20:1 to 1.01:1, particularly preferably in the range of 15:1 to 1.1:1, most preferably in the range of 10:1 to 2:1, most preferably in the range of 8:1 to 5:1, with preferably the minimum distance between the blade tip of a first blade, preferably each first rotor blade, to the inner wall of the first mixer is in the range from 0.4 to 2.0 cm, preferably in the range from 0.6 cm to 1.5 cm, more preferably in the range of 0.7 to 0.9 cm.
  • An advantage of the aspect of the present invention described above is that better dispersion of the fillers in the rubber mixture resulting from the first mixing chamber is achieved by the above ratios.
  • the height of a rotor blade extends along the radial direction of the rotor of said rotor blade and is the distance from the outer wall of the rotor core to the rotor blade tip or the outer wall of said rotor blade, the height of a rotor blade preferably being the maximum radius of a rotor as defined in Formula 1 above.
  • VFiugei volume of the rotor blade or blades under consideration, whereby the volume of a cuboid rotor blade is calculated from the product of the mutually orthogonal side edge lengths according to mathematical geometry theory and the volume of a truncated pyramid-shaped rotor blade from the height of the rotor blade, the base area and the outer wall of the rotor blade according to mathematical geometry theory is calculated. Other volumes of three-dimensional rotor blades are calculated according to their geometric shape according to mathematical geometry theory.
  • the base area of a given rotor blade of a rotor is the interface between the rotor core of the same rotor and the given rotor blade of the one rotor.
  • every second rotor blade of all mixing rotors in the second mixer having a second aspect ratio, with the second aspect ratio formed from the height of one of the second rotor blades, preferably every second rotor blade, to the effective Diameter of said one second rotor blade, preferably the corresponding second rotor blade of all second rotor blades, is in the range of 50:1 to 1:10, preferably in the range of 20:1 to 1:10, particularly preferably in the range of 5:1 to 1 :10, very particularly preferably in the range from 2:1 to 1:5, in particular very particularly preferably in the range from 1:1 to 1:2.
  • an advantage of the aspect of the present invention described above is that better homogeneity of the rubber mixture resulting from the second mixing chamber is achieved by the above ratios.
  • the ratio of the first aspect ratio to the second aspect ratio being in the range from 100:1 to 1:10, preferably in the range from 50:1 to 1.01:1, particularly preferably in the range from 20:1 to 1.1:1, very particularly preferably in the range from 20:1 to 2:1, in particular very particularly preferably in the range from 10:1 to 5:1.
  • An advantage of the aspect of the present invention described above is that in the range from 100:1 to 1:10 sufficiently high vane field speeds can be achieved with the greatest possible said homogeneity and the greatest possible efficiency as described above in a device according to the invention.
  • ratios of the first aspect ratio to the second aspect ratio in the range from 100:1 to 1.01:1, particularly preferably from 100:1 to 1.1:1, very particularly preferably from 100:1 to 2:1. in particular very particularly preferably from 100:1 to 5:1.
  • the ratio of the minimum distance between the or all rotor blade tips of a first rotor blade and the inner wall of the chamber housing of the first mixer to the minimum distance between the or all rotor blade tips of a second rotor blade and the inner wall of the chamber housing of the second mixer in the range from 10:1 to 1:50, preferably in the range from 5:1 to 1:20, particularly preferably in the range from 1:1 to 1:8, very particularly preferably in the range of 1 :1.1 to 1:2, with preference being given
  • the minimum distance between the or all rotor blade tips of a second rotor blade and the inner wall of the chamber housing of the second mixer is from 0.8 to 5.0 cm, preferably in the range from 1.0 to 5 cm, particularly preferably in the range from 1.0 to 2.0 cm, very particularly preferably in the range from 1.2 to 2.0 cm, and/or
  • the minimum distance between the rotor blade tips of a second rotor blade, preferably every second rotor blade, to the outer wall of the mixing rotor core of the other mixing rotor of the second mixer is in the range of 1.0 to 5.0 cm, preferably in the range of 1.5 to 5, 0 cm, particularly preferably in the range from 1.5 to 3.0 cm, very particularly preferably in the range from 2.0 to 3.0 cm.
  • An advantage of the above aspect of the present invention is that the vane velocities in the first mixing chamber are increased even further compared to the vane velocities in the second mixing chamber. As already described above, this increases said dispersion and/or said flomogeneity even further compared to the preferred uses of the present invention described above.
  • the minimum distance between the or all rotor blade tips of a rotor blade of a rotor and the inner wall of the chamber housing in which said rotor is arranged with said one or all rotor blade tips is the smallest distance that said rotor can rotate in one revolution about its axis of rotation to said chamber housing.
  • first and second mixers each having two mixing rotors, the ratio
  • the minimum distance between the rotor blade tip of a first rotor blade, preferably each first rotor blade, to the outer wall of the mixing rotor core of the other mixing rotor of the first mixer is in the range of 0.6 to 2.0 cm, preferably in the range of 0.8 cm to 1 5 cm, particularly preferably in the range from 1.0 to 1.5 cm, very particularly preferably in the range from 1.2 to 1.5 cm, and/or
  • the minimum distance between the rotor blade tips of a second rotor blade, preferably every second rotor blade, to the outer wall of the mixing rotor core of the other mixing rotor of the second mixer is in the range of 1.0 to 5.0 cm, preferably in the range of 1.5 to 5, 0 cm, particularly preferably in the range from 1.5 to 3.0 cm, very particularly preferably in the range from 2.0 to 3.0 cm.
  • the minimum distance between a rotor blade tip in a mixing chamber and the outer wall of the mixing rotor core of the other mixing rotor of the same mixing chamber is the smallest distance that said rotor blade tip has in one revolution about the axis of rotation of the rotor to the outer wall of the mixing rotor core of the other mixing rotor .
  • An advantage of the aspect of the present invention described above is that the vane velocities in the first mixing chamber are increased even further compared to the vane velocities in the second mixing chamber, since now above also the vane velocities acting between the various rotors of a mixing chamber, in addition to the Vane field velocities between the individual rotors and the inner wall of the chamber housing of the corresponding mixer were taken into account. This increases said dispersion and/or said homogeneity even further compared to the uses of the present invention described above as preferred or described as particularly preferred.
  • Preferred is a use as described above or as described above as being preferred, wherein all mixing rotors of the first mixer are intermeshing rotors and/or all mixing rotors of the second mixer are intermeshing rotors.
  • An advantage of the aspect of the present invention described above is that even higher blade field speeds can be achieved in the first mixer described above, while in the second mixer an even better distribution of the components in the rubber mixture and thus even greater homogeneity as described above can be achieved
  • the first mixer having a ram and/or the second mixer having no ram and/or the first mixer being a top mixer and the second mixer being a bottom mixer of a tandem mixer.
  • an advantage of the aspect of the present invention described above is that the device according to the invention is a tandem mixer and thus a significant reduction in the amount per cycle is achieved, in which particularly large increases in said homogeneity and/or said dispersion are achieved within the scope of the present invention will.
  • the device for performing a method according to a of the preceding claims and comprises the following components:
  • a first mixer comprising a mixing chamber with at least one first mixing rotor, the mixing chamber of the first mixer
  • each of the at least one first mixing rotors having a mixer rotor core and at least two first rotor blades, the ratio of the total volume of all first rotor blades of all first mixing rotors to the mixing volume of the mixing chamber of the first mixer represents a first volume ratio, and
  • a second mixer comprising a mixing chamber with at least one second mixing rotor, the mixing chamber of the second mixer
  • the at least one second mixing rotor having a mixer rotor core and at least two second rotor blades, the ratio of the total volume of all second rotor blades of all second mixing rotors to the mixing volume of the mixing chamber of the second mixer second volume ratio, wherein the volume ratio of the second chamber volume of the mixing chamber of the second mixer to the first chamber volume of the mixing chamber of the first mixer is in the range of 5:1 to 1.1:1, characterized in that the ratio of said first volume ratio to said second volume ratio is in the range of 10:1 to 2:1, where each first rotor blade of all mixing rotors in the first mixer having a first aspect ratio, the first aspect ratio being the height of one of the first rotor blades to the effective diameter of said one first rotor blade being in the range of 10:1 to 2:1, every other rotor blade all mixing rotors in the second mixer have a second aspect ratio, the second aspect ratio
  • the ratio of the first aspect ratio to the second aspect ratio is in the range from 20:1 to 1.01:1,
  • the first and second mixers each have two mixing rotors, the ratio of the minimum distance between the rotor blade tip of a first rotor blade of a mixing rotor of the first mixer and the outer wall of the mixing rotor core of the other mixing rotor of the first mixer to the minimum distance between the rotor blade tip of a second rotor blade being one mixing rotor of the second mixer and the outer wall of the mixing rotor core of the other mixing rotor of the second mixer in the range from 20:1 to 1.1:1,
  • the first rotor blades are intermeshing rotors and the second rotor blades of the two sub-mixer rotors are intermeshing rotors
  • the first mixer has a plunger and the second mixer has no plunger
  • the first mixer is a top mixer and the second mixer is a bottom mixer of a tandem mixer.
  • the present invention is described below with reference to further aspects.
  • the advantageous embodiments of a use according to the invention and a method according to the invention described above also apply to all aspects of a device described below and the advantageous aspects of devices according to the invention discussed below apply accordingly to all embodiments of a use according to the invention and a method according to the invention, with both the term "upper mixer” including the term "first mixer” and the term “sub-mixer” is synonymous with the term "second mixer”.
  • a device for preparing a rubber compound comprising
  • top mixer with at least two top mixer rotors, the top mixer being delimited by a top chamber housing, a first filling opening and a first ejection opening, the top mixer rotors having a top mixer rotor core and at least two first rotor blades, the ratio of the total volume of all the first rotor blades to the effective volume of the Upper chamber housing represents a first volume ratio, and
  • the ratio of the total volume of all the second rotor blades to the effective volume of the Lower chamber housing represents a second volume ratio, characterized in that the ratio of said first volume ratio to said second volume ratio is in the range of 50:1 to 1:10, preferably in the range of 20:1 to 1:1, preferably in the range of 15 :1 to 1.1:1, more preferably in the range 10:1 to 2:1.
  • the ratio of the second chamber volume of the mixing chamber of the second mixer to the first chamber volume of the mixing chamber of the first mixer is in the range from 15:1 to 1:1, preferably in the range from 14:1 to 1.1: 1 is particularly preferably in the range from 10:1 to 1.5:1, very particularly preferably in the range from 5:1 to 2:1.
  • a first aspect ratio formed from the height of one of the first rotor blades to the effective diameter of said one first rotor blade is in the range from 50:1 to 1:10, preferably in the range from 20:1 to 1.01:1, particularly preferably in the range from 15:1 to 1.1:1, very particularly preferably in the range from 10:1 to 2:1, particularly very particularly preferably in the range from 8:1 to 5:1, and/or a second aspect ratio formed from the height of one of the second rotor blades to the effective diameter of said one second rotor blade is in the range from 50:1 to 1:10, preferably in the range from 20:1 to 1:10, particularly preferably im Range from 5:1 to 1:10, very particularly preferably in the range from 2:1 to 1:5, particularly very particularly preferably in the range from 1:1 to 1:2.
  • the ratio of the first aspect ratio to the second aspect ratio is in the range of 100:1 to 1:10, preferably in the range of 50:1 to 1.01:1, particularly preferably in the range of 20:1 to 1.1:1, very particularly preferably in the range from 20:1 to 2:1, in particular very particularly preferably in the range from 10:1 to 5:1.
  • the ratio of the minimum distance between the blade tip of a first blade and the inner wall of the upper chamber housing to the minimum distance between the blade tip of a second blade and the inner wall of the lower chamber housing in the range from 10:1 to 1:50, preferably in the range from 5:1 to 1:20, particularly preferably in the range from 1:1 to 1:8, very particularly preferably in the range from 1:1.1 to 1:2
  • the ratio of the minimum distance between the rotor blade tip of a first rotor blade and the outer wall of the upper mixer rotor core to the minimum distance between the rotor blade tip of a second rotor blade and the outer wall of the lower mixer rotor core is in the range from 50:1 to 1, 01:1, preferably in the range from 20:1 to 1.1:1, particularly preferably in the range from 20:1 to 2:1, very particularly preferably in the range from 10:1 to 5:1.
  • the device has a feed unit for feeding rubber mixture components into the lower chamber housing, preferably a feed unit for feeding vulcanizing agents into the lower chamber housing.
  • the upper mixer has a plunger and/or the lower mixer has no plunger and/or
  • the first mixer is a top mixer and the second mixer is a bottom mixer of a tandem mixer.
  • a method for producing unvulcanized vehicle tire components and/or a vehicle tire comprising the following steps: i. Manufacturing or providing rubber compound ingredients, ii. Mixing the rubber mixture components prepared and/or provided in step A) in the top mixer of a device according to one of the preceding aspects to a rubber base compound, iii. Mixing the rubber base mixture produced in step B) with vulcanizing agents and optionally others
  • Process for preparing a rubber compound comprising the following steps:
  • the second mixer having a mixing chamber and has at least one mixing rotor (1) in the mixing chamber of the second mixer, i. the mixing chamber of the second mixer is delimited by a chamber housing, a second filling opening and a second ejection opening, ii. the mixing chamber of the second mixer has a second chamber volume, wherein the volume ratio of the chamber volume of the mixing chamber of the second mixer to the chamber volume of the mixing chamber of the first mixer is in the range from 15:1 to 1:1, and iii. the at least one mixing rotor (1) of the second mixer has a mixing rotor core (2) and at least two second rotor blades (3a, 3b),
  • the ratio of the blade field velocities acting on the rubber composition during step A) in the mixing chamber of the first mixer to the blade field velocities acting on the rubber composition during step C) in the mixing chamber of the second mixer is in the range from 1,000,000:1 to 1.01:1 , preferably in the range from 100,000:1 to 5:1, particularly preferably in the range from 10,000:1 to 10:1, very particularly preferably in the range from 500:1 to 100, and/or
  • the vane field speeds acting on the rubber mixture during step A) in the mixing chamber of the first mixer is in the range from 10 m/s to 300 m/s, preferably in the range from 20 m/s to 200 m/s, particularly preferably in the range of 30 m/s to 150 m/s, very particularly preferably in the range from 40 m/s to 100 m/s, and or
  • vane field speeds in the mixing chamber of the second mixer is in the range from 1 m/s to 80 m/s, preferably in the range from 3 m/s to 50 m/s, particularly preferably in the range from 3 m/s to 30 m/s, very particularly preferably in the range from 5 m/s to 30 m/s.
  • the second mixer has a feed unit for feeding rubber compound ingredients into the sub-chamber housing, preferably a feed unit for feeding vulcanizing agents into the mixing chamber of the second mixer, wherein between steps A) and C) or during the Step A) and/or C) vulcanizing agents are transferred to the mixing chamber of the second mixer, so that an unvulcanized finished rubber mixture is produced in step C).
  • a device for producing a rubber compound which comprises the following components:
  • a first mixer comprising a mixing chamber with at least one first mixing rotor (1), the mixing chamber of the first mixer
  • each of the at least one first mixing rotors (1) having a mixer rotor core (2) and at least two first rotor blades (3a, 3b), the ratio of the total volume of all the first rotor blades (3a, 3b) of all first mixing rotors (1) to the mixing volume of the mixing chamber of the first mixer (1) represents a first volume ratio, a second mixer comprising a mixing chamber with at least one second mixing rotor (1), the mixing chamber of the second mixer - has a second chamber volume and
  • the at least one second mixing rotor (1) having a mixer rotor core (2) and at least two second rotor blades (3a, 3b), the ratio of the total volume of all the second rotor blades ( 3a, 3b) of all second mixing rotors (1) to the mixing volume of the mixing chamber of the second mixer represents a second volume ratio, the ratio of the second chamber volume of the mixing chamber of the second mixer to the first chamber volume of the mixing chamber of the first mixer being in the range from 15:1 to 1 :1, characterized in that the ratio of said first volume ratio to said second volume ratio is in the range of 50:1 to 1:10, preferably in the range of 20:1 to 1:1, preferably in the range of 15:1 to 1.1:1, more preferably in the range of 10:1 to 2:1.
  • the rubber compound comprises silica
  • the silica content of the rubber compound is preferably in the range from 1 phr to 200 phr and/or less than 0.1 phr carbon black in the Rubber mixture are present, the silica content is particularly preferably in the range from 40 phr to 190 phr, the silica content is very particularly preferably in the range from 60 phr to 180 phr, in particular the silica content is very particularly preferably in the range of 90 phr up to 170 phr.
  • the rubber compound comprises one or more silanes
  • the silane content of the rubber compound is preferably in the range from 0.01 phr to 50 phr, in particular the silane content is preferably in the range from 0.1 phr to 40 phr, the silane content is very particularly preferably in the range from 1 phr to 30 phr, In particular, the silane content is very particularly preferred in the range from 3 phr to 20 phr.
  • the rubber compound comprises at least one rubber selected from the group consisting of IIR, EPDM, NR, IR, SBR, SSBR and BR.
  • the volume ratio of the second chamber volume of the mixing chamber of the second mixer to the first chamber volume of the mixing chamber of the first mixer is in the range of 14:1 to 1.1:1, preferably in the range of 10:1 to 1.5:1, more preferably in the range of 5:1 to 2:1.
  • ratio of said first volume ratio to said second volume ratio is in the range of 5:1 to 1:10, preferably in the range of 1:1 to 1:10, more preferably in the range of 1 :1.01 to 1:10.
  • At least one first rotor blade (3a, 3b) or each first rotor blade (3a, 3b) of all mixing rotors (1) in the first mixer has a first aspect ratio, the first aspect ratio being formed from the Height of one of the first rotor blades (3a, 3b) to the effective diameter of said one first rotor blade (3a, 3b) is in the range of 50:1 to 1:10, preferably in the range of 20:1 to 1.01:1, particularly preferably in the range from 15:1 to 1.1:1, very particularly preferably in the range from 10:1 to 2:1, particularly very particularly preferably in the range from 8:1 to 5:1, and/or at least one second Rotor blades (3a, 3b) or every second rotor blade (3a, 3b) of all mixing rotors (1) in the second mixer has a second aspect ratio, the second aspect ratio being formed from the height of one of the second rotor blades (3a, 3b) to the effective Diameter of said
  • the ratio of the first aspect ratio to the second aspect ratio is in the range from 100:1 to 1:10, preferably in the range from 50:1 to 1.01:1, more preferably in the range from 20:1 to 1.1:1, very particularly preferably in the range from 20:1 to 2:1, in particular very particularly preferably in the range from 10: 1 to 5: 1.
  • the ratio of the minimum distance between the rotor blade tip (4) of a first rotor blade (3a, 3b) and the inner wall of the chamber housing of the first mixer to the minimum distance between the rotor blade tip (4) of a second rotor blade (3a, 3b) and the inner wall of the Chamber housing of the second mixer in the range from 10:1 to 1:50, preferably in the range from 5:1 to 1:20, particularly preferably in the range from 1:1 to 1:8, very particularly preferably in the range of 1:1, 1 to 1:2.
  • the first and second mixer each have two mixing rotors (1), the ratio of the minimum distance between the rotor blade tip (4) of a first rotor blade (3a, 3b) of a mixing rotor (1) of the first mixer and the outer wall (10) of the mixing rotor core (2) of the other mixing rotor (1) of the first mixer to the minimum distance between the rotor blade tip (4) of a second rotor blade (3a, 3b) of a mixing rotor (1) of the second mixer and the Outer wall (10) of the mixing rotor core (2) of the other mixing rotor (1) of the second mixer in the range of 50:1 to 1.01:1, preferably in the range of 20:1 to 1.1:1, particularly preferably in the range of 20:1 to 2:1, very particularly preferably in the range from 10:1 to 5:1. 25.
  • all mixing rotors (1) of the first mixer are intermeshing rotors and/or all
  • FIG. 1 A perspective view of a rotor of a device according to the invention, two sections A-A and B-B being drawn in in FIG. 1;
  • Figure 2 A cross-sectional view along section A-A of the device according to the invention shown in Figure 1;
  • Figure 3 A cross-sectional view along section B-B of the device according to the invention shown in Figure 1.
  • FIG. 1 shows a rotor as shown roughly in FIG. 3 of document DE 4129108 A1.
  • the various aspects of the present invention are to be described in more detail by way of example on the basis of the rotor 1 shown schematically in FIG.
  • the rotor 1 shown schematically in FIG. 1 has an axis 12, an axis of rotation 13, a mixer rotor core 2 with an outer surface 10 and two rotor blades 3a, 3b.
  • the rotor blade 3a tapering in the radial direction 15 has a clear rotor blade tip 4 and a weld seam 14 .
  • the truncated pyramid-like rotor blade 3b has an outer wall 6 with a Outer surface, a base surface 8 and a plurality of side walls 7, the base surface 8 of the rotor blade 3b of the rotor 1 being the surface which bears against the rotor core 2 of the rotor 1.
  • the outer surface of the outer wall of the rotor blade in the case of semi-circular or similarly shaped rotor blades corresponds exactly to the area which adjoins the line lying on said outer surface which has the smallest distance to the inner wall of the chamber housing and only one to 0, 5 mm greater distance to the inner wall of the chamber housing than said line.
  • FIG. 2 shows a diagrammatically illustrated cross-sectional view along section A-A of the device according to the invention shown in FIG.
  • the rotor 1 shown in FIG. 2 has an axis of rotation 13, a mixer rotor core 2 with an outer surface 10 and a radius 11 and two rotor blades 3a, 3b.
  • the pointed rotor blade 3a has a clear rotor blade tip 4 and a weld seam 14 and a height 5 .
  • the truncated pyramid-like rotor blade 3b has an outer wall 6 with an outer surface, a base 8 and a plurality of side walls 7 and a height 5, the base 8 of the rotor blade 3b of the rotor 1 being the surface which bears against the rotor core 2 of the rotor 1.
  • the maximum radius 9 of the rotor 2 extends in the radial direction 15 from the axis of rotation to the rotor blade tip 4 of the rotor blade 3a and in the radial direction 15 from the axis of rotation to the outer surface 10 of the rotor blade 3b.
  • FIG. 3 shows a diagrammatically illustrated cross-sectional view along section BB of the device according to the invention shown in FIG.
  • the rotor 1 shown in FIG. 2 has an axis of rotation 13, a mixer rotor core 2 with an outer surface 10 and with a radius 11 and the rotor blades 3b.
  • the truncated pyramid-like rotor blade 3b has an outer wall 6 with an outer surface, a base 8 and a plurality of side walls 7 and a height 5, the base 8 of the rotor blade 3b of the rotor 1 being the surface which bears against the rotor core 2 of the rotor 1.
  • the maximum radius 9 of the rotor 2 extends in the radial direction 15 from the axis of rotation to the outer surface 10 of the rotor blade 3b.

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Abstract

Vorrichtung zur Herstellung einer Kautschukmischung und/oder unvulkanisierter Fahrzeugreifenbauteile und/oder eines Fahrzeugreifens, umfassend einen ersten Mischer umfassend eine Mischkammer mit mindestens einem ersten Mischrotor und mit einem ersten Volumenverhältnis, und einen zweiten Mischer umfassend eine Mischkammer mit mindestens einem zweiten Mischrotor und mit einem zweiten Volumenverhältnis, wobei das Verhältnis des besagten ersten Volumenverhältnisses zum besagten zweiten Volumenverhältnis im Bereich von 50:1 bis 1:10 liegt. Des weiteren wird auch eine Verwendung der Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung unvulkanisierter Fahrzeugreifenbauteile und/oder eines Fahrzeugreifens offenbart.

Description

Beschreibung
VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINER KAUTSCHUKMISCHUNG,
UND VERWENDUNG EINER ZUM DURCHFÜHREN DES VERFAHRENS GEEIGNETEN VORRICHTUNG
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Kautschukmischung und die Verwendung einer zum Durchführen des Verfahrens geeigneten Vorrichtung zur Herstellung einer Kautschukmischung.
In der Kautschukindustrie müssen verschiedenste Kautschukmischungen in großen Maßstäben mit möglichst genauen und homogen verteilten Zusammensetzungen hergestellt werden. Das Vermischen der einzelnen
Kautschukmischungsbestandteile miteinander umfasst dabei stets den Zielkonflikt zwischen einer möglichst schnellen Herstellung der Kautschukmischung und dem Erreichen einer möglichst hohen Qualität derselben. Insbesondere bei letzterem spielen verschiedene Parameter während der Herstellung eine Rolle und haben einen großen Einfluss auf das finale Produkt, welches beispielsweise ein Fahrzeugluftreifen sein kann. Einer der wichtigsten Parameter ist hierbei die Dispersion der Füllstoffe in der Kautschukmischung und die Homogenität der Verteilung der einzelnen Bestandteile in der Kautschukmischung.
Aufgrund dieser unterschiedlichen Anforderungen sind verschiedene Vorrichtungen zur Herstellung Kautschukmischungen wie Innenmischer bekannt, welche beispielsweise in den nachstehenden Dokumenten näher beschrieben sind.
EP 2736690 B1 offenbart „Verfahren zur Herstellung einer Ausgangsmischung, während dessen nacheinander die folgenden Schritte ausgeführt werden: A - in eine Mischeinrichtung von der Art Innenmischer (100) von der Art, die einen Mischbehälter (116) enthält, in den Rotoren (112, 113) montiert sind, die in Drehung versetzt werden und radiale Vorsprünge aufweisen, die zwischen sich und mit dem Behälter einen Luftspalt (e) bilden, werden eine Kautschukmatrix, Verstärkungsfüllstoffe und ggf. andere Bestandteile eingeführt, mit Ausnahme des Vernetzungssystems, B - das Mischen der Bestandteile im Behälter wird ausgeführt, bis eine homogene Mischung erhalten wird, indem sichergestellt wird, dass die Temperatur der Mischung niedriger als oder gleich 170°C bleibt [...]" (siehe Anspruch 1 ).
Die EP 0618055 B1 beschreibt ein Verfahren zum Verarbeiten von nicht reaktive Zusatzstoffe enthaltenden Kautschukgrundmischungen zu Kautschukfertigmischungen unter Verwendung eines Stempelkneters, wobei dem Stempelkneter eine vorher hergestellte, fertige Grundmischung zum Plastizieren zugeführt wird und nach dem Plastizieren die Charge unmittelbar einem stempellosen Kneter zugeführt wird, um die Fertigmischung durch Zugabe von reaktiven Zusatzstoffen bei verringerter Temperatur im Vergleich zum Stempelkneter fertig zu mischen.
Eine immer häufiger verwendete Vorrichtung zur Herstellung von Kautschukmischungen sind die so genannten Tandemmischer, welche im Stand der Technik im Allgemeinen schon bekannt sind:
DE4309451 A1 betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kautschukmischungen, bei dem in einer ersten Stufe in einem Stempelkneter aus Kautschuk und nicht reaktiven Zusatzstoffen chargenweise eine Grundmischung hergestellt und die Grundmischung ohne Zwischenlagerung in einer zweiten Stufe unter Zufügen von reaktiven Zusatzstoffen in einem stempellosen Kneter ebenfalls chargenweise bei verringerter Temperatur fertig gemischt wird.
Solche Tandemmischer haben die Herstellungszeit eines Batchs einer Kautschukmischung erheblich reduziert. Es liegt jedoch ein Bedarf im Stand der Technik vor, eine ausreichend hohe Dispersion der Füllstoffe in der Kautschukmischung und/oder eine ausreichend hohe Homogenität der Verteilung der einzelnen Bestandteile in der Kautschukmischung in beim Tandemmischen zu erreichen, ohne die Herstellungszeit zu vergrößern. Dies gilt insbesondere für neuartige Kautschukmischungen mit einem hohen Anteil an Silika. Es ist daher Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, ein Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugreifens oder die Verwendung einer Vorrichtung zur Herstellung einer Kautschukmischung so zu ändern, dass die vorstehend beschriebenen Nachteile aus dem Stand der Technik nicht mehr auftreten.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Herstellung einer Kautschukmischung, umfassend die folgenden Schritte:
A) Mischen einer Kautschukmischung in einem ersten Mischer, wobei der erste Mischer eine Mischkammer und mindestens einen Mischrotor in der Mischkammer des ersten Mischers aufweist, wobei i. die Mischkammer des ersten Mischers ein erstes Kammervolumen aufweist, ii. die Mischkammer des ersten Mischers von einem Kammergehäuse, einer ersten Einfüllöffnung und einer ersten Auswurföffnung begrenzt wird und iii. der mindestens eine Mischrotor des ersten Mischers einen Mischrotorkern und zumindest zwei erste Rotorflügel aufweist,
B) Überführen der im ersten Mischer angemischten Kautschukmischung in einen zweiten Mischer, wobei der zweite Mischer eine Mischkammer und mindestens einen Mischrotor in der Mischkammer des zweiten Mischers aufweist, wobei i. die Mischkammer des zweiten Mischers von einem Kammergehäuse, einer zweiten Einfüllöffnung und einer zweiten Auswurföffnung begrenzt wird, ii. die Mischkammer des zweiten Mischers ein zweites Kammervolumen aufweist, wobei das Volumenverhältnis des Kammervolumens der Mischkammer des zweiten Mischers zum Kammervolumen der Mischkammer des ersten Mischers im Bereich von 15:1 bis 1:1 liegt, und iii. der mindestens eine Mischrotor des zweiten Mischers einen
Mischrotorkern und zumindest zwei zweite Rotorflügel aufweist, C) Mischen der im ersten Mischer angemischten Kautschukmischung in dem zweiten Mischer, wobei die auf die Kautschukmischung während Schritt C) wirkenden Flügelfeldgeschwindigkeiten in der Mischkammer des zweiten Mischers kleiner sind als die auf die Kautschukmischung während Schritt A) Flügelfeldgeschwindigkeiten in der Mischkammer des ersten Mischers.
Überraschenderweise wurde herausgefunden, dass durch das Erhöhen der Flügelfeldgeschwindigkeiten in der ersten Mischkammer im Vergleich zu den Flügelfeldgeschwindigkeiten in der zweiten Mischkammer eine bessere Dispersion der Füllstoffe und/oder eine höhere Flomogenität in der Kautschukmischung erreicht wird. Ohne an eine wissenschaftliche Theorie gebunden sein zu wollen, wird davon ausgegangen, dass durch die höheren Flügelfeldgeschwindigkeiten in der ersten Mischkammer eine höhere Dispersion der Füllstoffe der Kautschukmischung erreicht wird, welche dann in der zweiten Mischkammer besser verteilt werden. Somit kann eine höhere Homogenität der Bestandteile der Kautschukmischung erreicht werden.
Die Erhöhung der Flügelfeldgeschwindigkeiten kann dabei auf qualitative Weise, d.h. proportional zu den Schergeschwindigkeiten, oder auf quantitative Weise, d.h. proportional zu der Fläche, an welcher die Schergeschwindigkeiten gebildet werden, erfolgen. Letzteres wird im Folgenden mittels der Formel für die Flügelfeldgeschwindigkeit quantifiziert. Bereits die alleinige Erhöhung der Schergeschwindigkeit oder die alleinige Erhöhung der Fläche, an welcher die Schergeschwindigkeiten gebildet werden, führt zu einer besseren Dispersion der Füllstoffe und/oder einer höheren Homogenität der Bestandteile der Kautschukmischung in der entsprechenden Mischkammer, welche hier bevorzugt und vorteilhafterweise die erste Mischkammer einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist. Werden sowohl die Schergeschwindigkeit als auch die Fläche, an welcher die Schergeschwindigkeiten gebildet werden, gleichzeitig erhöht, so erhöht sich die Dispersion der Füllstoffe und/oder die Homogenität der Bestandteile in der Kautschukmischung überproportional in der entsprechenden Mischkammer, welche hier vorteilhafterweise die erste Mischkammer einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden die Ausdrücke „Mischkammer des ersten Mischers“ und „erste Mischkammer“ synonym verwendet. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Ausdrücke „Mischkammer des zweiten Mischers“ und „zweite Mischkammer“ synonym verwendet. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden die Ausdrücke „Mischrotoren“ und „Mischerrotoren“ synonym verwendet
Bevorzugt ist ein Verfahren wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei jede Mischkammer mindestens zwei Mischrotoren wie vorstehend beschrieben, bevorzugt genau zwei Mischrotoren wie vorstehend beschrieben, umfasst.
Bevorzugt ist ein Verfahren wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei das Verhältnis der auf die Kautschukmischung während Schritt A) wirkenden Flügelfeldgeschwindigkeiten in der Mischkammer des ersten Mischers zu den auf die Kautschukmischung während Schritt C) wirkenden Flügelfeldgeschwindigkeiten in der Mischkammer des zweiten Mischers im Bereich von 1 000 000:1 bis 1 ,01 :1 liegt, bevorzugt im Bereich von 100 000:1 bis 5:1 , besonders bevorzugt im Bereich von 10 000:1 bis 10:1 , ganz besonders bevorzugt im Bereich von 500:1 bis 100:1.
Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass sich durch die vorstehend beschriebenen relativ hohen Flügelfeldgeschwindigkeiten in der ersten Mischkammer im Vergleich zu den Flügelfeldgeschwindigkeiten in der zweiten Mischkammer die besagte Flomogenität und/oder die besagte Dispersion der Füllstoffe in der Kautschukmischung noch weiter verbessert.
Bevorzugt ist ein Verfahren wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei - die auf die Kautschukmischung während Schritt A) wirkenden Flügelfeldgeschwindigkeiten in der Mischkammer des ersten Mischers im Bereich von 10 m/s bis 300 m/s liegt, bevorzugt im Bereich von 20 m/s bis 200 m/s, besonders bevorzugt im Bereich von 30 m/s bis 150 m/s, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 40 m/s bis 100 m/s, und/oder
- die auf die Kautschukmischung während Schritt C) wirkenden Flügelfeldgeschwindigkeiten in der Mischkammer des zweiten Mischers im Bereich von 1 m/s bis 80 m/s liegt, bevorzugt im Bereich von 3 m/s bis 50 m/s, besonders bevorzugt im Bereich von 3 m/s bis 40 m/s, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 5 m/s bis 30 m/s.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ergeben sich die Flügelfeldgeschwindigkeiten somit im einfachsten Falle aus dem Produkt
- der Schergeschwindigkeit eines Rotors in einer bestimmten Mischkammer
- mit der in Umfangsrichtung verlaufenden Umfangslänge L auf der Außenwand des Rotorflügels, an der die entsprechenden Schergeschwindigkeiten gebildet werden.
Dies ergibt sich aus den folgenden Definitionen:
Die Schergeschwindigkeiten, also wie qualitativ hoch die Kräfte am maximalen Radius des Rotorflügels sind, werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt gemäß der folgenden Formel 1 berechnet:
Schergeschwindigkeit = v / h (Formel 1 ), wobei v = Kreisgeschwindigkeit des Rotors [1/s] x maximaler Radius desselben Rotors [mm] und h = Abstand zwischen der Innenwand des Kammergehäuses und der Außenwand des Rotorkerns desselben Rotors [mm].
Die Quantität der Kräfte ergibt sich aus der Fläche eines Rotorflügels eines Rotors, auf dem der vorstehend in Formel 1 beschriebene maximale Radius des Rotors liegt. Bei Rotorflügeln mit einem rechteckigen oder trapezförmigen Querschnitt zur Rotationsachse des entsprechenden Rotors entspricht diese Fläche der dem Kammergehäuse nächstgelegenen Außenwandfläche des Rotorflügels:
Flügelfeldgeschwindigkeit = L v / h (Formel 2), wobei v = Kreisgeschwindigkeit des Rotors [1/s] x maximaler Radius desselben Rotors [mm],
L = maximale Umfangslänge der Außenwandfläche, auf der der maximale Radius desselben Rotors liegt [m], und h = Abstand zwischen der Innenwand des Kammergehäuses und der Außenwand des Rotorkerns desselben Rotors [mm].
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung besteht ein Rotor aus einem Rotorkern und einem oder mehreren Rotorflügeln.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung erstreckt sich der Radius des Rotors senkrecht von der Drehachse des Rotors bis zum äußersten Punkt des Rotorflügels, also in der radialen Richtung der Drehachse des Rotors. Der maximale Radius des Rotors ist der Abstand, bei dem die Distanz zwischen der besagten Drehachse des Rotors und dem besagten radial äußersten Punkt des Rotorflügels des desselben Rotors, d.h. der Rotorflügelspitze, am größten ist.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung erstreckt sich die Umfangslänge einer Außenfläche eines Rotors auf der Außenwandfläche in Umfangsrichtung, wobei die maximale Umfangslänge der Außenfläche des Rotors die Umfangslänge ist, welche die längste Erstreckung auf der besagten Außenfläche in Umfangsrichtung bildet. Bei einer rechteckigen Außenwandfläche eines Rotorflügels entspricht dies häufig der Diagonalen zwischen zwei gegenüberliegenden Ecken der Außenwandfläche.
Besonders bevorzugt ist ein Verfahren wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei - die auf die Kautschukmischung während Schritt A) wirkenden Flügelfeldgeschwindigkeiten in der Mischkammer des ersten Mischers im Bereich von 20 m/s bis 300 m/s liegt und
- die auf die Kautschukmischung während Schritt C) wirkenden Flügelfeldgeschwindigkeiten in der Mischkammer des zweiten Mischers im Bereich von 1 m/s bis 80 m/s liegt.
Dies erhöht die vorstehend beschriebene Dispersion der Füllstoffe und die vorstehend beschriebene Flomogenität in der Kautschukmischung im Vergleich zu einem Verfahren wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben.
Ganz besonders bevorzugt ist ein Verfahren wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei
- die auf die Kautschukmischung während Schritt A) wirkenden Flügelfeldgeschwindigkeiten in der Mischkammer des ersten Mischers im Bereich von 20 m/s bis 200 m/s liegt und
- die auf die Kautschukmischung während Schritt C) wirkenden Flügelfeldgeschwindigkeiten in der Mischkammer des zweiten Mischers im Bereich von 3 m/s bis 50 m/s liegt.
Dies erhöht die vorstehend beschriebene Dispersion der Füllstoffe und die vorstehend beschriebene Homogenität in der Kautschukmischung im Vergleich zu einem Verfahren wie vorstehend als besonders bevorzugt beschrieben.
Insbesondere ganz besonders bevorzugt ist ein Verfahren wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei
- die auf die Kautschukmischung während Schritt A) wirkenden Flügelfeldgeschwindigkeiten in der Mischkammer des ersten Mischers im Bereich von 30 m/s bis 150 m/s liegt und - die auf die Kautschukmischung während Schritt C) wirkenden Flügelfeldgeschwindigkeiten in der Mischkammer des zweiten Mischers im Bereich von 3 m/s bis 30 m/s liegt.
Dies erhöht die vorstehend beschriebene Dispersion der Füllstoffe und die vorstehend beschriebene Flomogenität in der Kautschukmischung im Vergleich zu einem Verfahren wie vorstehend als ganz besonders bevorzugt beschrieben.
Darüber hinaus insbesondere ganz besonders bevorzugt ist ein Verfahren wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei
- die auf die Kautschukmischung während Schritt A) wirkenden Flügelfeldgeschwindigkeiten in der Mischkammer des ersten Mischers im Bereich von 30 m/s bis 100 m/s liegt und
- die auf die Kautschukmischung während Schritt C) wirkenden Flügelfeldgeschwindigkeiten in der Mischkammer des zweiten Mischers im Bereich von 5 m/s bis 30 m/s liegt.
Dies erhöht die vorstehend beschriebene Dispersion der Füllstoffe und die vorstehend beschriebene Homogenität in der Kautschukmischung im Vergleich zu einem Verfahren wie vorstehend als insbesondere ganz besonders bevorzugt beschrieben.
Bevorzugt ist ein Verfahren wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei der zweite Mischer eine Zuführeinheit zum Zuführen von Kautschukmischungsbestandteilen in das Unterkammergehäuse aufweist, bevorzugt eine Zuführeinheit zum Zuführen von Vulkanisationsmitteln die Mischkammer des zweiten Mischers, wobei zwischen den Schritten A) und C) oder während des Schrittes A) und/oder C) Vulkanisationsmitteln die Mischkammer des zweiten Mischers überführt werden, sodass eine unvulkanisierte Kautschukfertigmischung in Schritt C) entsteht.
Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass bei dem Hinzufügen von Vulkanisationsmitteln zu der zweiten Mischkammer direkt eine Kautschukfertigmischung hergestellt wird. Mit einem erfindungsgemäßen Verfahren wie vorstehend beschrieben ist es möglich Kautschukfertigmischungen herzustellen, welche aufgrund des Tandem Mischens in kurzer Zeit hergestellt werden können und gleichzeitig eine hohe Dispersion der Füllstoffe und eine hohe Homogenität der Kautschukmischung aufweisen.
In besonders hohem Maße bevorzugt ist ein Verfahren wie vorstehend beschrieben umfassend die folgenden Schritte:
A) Mischen einer Kautschukmischung in einem ersten Mischer, wobei der erste Mischer eine Mischkammer und mindestens einen Mischrotor in der Mischkammer des ersten Mischers aufweist, wobei i. die Mischkammer des ersten Mischers ein erstes Kammervolumen aufweist, ii. die Mischkammer des ersten Mischers von einem Kammergehäuse, einer ersten Einfüllöffnung und einer ersten Auswurföffnung begrenzt wird und iii. der mindestens eine Mischrotor des ersten Mischers einen Mischrotorkern und zumindest zwei erste Rotorflügel aufweist,
B) Überführen der im ersten Mischer angemischten Kautschukmischung in einen zweiten Mischer, wobei der zweite Mischer eine Mischkammer und mindestens einen Mischrotor in der Mischkammer des zweiten Mischers aufweist, wobei iv. die Mischkammer des zweiten Mischers von einem Kammergehäuse, einer zweiten Einfüllöffnung und einer zweiten Auswurföffnung begrenzt wird, v. die Mischkammer des zweiten Mischers ein zweites Kammervolumen aufweist, wobei das Volumenverhältnis des Kammervolumens der Mischkammer des zweiten Mischers zum Kammervolumen der Mischkammer des ersten Mischers im Bereich von 5:1 bis 1 ,1 :1 liegt, und vi. der mindestens eine Mischrotor des zweiten Mischers einen Mischrotorkern und zumindest zwei zweite Rotorflügel aufweist,
C) Mischen der im ersten Mischer angemischten Kautschukmischung in dem zweiten Mischer, wobei die auf die Kautschukmischung während Schritt C) wirkenden Flügelfeldgeschwindigkeiten in der Mischkammer des zweiten Mischers kleiner sind als die auf die Kautschukmischung während Schritt A) Flügelfeldgeschwindigkeiten in der Mischkammer des ersten Mischers, wobei
- der auf die Kautschukmischung während Schritt A) wirkenden Flügelfeldgeschwindigkeiten in der Mischkammer des ersten Mischers zu den auf die Kautschukmischung während Schritt C) wirkenden Flügelfeldgeschwindigkeiten in der Mischkammer des zweiten Mischers im Bereich von 100:1 bis 1:2 liegt,
- des besagten ersten Volumenverhältnisses zum besagten zweiten Volumenverhältnis im Bereich von 10:1 bis 2:1 liegt,
- der zweite Mischer eine Zuführeinheit zum Zuführen von Vulkanisationsmitteln die Mischkammer des zweiten Mischers aufweist, wobei zwischen den Schritten A) und C) oder während des Schrittes A) oder C) Vulkanisationsmitteln die Mischkammer des zweiten Mischers überführt werden, sodass eine unvulkanisierte Kautschukfertigmischung in Schritt C) entsteht,
- der Silika-Anteil der Kautschukmischung im Bereich von 40 phr bis 200 phr liegt und weniger als 0,1 phr Ruß in der Kautschukmischung vorliegen,
- der Silan-Anteil der Kautschukmischung im Bereich von 0,1 phr bis 20 phr und
- die Kautschukmischung mindestens einen Kautschuk umfasst ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus NR, IR, SBR, SSBR und BR.
Die vorstehend beschriebenen vorteilhaften Ausführungen eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Fierstellung einer Kautschukmischung gelten auch für sämtliche Ausführungen einer nachstehend beschriebenen Verwendung und die nachstehend diskutierten vorteilhaften Ausführungen erfindungsgemäßer Verwendungen gelten entsprechend für sämtliche Ausführungen eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Kautschukmischung.
Die Erfindung betrifft auch eine Verwendung einer Vorrichtung zur Herstellung einer Kautschukmischung, wobei die Vorrichtung zum Durchführen eines Verfahrens wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben geeignet ist und die folgenden Komponenten umfasst:
- einen ersten Mischer umfassend eine Mischkammer mit mindestens einem ersten Mischrotor, wobei die Mischkammer des ersten Mischers
- ein erstes Kammervolumen aufweist und
- von einem Kammergehäuse, einer ersten Einfüllöffnung und einer ersten Auswurföffnung begrenzt wird, wobei jeder der mindestens eine ersten Mischrotoren einen Mischerrotorkern und zumindest zwei erste Rotorflügel aufweist, wobei das Verhältnis des Gesamtvolumens sämtlicher erster Rotorflügel sämtlicher erster Mischrotoren zu dem Mischvolumen der Mischkammer des ersten Mischers ein erstes Volumenverhältnis darstellt, und
- einen zweiten Mischer umfassend eine Mischkammer mit mindestens einem zweiten Mischrotor, wobei die Mischkammer des zweiten Mischers
- ein zweites Kammervolumen aufweist und
- von einem Kammergehäuse, einer zweiten Einfüllöffnung und einer zweiten Auswurföffnung begrenzt wird, wobei der mindestens eine zweite Mischrotor einen Mischerrotorkern und zumindest zwei zweite Rotorflügel aufweisen, wobei das Verhältnis des Gesamtvolumens sämtlicher zweiter Rotorflügel sämtlicher zweiter Mischrotoren zu dem Mischvolumen der Mischkammer des zweiten Mischers ein zweites Volumenverhältnis darstellt, wobei das Verhältnis des zweiten Kammervolumens der Mischkammer des zweiten Mischers zum ersten Kammervolumen der Mischkammer des ersten Mischers im
Bereich von 15:1 bis 1 :1 liegt, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des besagten ersten Volumenverhältnisses zum besagten zweiten Volumenverhältnis im Bereich von 50: 1 bis 1 : 10 liegt, bevorzugt im Bereich von 20: 1 bis 1 :1 liegt, bevorzugt im Bereich von 15:1 bis 1 ,1 :1 liegt, besonders bevorzugt im Bereich von 10:1 bis 2:1.
Überraschenderweise wurde im Rahmen der vorliegenden Erfindung herausgefunden, dass das Verhältnis des besagten ersten Volumenverhältnisses zum besagten zweiten Volumenverhältnis die Dispersion der Füllstoffe und/oder die Verteilung der Bestandteile in der Kautschukmischung verbessert.
Ohne an eine wissenschaftliche Theorie gebunden sein zu wollen, sei auf folgendes hingewiesen, um die vorstehend beschriebene Verbesserung der Dispersion der Füllstoffe und/oder die Verteilung der Bestandteile in der Kautschukmischung aufgrund der erfindungsgemäßen Verwendung näher zu erläutern:
Wie vorstehend bereits erläutert können Flügelfeldgeschwindigkeiten auf qualitative oder quantitative Weise erhöht werden. Wie vorstehend ebenfalls bereits beschrieben ist die Quantität der Flügelfeldgeschwindigkeiten von der Größe der besagten Fläche der Außenwand eines Rotorflügels wie vorstehend in Formel 2 dargestellt abhängig und die Qualität der Flügelfeldgeschwindigkeiten unter anderem von dem maximalen Radius des Rotors auf der besagten Fläche der Außenwand wie vorstehend in Formel 1 abhängig beiden vorstehend beschriebenen Parameter, das heißt sowohl die Größe der Fläche der Außenwand als auch der maximale Radius des Rotors und somit der Abstand der Außenwand des Rotorflügels zur Innenwand des jeweiligen Kammergehäuses sind geometrische Faktoren der Anordnung von den Mischrotoren zu dem jeweiligen Kammergehäuse der Mischkammer, in der sich die besagten Mischrotoren befinden. Diese geometrischen Faktoren sind zusammengefasst für die erste Mischkammer im Rahmen der vorliegenden Erfindung in dem ersten Volumenverhältnis und für die zweite Mischkammer im Rahmen der vorliegenden Erfindung in dem zweiten Volumenverhältnis definiert. Anders ausgedrückt stellen das vorstehend beschriebene erste Volumenverhältnis sowie gleichermaßen das vorstehend beschriebene zweiten Volumenverhältnis das Volumen sämtlicher Rotorflügels ins Verhältnis zu dem Mischvolumen der entsprechenden Mischkammer, in der sich die entsprechenden Rotorflügels befinden. Je größer das Volumen eines Rotorflügels im Vergleich zu der entsprechenden Mischkammer,
- desto näher ist die besagte Außenwand der Rotorflügels an der Innenwand des Kammergehäuses der entsprechenden Mischkammer, d.h. desto größer der maximale Radius des Rotors und desto größere sind die Schergeschwindigkeiten gemäß der vorstehenden Formel 1 , und/oder
- desto größer ist die besagte Fläche der Außenwand der Rotorflügels und somit die Quantität der Flügelfeldgeschwindigkeiten gemäß der vorstehenden Formel 2.
Die Verknüpfung der verbesserten besagten Dispersion der Füllstoffe und der verbesserten Verteilung der Bestandteile in der Kautschukmischung mit den vorstehend beschriebenen Volumenverhältnis ist eine besondere Leistung der vorliegenden Erfindung.
Zusätzlich wurde im Rahmen der vorliegenden Erfindung herausgefunden, dass durch das vorstehend gesagte Verhältnis des ersten Volumenverhältnisses zum zweiten Volumenverhältnis die einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, insbesondere eines Tandemmischers, erhöht werden kann, da eine größere Menge an Kautschukmischung pro Mischzyklus bezogen auf die gesamterfindungsgemäße Vorrichtung erreicht werden kann. Dies gilt sowohl für silika- als auch russhaltigen Kautschukmischungen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist das Mischvolumen einer Mischkammer das Kammervolumen der entsprechenden Mischkammer abzüglich des Volumens, welche sämtliche Rotorkerne in der entsprechenden Mischkammer einnehmen. Das Mischvolumen eine Mischkammer entspricht somit im Rahmen der vorliegenden Erfindung dem Volumen, in weicher eine Kautschukmischung in der entsprechenden Mischkammer sich befinden oder bewegt werden kann. Bevorzugt ist eine Verwendung wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei die Kautschukmischung Silika umfasst, wobei der Silika-Anteil der Kautschukmischung bevorzugt im Bereich von 1 phr bis 200 phr liegt und/oder weniger als 0,1 phr Ruß in der Kautschukmischung vorliegen, besonders bevorzugt ist der Silika-Anteil im Bereich von 40 phr bis 190 phr, ganz besonders bevorzugt ist der Silika-Anteil im Bereich von 60 phr bis 180 phr, insbesondere ganz besonders bevorzugt ist der Silika-Anteil im Bereich von 90 phr bis 170 phr.
Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass insbesondere für Silika-Mischungen besonders große Erhöhungen der Dispersion des Silikas und der Verteilung der restlichen Bestandteile in der Kautschukmischung erreicht werden können. Dies gilt umso mehr für Silika Mischungen mit den vorstehend beschriebenen bevorzugten Silika-Anteilen.
Bevorzugt ist eine Verwendung wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei die Kautschukmischung ein oder mehrere Silane umfasst, wobei der Silan-Anteil der Kautschukmischung bevorzugt im Bereich von 0,01 phr bis 50 phr liegt, besonders bevorzugt ist der Silan-Anteil im Bereich von 0,1 phr bis 40 phr, ganz besonders bevorzugt ist der Silan-Anteil im Bereich von 1 phr bis 30 phr, insbesondere ganz besonders bevorzugt ist der Silan-Anteil im Bereich von 3 phr bis 20 phr.
Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass insbesondere für Silika-Mischungen besonders große Erhöhungen der Verteilung des Silans in der Kautschukmischung erreicht werden können. Dies gilt umso mehr für Silika-Mischungen mit den vorstehend beschriebenen bevorzugten Silan-Anteilen.
Bevorzugt ist eine Verwendung wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei die Kautschukmischung mindestens einen Kautschuk umfasst ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus IIR, EPDM, NR, IR, SBR, SSBR und BR. Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass insbesondere bei Kautschukmischungen mit den vorstehend beschriebenen Kautschukarten die vorstehend beschriebenen Probleme aus dem Stand der Technik besonders stark auftreten
Bevorzugt ist eine Verwendung wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei das Volumenverhältnis des zweiten Kammervolumens der Mischkammer des zweiten Mischers zum ersten Kammervolumen der Mischkammer des ersten Mischers im Bereich von 14:1 bis 1 ,1 :1 liegt, bevorzugt im Bereich von 10:1 bis 1 ,5:1 liegt, besonders bevorzugt im Bereich von 5:1 bis 2:1 .
Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass in Verbindung mit dem vorstehend beschriebenen Verhältnis des besagten ersten Volumenverhältnisses zum besagten zweiten Volumenverhältnis größere Flügelfeldgeschwindigkeiten in der ersten Mischkammer im Vergleich zur zweiten Mischkammer entstehen und somit nicht nur die vorstehend beschriebenen Vorteile bezüglich der Homogenität und der Dispersion verbessert werden, sondern auch größere Mengen an Kautschukmischungen pro Zyklus in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung erreicht werden können.
Bevorzugt ist eine Verwendung wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei das Verhältnis des besagten ersten Volumenverhältnisses zum besagten zweiten Volumenverhältnis im Bereich von 5:1 bis 1 : 10, bevorzugt im Bereich von 1 :1 bis 1 : 10, besonders bevorzugt im Bereich von 1 :1 ,01 bis 1 :10 liegt.
Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass noch größere Mengen an Kautschukmischungen pro Zyklus in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung erreicht werden können im Vergleich Volumenverhältnis wie zuvor beschrieben. Zusätzlich und unabhängig von der erreichten Größe der Menge der Kautschukmischung pro Zyklus konnte eine bessere Temperaturkontrolle in der zweiten Mischkammer erreicht werden, wodurch eine noch bessere besagte Homogenität in der Kautschukmischung erreicht werden konnte.
Bevorzugt ist eine Verwendung wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei jeder erste Rotorflügel sämtlicher Mischrotoren in dem ersten Mischer ein erstes Aspektverhältnis aufweist, wobei das erste Aspektverhältnis gebildet aus der Höhe eines der ersten Rotorflügel, bevorzugt jedes ersten Rotorflügels, zu dem effektiven Durchmesser des besagten einen ersten Rotorflügels, bevorzugt des entsprechenden ersten Rotorflügels sämtlicher ersten Rotorflügels, im Bereich von 50:1 bis 1 :10 liegt, bevorzugt im Bereich von 20: 1 bis 1 ,01 : 1 , besonders bevorzugt im Bereich von 15:1 bis 1 , 1 : 1 , ganz besonders bevorzugt im Bereich von 10:1 bis 2:1 , insbesondere ganz besonders bevorzugt im Bereich von 8:1 bis 5:1 , wobei bevorzugt der minimale Abstand zwischen der Rotorflügelspitze eines ersten Rotorflügels, bevorzugt jedes ersten Rotorflügels, zu der Innenwand des ersten Mischers im Bereich von 0,4 bis 2,0 cm liegt, bevorzugt im Bereich von 0,6 cm bis 1 ,5 cm, besonders bevorzugt im Bereich von 0,7 bis 0,9 cm.
Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass durch die vorstehenden Verhältnisse eine bessere Dispersion der Füllstoff in der aus der ersten Mischkammer resultierenden Kautschukmischung erreicht wird.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung erstreckt sich die Höhe eines Rotorflügels entlang der radialen Richtung des Rotors des besagten Rotorflügels und ist der Abstand von der Außenwand des Rotorkerns bis zur Rotorflügelspitze oder der Außenwand des besagten Rotorflügels, wobei die Höhe eines Rotorflügels bevorzugt dem maximalen Radius eines Rotors, wie er in der vorstehenden Formel 1 definiert ist.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird der effektive Durchmesser eines Rotorflügels wie in der folgenden Formel 3 definiert: effektive Durchmesser = VFiugei / (TTG2) (Formel 3), wobei r = Hälfte der Höhe des betrachteten oder der betrachteten Rotorflügels und
VFiugei = Volumen des betrachteten oder der betrachteten Rotorflügel, wobei das Volumen eines quaderförmigen Rotorflügels aus dem Produkt der zueinander orthogonalen Seitenkantenlängen gemäß mathematischer Geometrielehre berechnet wird und das Volumen eines pyramidenstumpfförmigen Rotorflügels aus der Höhe des Rotorflügels, der Grundfläche und der Außenwand des Rotorflügels gemäß mathematischer Geometrielehre berechnet wird. Andere Volumina dreidimensionaler Rotorflügel werden entsprechend ihrer geometrischen Form gemäß mathematischer Geometrielehre berechnet.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist die Grundfläche eines bestimmten Rotorflügels eines Rotors die Grenzfläche zwischen dem Rotorkern desselben Rotors und dem bestimmten Rotorflügel des einen Rotors.
Bevorzugt ist eine Verwendung wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei jeder zweite Rotorflügel sämtlicher Mischrotoren in dem zweiten Mischer ein zweites Aspektverhältnis aufweist, wobei das zweite Aspektverhältnis gebildet aus der Höhe eines der zweiten Rotorflügel, bevorzugt jedes zweiten Rotorflügels, zu dem effektiven Durchmesser des besagten einen zweiten Rotorflügels, bevorzugt des entsprechenden zweiten Rotorflügels sämtlicher zweiten Rotorflügels, im Bereich von 50:1 bis 1:10 liegt, bevorzugt im Bereich von 20:1 bis 1:10, besonders bevorzugt im Bereich von 5:1 bis 1:10, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 2:1 bis 1:5, insbesondere ganz besonders bevorzugt im Bereich von 1:1 bis 1:2.
Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass durch die vorstehenden Verhältnisse eine bessere Homogenität der aus der zweiten Mischkammer resultierenden Kautschukmischung erreicht wird. Bevorzugt ist eine Verwendung wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei das Verhältnis des ersten Aspektverhältnisses zu dem zweiten Aspektverhältnis im Bereich von 100:1 bis 1 :10 liegt, bevorzugt im Bereich von 50: 1 bis 1 ,01 : 1 , besonders bevorzugt im Bereich von 20: 1 bis 1 , 1 : 1 , ganz besonders bevorzugt im Bereich von 20:1 bis 2:1 , insbesondere ganz besonders bevorzugt im Bereich von 10:1 bis 5:1.
Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass im Bereich von 100:1 bis 1 :10 ausreichend hohe Flügelfeldgeschwindigkeiten bei möglichst großer besagter Homogenität und einer möglichst großen Effizienz wie vorstehend beschrieben in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung erreicht werden können.
Je kleiner die zweiten Rotorflügel sind und somit je höher jedoch das vorstehend beschriebene Verhältnis, desto die besagte Homogenität der resultierenden Kautschukmischung. Dies gilt insbesondere für Verhältnisse des ersten Aspektverhältnisses zu dem zweiten Aspektverhältnis im Bereich von 100:1 bis 1 ,01 :1 , besonders bevorzugt von 100:1 bis 1 ,1 :1 , ganz besonders bevorzugt von 100:1 bis 2:1 , insbesondere ganz besonders bevorzugt von 100:1 bis 5:1.
Besonders bevorzugt ist eine Verwendung wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei das Verhältnis des minimalen Abstandes zwischen der oder sämtlicher Rotorflügelspitzen eines ersten Rotorflügels und der Innenwand des Kammergehäuses des ersten Mischers zu dem minimalen Abstand zwischen der oder sämtlicher Rotorflügelspitzen eines zweiten Rotorflügels und der Innenwand des Kammergehäuses des zweiten Mischers im Bereich von 10:1 bis 1 :50, bevorzugt im Bereich von 5:1 bis 1 :20, besonders bevorzugt im Bereich von 1 :1 bis 1 :8, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 1 :1 ,1 bis 1 :2, wobei bevorzugt
- der minimale Abstand zwischen der oder sämtlicher Rotorflügelspitzen eines zweiten Rotorflügels und der Innenwand des Kammergehäuses des zweiten Mischers von 0,8 bis 5,0 cm liegt, bevorzugt im Bereich von 1 ,0 bis 5 cm, besonders bevorzugt im Bereich von 1 ,0 bis 2,0 cm, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 1 ,2 bis 2,0 cm, und/oder
- der minimale Abstand zwischen der Rotorflügelspitzen eines zweiten Rotorflügels, bevorzugt jedes zweiten Rotorflügels, zu der Außenwand des Mischrotorkern des anderen Mischrotors des zweiten Mischers im Bereich von 1 ,0 bis 5,0 cm liegt, bevorzugt im Bereich von 1 ,5 bis 5,0 cm, besonders bevorzugt im Bereich von 1 ,5 bis 3,0 cm, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 2,0 bis 3,0 cm.
Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass die Flügelfeldgeschwindigkeiten in der ersten Mischkammer noch weiter im Vergleich zu den Flügelfeldgeschwindigkeiten in der zweiten Mischkammer erhöht werden. Dies erhöht wie bereits vorstehend beschrieben die besagte Dispersion und/oder die besagte Flomogenität noch weiter im Vergleich zu den vorstehend beschriebenen bevorzugten Verwendungen der vorliegenden Erfindung.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist der minimale Abstand zwischen der oder sämtlicher Rotorflügelspitzen eines Rotorflügels eines Rotors und der Innenwand des Kammergehäuses, in dem der besagte Rotor mit der besagten einen oder sämtlichen Rotorflügelspitzen angeordnet ist, der kleinste Abstand, den der besagte Rotor bei einer Umdrehung um seine Rotationsachse zum besagten Kammergehäuse aufweist.
Besonders bevorzugt ist auch eine Verwendung wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei der erste und zweite Mischer jeweils zwei Mischrotoren aufweisen, wobei das Verhältnis
- des minimalen Abstandes zwischen der Rotorflügelspitze eines ersten Rotorflügels, bevorzugt jedes ersten Rotorflügels, eines Mischrotors des ersten Mischers und der Außenwand des Mischrotorkern des anderen Mischrotors des ersten Mischers
- zu dem minimalen Abstand zwischen der Rotorflügelspitze eines zweiten Rotorflügels, bevorzugt jedes zweiten Rotorflügels, eines Mischrotors des zweiten Mischers und der Außenwand des Mischrotorkern des anderen Mischrotors des zweiten Mischers im Bereich von 50: 1 bis 1 ,01 : 1 , bevorzugt im Bereich von 20: 1 bis 1 , 1 : 1 , besonders bevorzugt im Bereich von 20:1 bis 2:1 , ganz besonders bevorzugt im Bereich von 10:1 bis 5:1 , wobei bevorzugt
- der minimale Abstand zwischen der Rotorflügelspitze eines ersten Rotorflügels, bevorzugt jedes ersten Rotorflügels, zu der Außenwand des Mischrotorkern des anderen Mischrotors des ersten Mischers im Bereich von 0,6 bis 2,0 cm liegt, bevorzugt im Bereich von 0,8 cm bis 1 ,5 cm, besonders bevorzugt im Bereich von 1 ,0 bis 1 ,5 cm, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 1 ,2 bis 1 ,5 cm, und/oder
- der minimale Abstand zwischen der Rotorflügelspitzen eines zweiten Rotorflügels, bevorzugt jedes zweiten Rotorflügels, zu der Außenwand des Mischrotorkern des anderen Mischrotors des zweiten Mischers im Bereich von 1 ,0 bis 5,0 cm liegt, bevorzugt im Bereich von 1 ,5 bis 5,0 cm, besonders bevorzugt im Bereich von 1 ,5 bis 3,0 cm, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 2,0 bis 3,0 cm.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist der minimale Abstand zwischen einer Rotorflügelspitze in einer Mischkammer zu der Außenwand des Mischrotorkern des anderen Mischrotors derselben Mischkammer der kleinste Abstand, den die besagte Rotorflügelspitze bei einer Umdrehung um die Rotationsachse des Rotors zu der Außenwand des Mischrotorkern des anderen Mischrotors aufweist.
Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass die Flügelfeldgeschwindigkeiten in der ersten Mischkammer noch weiter im Vergleich zu den Flügelfeldgeschwindigkeiten in der zweiten Mischkammer erhöht werden, da nun vorstehend auch die Flügelfeldgeschwindigkeiten welche zwischen den verschiedenen Rotoren einer Mischkammer wirken, zusätzlich zu den Flügelfeldgeschwindigkeiten zwischen den einzelnen Rotoren und der Innenwand des Kammergehäuses des entsprechenden Mischers berücksichtigt wurden. Dies erhöht die besagte Dispersion und/oder die besagte Homogenität noch weiter im Vergleich zu den vorstehend als bevorzugt beschriebenen oder als besonders bevorzugt beschriebenen Verwendungen der vorliegenden Erfindung.
Bevorzugt ist eine Verwendung wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei sämtliche Mischrotoren des ersten Mischers ineinandergreifende Rotoren sind und/oder sämtliche Mischrotoren des zweiten Mischers ineinandergreifende Rotoren sind.
Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass dadurch in dem vorstehend beschriebenen ersten Mischer noch höhere Flügelfeldgeschwindigkeiten erreicht werden können, während in der dem zweiten Mischer eine noch bessere Verteilung der Bestandteile in der Kautschukmischung und somit eine noch höhere Homogenität wie vorstehend beschrieben erreicht werden kann
Bevorzugt ist eine Verwendung wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben, wobei der erste Mischer einen Stempel und/oder der zweite Mischer keinen Stempel aufweist und/oder der erste Mischer ein Obermischer und der zweite Mischer ein Untermischer eines Tandemmischers sind.
Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung ein Tandemmischer ist und somit eine deutliche Reduzierung der Bescheid pro Zyklus erreicht wird, bei der im Rahmen der vorliegenden Erfindung besonders große Erhöhungen der besagten Homogenität und/oder der besagten Dispersion erreicht werden.
In besonders hohem Maße bevorzugt ist eine Verwendung wie vorstehend beschrieben, wobei die Vorrichtung zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüchen geeignet ist und die folgenden Komponenten umfasst:
- einen ersten Mischer umfassend eine Mischkammer mit mindestens einem ersten Mischrotor, wobei die Mischkammer des ersten Mischers
- ein erstes Kammervolumen aufweist und
- von einem Kammergehäuse, einer ersten Einfüllöffnung und einer ersten Auswurföffnung begrenzt wird, wobei jeder der mindestens eine ersten Mischrotoren einen Mischerrotorkern und zumindest zwei erste Rotorflügel aufweist, wobei das Verhältnis des Gesamtvolumens sämtlicher erster Rotorflügel sämtlicher erster Mischrotoren zu dem Mischvolumen der Mischkammer des ersten Mischers ein erstes Volumenverhältnis darstellt, und
- einen zweiten Mischer umfassend eine Mischkammer mit mindestens einem zweiten Mischrotor, wobei die Mischkammer des zweiten Mischers
- ein zweites Kammervolumen aufweist und
- von einem Kammergehäuse, einer zweiten Einfüllöffnung und einer zweiten Auswurföffnung begrenzt wird, wobei der mindestens eine zweite Mischrotor einen Mischerrotorkern und zumindest zwei zweite Rotorflügel aufweisen, wobei das Verhältnis des Gesamtvolumens sämtlicher zweiter Rotorflügel sämtlicher zweiter Mischrotoren zu dem Mischvolumen der Mischkammer des zweiten Mischers ein zweites Volumenverhältnis darstellt, wobei das Volumenverhältnis des zweiten Kammervolumens der Mischkammer des zweiten Mischers zum ersten Kammervolumen der Mischkammer des ersten Mischers im Bereich von 5:1 bis 1,1:1 liegt, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des besagten ersten Volumenverhältnisses zum besagten zweiten Volumenverhältnis im Bereich von 10:1 bis 2:1 liegt, wobei jeder erste Rotorflügel sämtlicher Mischrotoren in dem ersten Mischer ein erstes Aspektverhältnis aufweist, wobei das erste Aspektverhältnis gebildet aus der Höhe eines der ersten Rotorflügel zu dem effektiven Durchmesser des besagten einen ersten Rotorflügels im Bereich von 10:1 bis 2:1 liegt, jeder zweite Rotorflügel sämtlicher Mischrotoren in dem zweiten Mischer ein zweites Aspektverhältnis aufweist, wobei das zweite Aspektverhältnis gebildet aus der Höhe eines der zweiten Rotorflügel zu dem effektiven Durchmesser des besagten einen zweiten Rotorflügels im Bereich von 1 :1 bis 1 :5 liegt,
- das Verhältnis des ersten Aspektverhältnisses zu dem zweiten Aspektverhältnis im Bereich von 20:1 bis 1 ,01 :1 liegt,
- das Verhältnis des minimalen Abstandes zwischen der Rotorflügelspitze eines ersten Rotorflügels und der Innenwand des Kammergehäuses des ersten Mischers zu dem minimalen Abstand zwischen der Rotorflügelspitze eines zweiten Rotorflügels und der Innenwand des Kammergehäuses des ersten Mischers im Bereich von 20: 1 bis 1 , 1 : 1 ,
- der erste und zweite Mischer jeweils zwei Mischrotoren aufweisen, wobei das Verhältnis des minimalen Abstandes zwischen der Rotorflügelspitze eines ersten Rotorflügels eines Mischrotors des ersten Mischers und der Außenwand des Mischrotorkern des anderen Mischrotors des ersten Mischers zu dem minimalen Abstand zwischen der Rotorflügelspitze eines zweiten Rotorflügels eines Mischrotors des zweiten Mischers und der Außenwand des Mischrotorkern des anderen Mischrotors des zweiten Mischers im Bereich von 20:1 bis 1 ,1 :1 ,
- die ersten Rotorflügel ineinandergreifende Rotoren sind und die zweiten Rotorflügel der zwei Untermischerrotoren ineinandergreifende Rotoren sind,
- der erste Mischer einen Stempel und der zweite Mischer keinen Stempel aufweist und
- der erste Mischer ein Obermischer und der zweite Mischer ein Untermischer eines Tandemmischers sind. Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand weiterer Aspekte beschrieben. Die vorstehend beschriebenen vorteilhaften Ausführungen einer erfindungsgemäßen Verwendung und eines erfindungsgemäßen Verfahrens gelten auch für sämtliche Aspekte einer nachstehend beschriebenen Vorrichtung und die nachstehend diskutierten vorteilhaften Aspekte erfindungsgemäßer Vorrichtungen gelten entsprechend für sämtliche Ausführungen einer erfindungsgemäßen Verwendung und eines erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei sowohl der Begriff „Obermischer“ mit dem Ausdruck „erster Mischer“ als auch der Begriff „Untermischer“ mit dem Ausdruck „zweiter Mischer“ synonym ist.
1. Aspekt:
1. Vorrichtung zum Herstellen einer Kautschukmischung, umfassend
- einen Obermischer mit zumindest zwei Obermischerrotoren, wobei der Obermischer von einem Oberkammergehäuse, einer ersten Einfüllöffnung und einer ersten Auswurföffnung begrenzt wird, wobei die Obermischerrotoren einen Obermischerrotorkern und zumindest zwei erste Rotorflügel aufweisen, wobei das Verhältnis des Gesamtvolumens sämtlicher erster Rotorflügel zu dem effektiven Volumen des Oberkammergehäuses ein erstes Volumenverhältnis darstellt, und
- einen Untermischer mit zumindest zwei Untermischerrotoren, wobei der Untermischer von einem Unterkammergehäuse, einer zweiten Einfüllöffnung und einer zweiten Auswurföffnung begrenzt wird, wobei die Untermischerrotoren einen Untermischerrotorkern und zumindest zwei zweite Rotorflügel aufweisen, wobei das Verhältnis des Gesamtvolumens sämtlicher zweiter Rotorflügel zu dem effektiven Volumen des Unterkammergehäuses ein zweites Volumenverhältnis darstellt, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des besagten ersten Volumenverhältnisses zum besagten zweiten Volumenverhältnis im Bereich von 50:1 bis 1 :10 liegt, bevorzugt im Bereich von 20:1 bis 1:1 liegt, bevorzugt im Bereich von 15:1 bis 1,1:1 liegt, besonders bevorzugt im Bereich von 10:1 bis 2:1. 2. Vorrichtung nach Aspekt 1 , wobei das Verhältnis des zweiten Kammervolumens der Mischkammer des zweiten Mischers zum ersten Kammervolumen der Mischkammer des ersten Mischers im Bereich von 15:1 bis 1 : 1 liegt, bevorzugt im Bereich von 14:1 bis 1 , 1 : 1 liegt, besonders bevorzugt im Bereich von 10:1 bis 1,5:1 liegt, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 5:1 bis 2:1.
3. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Aspekte, wobei ein erstes Aspektverhältnis gebildet aus der Höhe eines der ersten Rotorflügel zu dem effektiven Durchmesser des besagten einen ersten Rotorflügels im Bereich von 50:1 bis 1:10 liegt, bevorzugt im Bereich von 20:1 bis 1,01:1, besonders bevorzugt im Bereich von 15:1 bis 1,1:1, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 10:1 bis 2:1, insbesondere ganz besonders bevorzugt im Bereich von 8:1 bis 5:1, und/oder ein zweites Aspektverhältnis gebildet aus der Höhe eines der zweiten Rotorflügel zu dem effektiven Durchmesser des besagten einen zweiten Rotorflügels im Bereich von 50:1 bis 1:10 liegt, bevorzugt im Bereich von 20:1 bis 1:10, besonders bevorzugt im Bereich von 5:1 bis 1:10, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 2:1 bis 1:5, insbesondere ganz besonders bevorzugt im Bereich von 1:1 bis 1:2.
4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Aspekte, wobei das Verhältnis des ersten Aspektverhältnisses zu dem zweiten Aspektverhältnis im Bereich von 100:1 bis 1:10 liegt, bevorzugt im Bereich von 50:1 bis 1,01:1, besonders bevorzugt im Bereich von 20:1 bis 1,1:1, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 20:1 bis 2:1, insbesondere ganz besonders bevorzugt im Bereich von 10:1 bis 5:1.
5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Aspekte, wobei das Verhältnis des minimalen Abstandes zwischen der Rotorflügelspitze eines ersten Rotorflügels und der Innenwand des Oberkammergehäuses zu dem minimalen Abstand zwischen der Rotorflügelspitze eines zweiten Rotorflügels und der Innenwand des Unterkammergehäuses im Bereich von 10:1 bis 1:50, bevorzugt im Bereich von 5:1 bis 1:20, besonders bevorzugt im Bereich von 1:1 bis 1:8, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 1:1,1 bis 1:2.
6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Aspekte, wobei das Verhältnis des minimalen Abstandes zwischen der Rotorflügelspitze eines ersten Rotorflügels und der Außenwand des Obermischerrotorkerns zu dem minimalen Abstand zwischen der Rotorflügelspitze eines zweiten Rotorflügels und der Außenwand des Untermischerrotorkerns im Bereich von 50:1 bis 1,01:1, bevorzugt im Bereich von 20: 1 bis 1 , 1 : 1 , besonders bevorzugt im Bereich von 20: 1 bis 2: 1 , ganz besonders bevorzugt im Bereich von 10:1 bis 5:1.
7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Aspekte, wobei die Rotorflügel der zwei Obermischerrotoren ineinandergreifende Rotoren sind und/oder die Rotorflügel der zwei Untermischerrotoren ineinandergreifende Rotoren sind.
8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Aspekte, wobei die Vorrichtung eine Zuführeinheit zum Zuführen von Kautschukmischungsbestandteilen in das Unterkammergehäuse aufweist, bevorzugt eine Zuführeinheit zum Zuführen von Vulkanisationsmitteln in das Unterkammergehäuse.
9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Aspekte, wobei
- der Obermischer einen Stempel aufweist und/oder der Untermischer keinen Stempel aufweist und/oder
- der erste Mischer ein Obermischer und der zweite Mischer ein Untermischer eines Tandemmischers sind.
10. Verfahren zur Herstellung unvulkanisierter Fahrzeugreifenbauteile und/oder eines Fahrzeugreifens, umfassend die folgenden Schritte: i. Herstellen oder Bereitstellen von Kautschukmischungsbestandteilen, ii. Mischen der in Schritt A) her- und/oder bereitgestellten Kautschukmischungsbestandteile in dem Obermischer einer Vorrichtung nach einem der vorangehenden Aspekte zu einer Kautschukgrundmischung, iii. Mischen der in Schritt B) hergestellten Kautschukgrundmischung mit Vulkanisationsmitteln und optional weiteren
Kautschukmischungsbestandteile in dem Untermischer einer Vorrichtung nach einem der vorangehenden Aspekte, sodass eine Kautschukfertigm ischung entsteht, iv. Ausformen und Zuschneiden der Kautschukfertigmischung, sodass unvulkanisierte Fahrzeugreifenbauteils entstehen und optional v. Vulkanisieren eines oder mehrere der Fahrzeugreifenbauteile zusammen mit weiteren Reifenbauteilen, sodass ein Fahrzeugreifen entsteht. . Verwendung der Vorrichtung nach einem der vorangehenden Aspekte zur Fierstellung einer Kautschukfertigmischung oder eines Fahrzeugreifenbauteils. . Verfahren zur Fierstellung einer Kautschukmischung, umfassend die folgenden Schritte:
A) Mischen einer Kautschukmischung in einem ersten Mischer, wobei der erste Mischer eine Mischkammer und mindestens einen Mischrotor in der Mischkammer des ersten Mischers aufweist, wobei i. die Mischkammer des ersten Mischers ein erstes Kammervolumen aufweist, ii. die Mischkammer des ersten Mischers von einem Kammergehäuse, einer ersten Einfüllöffnung und einer ersten Auswurföffnung begrenzt wird und iii. der mindestens eine Mischrotor (1 ) des ersten Mischers einen Mischrotorkern (2) und zumindest zwei erste Rotorflügel (3a, 3b) aufweist,
B) Überführen der im ersten Mischer angemischten Kautschukmischung in einen zweiten Mischer, wobei der zweite Mischer eine Mischkammer und mindestens einen Mischrotor (1) in der Mischkammer des zweiten Mischers aufweist, wobei i. die Mischkammer des zweiten Mischers von einem Kammergehäuse, einer zweiten Einfüllöffnung und einer zweiten Auswurföffnung begrenzt wird, ii. die Mischkammer des zweiten Mischers ein zweites Kammervolumen aufweist, wobei das Volumenverhältnis des Kammervolumens der Mischkammer des zweiten Mischers zum Kammervolumen der Mischkammer des ersten Mischers im Bereich von 15:1 bis 1:1 liegt, und iii. der mindestens eine Mischrotor (1 ) des zweiten Mischers einen Mischrotorkern (2) und zumindest zwei zweite Rotorflügel (3a, 3b) aufweist,
C) Mischen der im ersten Mischer angemischten Kautschukmischung in dem zweiten Mischer, wobei die auf die Kautschukmischung während Schritt C) wirkenden Flügelfeldgeschwindigkeiten in der Mischkammer des zweiten Mischers kleiner sind als die auf die Kautschukmischung während Schritt A) Flügelfeldgeschwindigkeiten in der Mischkammer des ersten Mischers.
13. Verfahren nach Aspekt 12, wobei
- das Verhältnis der auf die Kautschukmischung während Schritt A) wirkenden Flügelfeldgeschwindigkeiten in der Mischkammer des ersten Mischers zu den auf die Kautschukmischung während Schritt C) wirkenden Flügelfeldgeschwindigkeiten in der Mischkammer des zweiten Mischers im Bereich von 1 000000:1 bis 1,01:1 liegt, bevorzugt im Bereich von 100 000:1 bis 5:1, besonders bevorzugt im Bereich von 10000:1 bis 10:1, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 500:1 bis 100, und/oder
- die auf die Kautschukmischung während Schritt A) wirkenden Flügelfeldgeschwindigkeiten in der Mischkammer des ersten Mischers im Bereich von 10 m/s bis 300 m/s liegt, bevorzugt im Bereich von 20 m/s bis 200 m/s, besonders bevorzugt im Bereich von 30 m/s bis 150 m/s, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 40 m/s bis 100 m/s, und/oder
- die auf die Kautschukmischung während Schritt C) wirkenden
Flügelfeldgeschwindigkeiten in der Mischkammer des zweiten Mischers im Bereich von 1 m/s bis 80 m/s liegt, bevorzugt im Bereich von 3 m/s bis 50 m/s, besonders bevorzugt im Bereich von 3 m/s bis 30 m/s, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 5 m/s bis 30 m/s. Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekten 12 und 13, wobei der zweite Mischer eine Zuführeinheit zum Zuführen von Kautschukmischungsbestandteilen in das Unterkammergehäuse aufweist, bevorzugt eine Zuführeinheit zum Zuführen von Vulkanisationsmitteln die Mischkammer des zweiten Mischers, wobei zwischen den Schritten A) und C) oder während des Schrittes A) und/oder C) Vulkanisationsmitteln die Mischkammer des zweiten Mischers überführt werden, sodass eine unvulkanisierte Kautschukfertigmischung in Schritt C) entsteht. Verwendung einer Vorrichtung zur Herstellung einer Kautschukmischung, welche die folgenden Komponenten umfasst:
- einen ersten Mischer umfassend eine Mischkammer mit mindestens einem ersten Mischrotor (1), wobei die Mischkammer des ersten Mischers
- ein erstes Kammervolumen aufweist und
- von einem Kammergehäuse, einer ersten Einfüllöffnung und einer ersten Auswurföffnung begrenzt wird, wobei jeder der mindestens eine ersten Mischrotoren (1) einen Mischerrotorkern (2) und zumindest zwei erste Rotorflügel (3a, 3b) aufweist, wobei das Verhältnis des Gesamtvolumens sämtlicher erster Rotorflügel (3a, 3b) sämtlicher erster Mischrotoren (1) zu dem Mischvolumen der Mischkammer des ersten Mischers (1 ) ein erstes Volumenverhältnis darstellt, einen zweiten Mischer umfassend eine Mischkammer mit mindestens einem zweiten Mischrotor (1), wobei die Mischkammer des zweiten Mischers - ein zweites Kammervolumen aufweist und
- von einem Kammergehäuse, einer zweiten Einfüllöffnung und einer zweiten Auswurföffnung begrenzt wird, wobei der mindestens eine zweite Mischrotor (1 ) einen Mischerrotorkern (2) und zumindest zwei zweite Rotorflügel (3a, 3b) aufweisen, wobei das Verhältnis des Gesamtvolumens sämtlicher zweiter Rotorflügel (3a, 3b) sämtlicher zweiter Mischrotoren (1) zu dem Mischvolumen der Mischkammer des zweiten Mischers ein zweites Volumenverhältnis darstellt, wobei das Verhältnis des zweiten Kammervolumens der Mischkammer des zweiten Mischers zum ersten Kammervolumen der Mischkammer des ersten Mischers im Bereich von 15:1 bis 1:1 liegt, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des besagten ersten Volumenverhältnisses zum besagten zweiten Volumenverhältnis im Bereich von 50:1 bis 1:10 liegt, bevorzugt im Bereich von 20:1 bis 1:1 liegt, bevorzugt im Bereich von 15:1 bis 1,1:1 liegt, besonders bevorzugt im Bereich von 10:1 bis 2:1. Verwendung nach Aspekt 15 oder Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekten 1 bis 3, wobei die Kautschukmischung Silika umfasst, wobei der Silika-Anteil der Kautschukmischung bevorzugt im Bereich von 1 phr bis 200 phr liegt und/oder weniger als 0,1 phr Ruß in der Kautschukmischung vorliegen, besonders bevorzugt ist der Silika-Anteil im Bereich von 40 phr bis 190 phr, ganz besonders bevorzugt ist der Silika-Anteil im Bereich von 60 phr bis 180 phr, insbesondere ganz besonders bevorzugt ist der Silika-Anteil im Bereich von 90 phr bis 170 phr. Verwendung nach einem der vorangehenden Aspekten 15 bis 16 oder Verfahren nach einem der vorangehenden Aspekten 1 bis 3, wobei die Kautschukmischung ein oder mehrere Silane umfasst, wobei der Silan-Anteil der Kautschukmischung bevorzugt im Bereich von 0,01 phr bis 50 phr liegt, besonders bevorzugt ist der Silan-Anteil im Bereich von 0,1 phr bis 40 phr, ganz besonders bevorzugt ist der Silan-Anteil im Bereich von 1 phr bis 30 phr, insbesondere ganz besonders bevorzugt ist der Silan-Anteil im Bereich von 3 phr bis 20 phr. Verwendung nach einem der vorangehenden Aspekten 15 bis 17, wobei die Kautschukmischung mindestens einen Kautschuk umfasst ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus IIR, EPDM, NR, IR, SBR, SSBR und BR. Verwendung nach einem der vorangehenden Aspekten 15 bis 18, wobei das Volumenverhältnis des zweiten Kammervolumens der Mischkammer des zweiten Mischers zum ersten Kammervolumen der Mischkammer des ersten Mischers im Bereich von 14:1 bis 1,1:1 liegt, bevorzugt im Bereich von 10:1 bis 1,5:1 liegt, besonders bevorzugt im Bereich von 5:1 bis 2:1. Verwendung nach einem der vorangehenden Aspekten 15 bis 19, wobei das Verhältnis des besagten ersten Volumenverhältnisses zum besagten zweiten Volumenverhältnis im Bereich von 5:1 bis 1:10, bevorzugt im Bereich von 1:1 bis 1 : 10, besonders bevorzugt im Bereich von 1:1,01 bis 1 : 10 liegt. Verwendung nach einem der vorangehenden Aspekten 15 bis 20, wobei mindestens ein erster Rotorflügel (3a, 3b) oder jeder erste Rotorflügel (3a, 3b) sämtlicher Mischrotoren (1) in dem ersten Mischer ein erstes Aspektverhältnis aufweist, wobei das erste Aspektverhältnis gebildet aus der Höhe eines der ersten Rotorflügel (3a, 3b) zu dem effektiven Durchmesser des besagten einen ersten Rotorflügels (3a, 3b) im Bereich von 50:1 bis 1:10 liegt, bevorzugt im Bereich von 20:1 bis 1,01:1, besonders bevorzugt im Bereich von 15:1 bis 1,1:1, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 10:1 bis 2:1, insbesondere ganz besonders bevorzugt im Bereich von 8:1 bis 5:1, und/oder mindestens ein zweiter Rotorflügel (3a, 3b) oder jeder zweite Rotorflügel (3a, 3b) sämtlicher Mischrotoren (1) in dem zweiten Mischer ein zweites Aspektverhältnis aufweist, wobei das zweite Aspektverhältnis gebildet aus der Höhe eines der zweiten Rotorflügel (3a, 3b) zu dem effektiven Durchmesser des besagten einen zweiten Rotorflügels (3a, 3b) im Bereich von 50:1 bis 1:10 liegt, bevorzugt im Bereich von 20:1 bis 1:10, besonders bevorzugt im Bereich von 5:1 bis 1:10, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 2:1 bis 1:5, insbesondere ganz besonders bevorzugt im Bereich von 1:1 bis 1:2. Verwendung nach einem der vorangehenden Aspekten 15 bis 21 , wobei das Verhältnis des ersten Aspektverhältnisses zu dem zweiten Aspektverhältnis im Bereich von 100:1 bis 1:10 liegt, bevorzugt im Bereich von 50:1 bis 1,01:1, besonders bevorzugt im Bereich von 20:1 bis 1,1:1, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 20:1 bis 2:1, insbesondere ganz besonders bevorzugt im Bereich von 10: 1 bis 5: 1. Verwendung nach einem der vorangehenden Aspekten 15 bis 22, wobei das Verhältnis des minimalen Abstandes zwischen der Rotorflügelspitze (4) eines ersten Rotorflügels (3a, 3b) und der Innenwand des Kammergehäuses des ersten Mischers zu dem minimalen Abstand zwischen der Rotorflügelspitze (4) eines zweiten Rotorflügels (3a, 3b) und der Innenwand des Kammergehäuses des zweiten Mischers im Bereich von 10:1 bis 1:50, bevorzugt im Bereich von 5:1 bis 1:20, besonders bevorzugt im Bereich von 1:1 bis 1:8, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 1:1,1 bis 1:2. Verwendung nach einem der vorangehenden Aspekten 15 bis 23, wobei der erste und zweite Mischer jeweils zwei Mischrotoren (1) aufweisen, wobei das Verhältnis des minimalen Abstandes zwischen der Rotorflügelspitze (4) eines ersten Rotorflügels (3a, 3b) eines Mischrotors (1) des ersten Mischers und der Außenwand (10) des Mischrotorkern (2) des anderen Mischrotors (1) des ersten Mischers zu dem minimalen Abstand zwischen der Rotorflügelspitze (4) eines zweiten Rotorflügels (3a, 3b) eines Mischrotors (1 ) des zweiten Mischers und der Außenwand (10) des Mischrotorkern (2) des anderen Mischrotors (1) des zweiten Mischers im Bereich von 50:1 bis 1,01:1, bevorzugt im Bereich von 20: 1 bis 1 , 1 : 1 , besonders bevorzugt im Bereich von 20: 1 bis 2: 1 , ganz besonders bevorzugt im Bereich von 10:1 bis 5:1. 25. Verwendung nach einem der vorangehenden Aspekten 15 bis 24, wobei sämtliche Mischrotoren (1 ) des ersten Mischers ineinandergreifende Rotoren sind und/oder sämtliche Mischrotoren (1 ) des zweiten Mischers ineinandergreifende Rotoren sind.
26. Verwendung nach einem der vorangehenden Aspekten 15 bis 25, wobei der erste Mischer einen Stempel und/oder der zweite Mischer keinen Stempel aufweist und/oder der erste Mischer ein Obermischer und der zweite Mischer ein Untermischer eines Tandemmischers sind.
Figurenbeschreibung:
Es zeigt:
Figur 1 : Eine perspektivische Ansicht eines Rotors einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei in Figur 1 zwei Schnitte A-A und B-B eingezeichnet sind;
Figur 2: Eine Querschnittansicht entlang des Schnittes A-A der in Figur 1 gezeigten erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Figur 3: Eine Querschnittansicht entlang des Schnittes B-B der in Figur 1 gezeigten erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Figur 1 zeigt einen Rotor wie er in der grob in Figur 3 des Dokumentes DE 4129108 A1 dargestellt ist. Anhand des in Figur 1 schematisch dargestellte Rotors 1 sollen die verschiedenen Aspekte der vorliegenden Erfindung beispielhaft näher beschrieben werden. Der in Figur 1 schematisch dargestellte Rotors 1 weist eine Achse 12, eine Drehachse 13, einen Mischerrotorkern 2 mit einer Außenfläche 10 und zwei Rotorflügel 3a, 3b aufweisen. Der in radiale Richtung 15 spitzzulaufende Rotorflügel 3a weist eine eindeutige Rotorflügelspitze 4 und eine Schweißnaht 14 auf. Der pyramidenstumpfähnliche Rotorflügel 3b weist eine Außenwand 6 mit einer Außenfläche, eine Grundfläche 8 und eine mehrere Seitenwände 7 auf, wobei die Grundfläche 8 des Rotorflügels 3b des Rotors 1 die Fläche ist, welche an dem Rotorkern 2 des Rotors 1 anliegt.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung entspricht die Außenfläche der Außenwand des Rotorflügels bei halbkreisförmigen oder dazu ähnlichförmigen Rotorflügeln genau der Fläche, welche an die auf der besagten Außenfläche liegenden Linie, welche den geringsten Abstand zur Innenwand des Kammergehäuses aufweist, angrenzt und nur einen bis zu 0,5 mm größeren Abstand zur Innenwand des Kammergehäuses als diese besagten Linie aufweist.
Figur 2 zeigt eine schematisch dargestellte Querschnittansicht entlang des Schnittes A-A der in Figur 1 gezeigten erfindungsgemäßen Vorrichtung. Der in Figur 2 gezeigte Rotor 1 weist eine Drehachse 13, einen Mischerrotorkern 2 mit einer Außenfläche 10 und mit einem Radius 11 und zwei Rotorflügel 3a, 3b aufweisen. Der spitzzulaufende Rotorflügel 3a weist eine eindeutige Rotorflügelspitze 4 und eine Schweißnaht 14 sowie eine Höhe 5 auf. Der pyramidenstumpfähnliche Rotorflügel 3b weist eine Außenwand 6 mit einer Außenfläche, eine Grundfläche 8 und eine mehrere Seitenwände 7 sowie eine Höhe 5 auf, wobei die Grundfläche 8 des Rotorflügels 3b des Rotors 1 die Fläche ist, welche an dem Rotorkern 2 des Rotors 1 anliegt. Der maximale Radius 9 des Rotors 2 erstreckt sich in radiale Richtung 15 von der Drehachse zur Rotorflügelspitze 4 des Rotorflügels 3a und in radiale Richtung 15 von der Drehachse zur Außenfläche 10 des Rotorflügels 3b.
Figur 3 zeigt eine schematisch dargestellte Querschnittansicht entlang des Schnittes B-B der in Figur 1 gezeigten erfindungsgemäßen Vorrichtung. Der in Figur 2 gezeigte Rotor 1 weist eine Drehachse 13, einen Mischerrotorkern 2 mit einer Außenfläche 10 und mit einem Radius 11 und den Rotorflügel 3b aufweisen. Der pyramidenstumpfähnliche Rotorflügel 3b weist eine Außenwand 6 mit einer Außenfläche, eine Grundfläche 8 und eine mehrere Seitenwände 7 sowie eine Höhe 5 auf, wobei die Grundfläche 8 des Rotorflügels 3b des Rotors 1 die Fläche ist, welche an dem Rotorkern 2 des Rotors 1 anliegt. Der maximale Radius 9 des Rotors 2 erstreckt sich in radiale Richtung 15 von der Drehachse zur Außenfläche 10 des Rotorflügels 3b. Bezugszeichenliste:
1 Mischrotor
2 Mischrotorkern; Rotorkern
3a spitzzulaufender Rotorflügel mit eindeutiger Rotorflügelspitze 3b pyramidenstumpfähnlicher Rotorflügel mit Außenfläche, auf der der maximale Radius des Rotors liegt;
4 Rotorflügelspitze eines Rotorflügels; radial äußerster Punkt des Rotorflügels
5 Höhe eines Rotorflügels
6 Außenwand oder Außenfläche des Rotorflügels; Außenfläche, auf der der maximale Radius eines Rotors liegt
7 Seitenwand des Rotorflügels
8 Grundfläche des Rotorflügels
9 maximaler Radius eines Rotors
10 Außenfläche oder Fläche der Außenwand des Mischrotorkern
11 Radius des Rotorkerns
12 Rotorachse
13 Drehachse des Rotors
14 Schweißnaht
15 radiale Richtung; senkrecht zur axialen Richtung
16 axiale Richtung; senkrecht zur radialen Richtung

Claims

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zur Herstellung einer Kautschukmischung, wobei die Vorrichtung die folgenden Komponenten umfasst:
- einen ersten Mischer umfassend eine Mischkammer mit mindestens einem ersten Mischrotor (1), wobei die Mischkammer des ersten Mischers
- ein erstes Kammervolumen aufweist und
- von einem Kammergehäuse, einer ersten Einfüllöffnung und einer ersten Auswurföffnung begrenzt wird, wobei jeder der mindestens eine ersten Mischrotoren (1) einen Mischerrotorkern (2) und zumindest zwei erste Rotorflügel (3a, 3b) aufweist, wobei das Verhältnis des Gesamtvolumens sämtlicher erster Rotorflügel (3a, 3b) sämtlicher erster Mischrotoren (1) zu dem Mischvolumen der Mischkammer des ersten Mischers (1 ) ein erstes Volumenverhältnis darstellt, und
- einen zweiten Mischer umfassend eine Mischkammer mit mindestens einem zweiten Mischrotor (1), wobei die Mischkammer des zweiten Mischers
- ein zweites Kammervolumen aufweist und
- von einem Kammergehäuse, einer zweiten Einfüllöffnung und einer zweiten Auswurföffnung begrenzt wird, wobei der mindestens eine zweite Mischrotor (1 ) einen Mischerrotorkern (2) und zumindest zwei zweite Rotorflügel (3a, 3b) aufweisen, wobei das Verhältnis des Gesamtvolumens sämtlicher zweiter Rotorflügel (3a, 3b) sämtlicher zweiter Mischrotoren (1) zu dem Mischvolumen der Mischkammer des zweiten Mischers ein zweites Volumenverhältnis darstellt, wobei das Verhältnis des zweiten Kammervolumens der Mischkammer des zweiten Mischers zum ersten Kammervolumen der Mischkammer des ersten Mischers im Bereich von 15:1 bis 1:1 liegt, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des besagten ersten Volumenverhältnisses zum besagten zweiten Volumenverhältnis im Bereich von 50:1 bis 1 :10 liegt, bevorzugt im Bereich von 20:1 bis 1:1 liegt, bevorzugt im Bereich von 15:1 bis 1,1:1 liegt, besonders bevorzugt im Bereich von 10:1 bis 2:1.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , wobei das Verhältnis des besagten ersten Volumenverhältnisses zum besagten zweiten Volumenverhältnis im Bereich von 5:1 bis 1 : 10, bevorzugt im Bereich von 1:1 bis 1 : 10, besonders bevorzugt im Bereich von 1:1,01 bis 1 : 10 liegt.
3. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüchen, wobei mindestens ein erster Rotorflügel (3a, 3b) oder jeder erste Rotorflügel (3a, 3b) sämtlicher Mischrotoren (1) in dem ersten Mischer ein erstes Aspektverhältnis aufweist, wobei das erste Aspektverhältnis gebildet aus der Höhe eines der ersten Rotorflügel (3a, 3b) zu dem effektiven Durchmesser des besagten einen ersten Rotorflügels (3a, 3b) im Bereich von 50:1 bis 1:10 liegt, bevorzugt im Bereich von 20:1 bis 1,01:1, besonders bevorzugt im Bereich von 15:1 bis 1,1:1, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 10:1 bis 2:1, insbesondere ganz besonders bevorzugt im Bereich von 8:1 bis 5:1, und/oder mindestens ein zweiter Rotorflügel (3a, 3b) oder jeder zweite Rotorflügel (3a, 3b) sämtlicher Mischrotoren (1) in dem zweiten Mischer ein zweites Aspektverhältnis aufweist, wobei das zweite Aspektverhältnis gebildet aus der Höhe eines der zweiten Rotorflügel (3a, 3b) zu dem effektiven Durchmesser des besagten einen zweiten Rotorflügels (3a, 3b) im Bereich von 50:1 bis 1:10 liegt, bevorzugt im Bereich von 20:1 bis 1:10, besonders bevorzugt im Bereich von 5:1 bis 1:10, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 2:1 bis 1 :5, insbesondere ganz besonders bevorzugt im Bereich von 1:1 bis 1:2.
4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüchen, wobei das Verhältnis des ersten Aspektverhältnisses zu dem zweiten Aspektverhältnis im Bereich von 100:1 bis 1:10 liegt, bevorzugt im Bereich von 50:1 bis 1,01:1, besonders bevorzugt im Bereich von 20:1 bis 1,1:1, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 20:1 bis 2:1, insbesondere ganz besonders bevorzugt im Bereich von 10:1 bis 5:1.
5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüchen, wobei das Verhältnis des minimalen Abstandes zwischen der Rotorflügelspitze (4) eines ersten Rotorflügels (3a, 3b) und der Innenwand des Kammergehäuses des ersten Mischers zu dem minimalen Abstand zwischen der Rotorflügelspitze (4) eines zweiten Rotorflügels (3a, 3b) und der Innenwand des Kammergehäuses des zweiten Mischers im Bereich von 10:1 bis 1:50, bevorzugt im Bereich von 5:1 bis 1:20, besonders bevorzugt im Bereich von 1:1 bis 1:8, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 1:1,1 bis 1:2.
6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüchen, wobei der erste und zweite Mischer jeweils zwei Mischrotoren (1) aufweisen, wobei das Verhältnis des minimalen Abstandes zwischen der Rotorflügelspitze (4) eines ersten Rotorflügels (3a, 3b) eines Mischrotors (1) des ersten Mischers und der Außenwand (10) des Mischrotorkern (2) des anderen Mischrotors (1) des ersten Mischers zu dem minimalen Abstand zwischen der Rotorflügelspitze (4) eines zweiten Rotorflügels (3a, 3b) eines Mischrotors (1) des zweiten Mischers und der Außenwand (10) des Mischrotorkern (2) des anderen Mischrotors (1) des zweiten Mischers im Bereich von 50:1 bis 1,01:1 , bevorzugt im Bereich von 20: 1 bis 1 , 1 : 1 , besonders bevorzugt im Bereich von 20: 1 bis 2: 1 , ganz besonders bevorzugt im Bereich von 10:1 bis 5:1.
7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüchen, wobei
- das Volumenverhältnis des zweiten Kammervolumens der Mischkammer des zweiten Mischers zum ersten Kammervolumen der Mischkammer des ersten Mischers im Bereich von 14:1 bis 1,1:1 liegt, bevorzugt im Bereich von 10:1 bis 1,5:1 liegt, besonders bevorzugt im Bereich von 5:1 bis 2:1 und/oder
- die Vorrichtung zur Herstellung unvulkanisierter Fahrzeugreifenbauteile und/oder eines Fahrzeugreifens geeinget ist.
8. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüchen zur Herstellung einer Kautschukmischung oder zur Herstellung unvulkanisierter Fahrzeugreifenbauteile und/oder eines Fahrzeugreifens.
9. Verwendung nach einem dem vorangehenden Anspruch 8, umfassend die folgenden Verwendungssschritte:
A) Mischen einer Kautschukmischung in einem ersten Mischer, wobei der erste Mischer eine Mischkammer und mindestens einen Mischrotor in der Mischkammer des ersten Mischers aufweist, wobei ii. die Mischkammer des ersten Mischers ein erstes Kammervolumen aufweist, iii. die Mischkammer des ersten Mischers von einem Kammergehäuse, einer ersten Einfüllöffnung und einer ersten Auswurföffnung begrenzt wird und iv. der mindestens eine Mischrotor (1 ) des ersten Mischers einen Mischrotorkern (2) und zumindest zwei erste Rotorflügel (3a, 3b) aufweist,
B) Überführen der im ersten Mischer angemischten Kautschukmischung in einen zweiten Mischer, wobei der zweite Mischer eine Mischkammer und mindestens einen Mischrotor (1) in der Mischkammer des zweiten Mischers aufweist, wobei v. die Mischkammer des zweiten Mischers von einem Kammergehäuse, einer zweiten Einfüllöffnung und einer zweiten Auswurföffnung begrenzt wird, vi. die Mischkammer des zweiten Mischers ein zweites Kammervolumen aufweist, wobei das Volumenverhältnis des Kammervolumens der
Mischkammer des zweiten Mischers zum Kammervolumen der
Mischkammer des ersten Mischers im Bereich von 15:1 bis 1:1 liegt, und vii. der mindestens eine Mischrotor (1 ) des zweiten Mischers einen Mischrotorkern (2) und zumindest zwei zweite Rotorflügel (3a, 3b) aufweist, C) Mischen der im ersten Mischer angemischten Kautschukmischung in dem zweiten Mischer, wobei die auf die Kautschukmischung während Verwendungssschritt C) wirkenden Flügelfeldgeschwindigkeiten in der Mischkammer des zweiten Mischers kleiner sind als die auf die Kautschukmischung während Verwendungssschritt A) wirkenden Flügelfeldgeschwindigkeiten in der Mischkammer des ersten Mischers.
10. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüchen 8 bis 9, wobei
- das Verhältnis der auf die Kautschukmischung während Verwendungssschritt A) wirkenden Flügelfeldgeschwindigkeiten in der Mischkammer des ersten Mischers zu den auf die Kautschukmischung während Verwendungssschritt C) wirkenden Flügelfeldgeschwindigkeiten in der Mischkammer des zweiten Mischers im Bereich von 1 000 000:1 bis 1 ,01 :1 liegt, bevorzugt im Bereich von 100 000:1 bis 5:1 , besonders bevorzugt im Bereich von 10 000:1 bis 10:1 , ganz besonders bevorzugt im Bereich von 500:1 bis 100, und/oder
- die auf die Kautschukmischung während Verwendungssschritt A) wirkenden Flügelfeldgeschwindigkeiten in der Mischkammer des ersten Mischers im Bereich von 10 m/s bis 300 m/s liegt, bevorzugt im Bereich von 20 m/s bis 200 m/s, besonders bevorzugt im Bereich von 30 m/s bis 150 m/s, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 40 m/s bis 100 m/s, und/oder
- die auf die Kautschukmischung während Verwendungssschritt C) wirkenden Flügelfeldgeschwindigkeiten in der Mischkammer des zweiten Mischers im Bereich von 1 m/s bis 80 m/s liegt, bevorzugt im Bereich von 3 m/s bis 50 m/s, besonders bevorzugt im Bereich von 3 m/s bis 30 m/s, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 5 m/s bis 30 m/s.
11 .Verwendung einer Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüchen 8 bis 10, wobei der zweite Mischer eine Zuführeinheit zum Zuführen von Kautschukmischungsbestandteilen in das Unterkammergehäuse aufweist, bevorzugt eine Zuführeinheit zum Zuführen von Vulkanisationsmitteln die Mischkammer des zweiten Mischers, wobei zwischen den Verwendungssschritten A) und C) oder während des Verwendungssschrittes A) und/oder C) Vulkanisationsmitteln die Mischkammer des zweiten Mischers überführt werden, sodass eine unvulkanisierte Kautschukfertigmischung in Verwendungssschritt C) entsteht.
12. Verfahren zur Herstellung unvulkanisierter Fahrzeugreifenbauteile und/oder eines Fahrzeugreifens, umfassend die folgenden Verfahrensschritte: i. Herstellen oder Bereitstellen von Kautschukmischungsbestandteilen, ii. Mischen der in Verfahrensschritt i. her- und/oder bereitgestellten Kautschukmischungsbestandteilezu einer Kautschukgrundmischung, bevorzugt in einem ersten Mischer einer Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 7, iii. Mischen der in Verfahrensschritt ii. hergestellten Kautschukgrundmischung mit Vulkanisationsmitteln und optional weiteren Kautschukmischungsbestandteile, sodass eine Kautschukfertigmischung entsteht, bevorzugt in einem zweiten Mischer einer Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 7, iv. Ausformen und Zuschneiden der Kautschukfertigmischung, sodass unvulkanisierte Fahrzeugreifenbauteils entstehen und optional v. Vulkanisieren eines oder mehrere der Fahrzeugreifenbauteile zusammen mit weiteren Reifenbauteilen, sodass ein Fahrzeugreifen entsteht, wobei bevorzugt die auf die Kautschukmischung während Verfahrensschritt iii. wirkenden Flügelfeldgeschwindigkeiten in der Mischkammer des zweiten Mischers kleiner sind als die auf die Kautschukmischung während Verfahrensschritt ii. wirkenden Flügelfeldgeschwindigkeiten in der Mischkammer des ersten Mischers, wobei besonders bevorzugt
- die auf die Kautschukmischung während Verfahrensschritt ii. wirkenden Flügelfeldgeschwindigkeiten den in Anspruch 10 für Verwendungssschritt A) definierten Flügelfeldgeschwindigkeiten entsprechen die auf die Kautschukmischung während Verfahrensschritt iii. wirkenden Flügelfeldgeschwindigkeiten den in Anspruch 10 für Verwendungssschritt C) definierten Flügelfeldgeschwindigkeiten entsprechen, und/oder
- der zweite Mischer eine Zuführeinheit zum Zuführen von
Kautschukmischungsbestandteilen in das Unterkammergehäuse aufweist, bevorzugt eine Zuführeinheit zum Zuführen von Vulkanisationsmitteln die Mischkammer des zweiten Mischers, wobei zwischen den Verfahrensschritten ii. und iii. oder während des Verfahrensschrittes ii. und/oder iii. Vulkanisationsmitteln die Mischkammer des zweiten Mischers überführt werden, sodass eine unvulkanisierte Kautschukfertigmischung in Verfahrensschritt iii. entsteht.
13. Verwendung nach einem der vorangehenden Ansprüchen 8 bis 11 oder Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Kautschukmischung Silika umfasst, wobei der Silika-Anteil der Kautschukmischung bevorzugt im Bereich von 1 phr bis 200 phr liegt und/oder weniger als 0,1 phr Ruß in der Kautschukmischung vorliegen, besonders bevorzugt ist der Silika-Anteil im Bereich von 40 phr bis
190 phr, ganz besonders bevorzugt ist der Silika-Anteil im Bereich von 60 phr bis 180 phr, insbesondere ganz besonders bevorzugt ist der Silika-Anteil im Bereich von 90 phr bis 170 phr.
14. Verwendung nach einem der vorangehenden Ansprüchen 8 bis 11 oder Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüchen 12 bis 13, wobei die Kautschukmischung ein oder mehrere Silane umfasst, wobei der Silan-Anteil der Kautschukmischung bevorzugt im Bereich von 0,01 phr bis 50 phr liegt, besonders bevorzugt ist der Silan-Anteil im Bereich von 0,1 phr bis 40 phr, ganz besonders bevorzugt ist der Silan-Anteil im Bereich von 1 phr bis 30 phr, insbesondere ganz besonders bevorzugt ist der Silan-Anteil im Bereich von 3 phr bis 20 phr.
15. Verwendung nach einem der vorangehenden Ansprüchen 8 bis 11 oder Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüchen 12 bis 14, wobei die Kautschukmischung mindestens einen Kautschuk umfasst ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus IIR, EPDM, NR, IR, SBR, SSBR und BR.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4006194C2 (de) * 1990-02-28 1994-06-09 Peter Julius Vorrichtung zum Herstellen von Kautschukmischungen
DE4129108A1 (de) * 1991-09-02 1993-03-04 Continental Ag Vorrichtung zum herstellen von kautschukmischungen
DE4309451A1 (de) 1993-03-24 1994-09-29 Continental Ag Verfahren zur Herstellung von Kautschukmischungen
DE4310356A1 (de) 1993-03-30 1994-10-06 Continental Ag Vorrichtung zum Verarbeiten von nicht reaktive Zusatzstoffe enthaltende Kautschukmischungen zu Kautschukfertigmischungen
US6403693B2 (en) * 1999-06-18 2002-06-11 The Goodyear Tire & Rubber Company Silica reinforced rubber composition and use in tires
DE10061473A1 (de) * 2000-12-08 2002-07-18 Continental Ag Verfahren zur Herstellung einer kieselsäurehaltigen Kautschukgrundmischung
DE50304713D1 (de) * 2002-07-12 2006-10-05 Continental Ag Verfahren zur Herstellung von Kautschukmischungen
FR2978370B1 (fr) * 2011-07-29 2013-08-16 Michelin Soc Tech Procede de fabrication d'une composition de caoutchouc a haute temperature
CN207630307U (zh) * 2017-12-15 2018-07-20 四川安费尔高分子材料科技有限公司 一种高效率密炼机
CN209699635U (zh) * 2018-09-16 2019-11-29 南京亚通橡塑有限公司 一种密炼机
DE102018222073A1 (de) * 2018-12-18 2020-06-18 Continental Reifen Deutschland Gmbh Vorrichtung zum Herstellen einer Kautschukmischung durch Mischen von Kautschukmischungsbestandteilen und Verwendung einer Extraktionseinheit sowie Verfahren zum Herstellen einer Kautschukmischung aus Kautschukmischungsbestandteilen

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