EP4630219A1

EP4630219A1 - Extrusionsschablone und verfahren

Info

Publication number: EP4630219A1
Application number: EP23821502.4A
Authority: EP
Inventors: Norbert Kendziorra; Christian Kunze; Sven Kastens
Original assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Current assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Priority date: 2022-12-05
Filing date: 2023-11-22
Publication date: 2025-10-15
Also published as: DE102022213083A1; CN120303098A; WO2024120587A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Extrusionsschablone (10) zur Verwendung bei der Extrusion von Kautschukprodukten, umfassend: a) einen Schablonenkörper (12), b) eine den Schablonenkörper (12) entlang einer Extrusionsrichtung E durchdringende und von umlaufenden Wandflächen (14) begrenzte Schablonenausnehmung (16), und c) ein sich zwischen den Wandflächen (14) entlang der Injektorrichtung I durch die Schablonenausnehmung (16) erstreckendes längliches Injektorelement (18), mit einem Injektionsspalt (20), wobei die Extrusionsschablone (10) dazu eingerichtet ist, in einem entlang der Extrusionsrichtung E durch die Schablonenausnehmungen (16) extrudierten Materialstrang durch das Injektorelement (18) einen Materialspalt zu erzeugen und durch den Injektionsspalt (20) eine Injektionszusammensetzung in den Materialspalt zu injizieren, um den extrudierten Materialstrang an den Wandungen mit der Injektionszusammensetzung zu kontaktieren, wobei die Extrusionsschablone (10) zumindest eine Verteilungsvertiefung (22) umfasst, die entlang der Querrichtung Q breiter ist als der Injektionsspalt (20), und wobei die Extrusionsschablone (10) dazu eingerichtet ist, dass eine in den Materialspalt injizierte Injektionszusammensetzung in die Verteilungsvertiefung (22) eintreten kann, sodass der über die Verteilungsvertiefung (22) geführte extrudierte Materialstrang an der Außenseite mit der Injektionszusammensetzung kontaktiert werden kann.

Description

Extrusionsschablone und Verfahren

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Extrusionsschablone zur Verwendung bei der Extrusion von Kautschukprodukten, ein diese Extrusionsschablone umfassendes Extrusionssystem, ein mit dem Extrusion durchführbares Verfahren zur Herstellung eines strangförmigen vulkanisierbaren Kautschukproduktes, ein darauf aufbauendes Verfahren zur Herstellung eines vulkanisierten Kautschukproduktes sowie ein mit diesem Verfahren hergestelltes vulkanisiertes Kautschukprodukt.

Eine wesentliche Komponente moderner Fahrzeugluftreifen, die in vielen Fällen maßgeblich für die Leistungscharakteristika dieser Produkte verantwortlich ist, ist der Laufstreifen. Heutzutage bestehen Laufstreifen dabei zumeist aus mehreren verschiedenen Komponenten, insbesondere verschiedenen Gummiwerkstoffen, welche durch Vulkanisation aus vulkanisierbaren Kautschukmischungen erhalten werden können. Entsprechende Laufstreifen werden regelmäßig durch sogenannte Coextrusion verschiedener vulkanisierbarer Kautschukmischungen hergestellt und können hinsichtlich ihres Aufbaus zumeist zweckmäßig über ihren Querschnitt beschrieben werden, der sich, abgesehen von etwaigen Einflüssen der Profilierung, zumeist gleichmäßig durch den gesamten Laufstreifenstrang zieht.

In der Querschnittsansicht umfassen die meisten Laufstreifen, insbesondere im PKW- und LKW-Bereich, einen oder mehrere Gummiwerkstoffe, die im späteren Einsatz Kontakt mit der Fahrbahn haben sollen und hinsichtlich ihrer Eigenschaften für diesen Zweck optimiert werden. Diese quasi als Decklage fungierende Schicht wird dabei aus einer vulkanisierbaren Kautschukmischung hergestellt, die zuweilen auch als „Cap-Mischung“ bezeichnet wird, die häufig große Anteile von nicht elektrisch leitenden Füllstoffen, wie beispielsweise gefälltem Siliciumdioxid umfasst. Unterhalb des für den Fahrbahnkontakt vorgesehenen Gummiwerkstoffs befindet sich regelmäßig eine Grundlage (häufig auch als sogenannte „Base“ bezeichnet). Diese Grundlage dient in der überwiegenden Zahl der Fälle vor allem dafür, eine hinreichende Klebrigkeit zwischen der für den Fahrbahnkontakt vorgesehenen Decklage und den übrigen Teilen des Fahrzeugluftreifens herzustellen, sodass eine hohe Verbundfestigkeit zwischen dem Laufstreifen und den übrigen Bestandteilen des Fahrzeugluftreifens sichergestellt werden kann.

Dem Fachmann ist bewusst, dass ein Laufstreifen für die überwiegende Zahl von Anwendungen in seiner Gesamtheit eine gewisse elektrische Leitfähigkeit aufweisen muss, die eine unerwünschte statische Aufladung verhindern kann. In vielen Fällen verfügt jedoch der Gummiwerkstoff der Decklage nicht über eine hinreichende elektrische Leitfähigkeit, um dies zu gewährleisten.

Daher wird die elektrische Leitfähigkeit des gesamten Laufstreifens im Stand der Technik zumeist durch die Base-Mischung der darunter liegenden Grundlage realisiert, die eine gesteigerte elektrische Leitfähigkeit aufweist, insbesondere in Folge eines hohen Rußgehaltes. Hierzu wird beispielsweise ein Materialstrang aus der Grundlage bis zur Oberseite des Laufstreifens geführt, welcher dadurch eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen der Oberfläche des Laufstreifens und der Grundlage herstellt. Dabei wird die elektrisch leitfähige Base-Mischung zumeist durch eine Vorschablone im Extruder bis an die Oberfläche des Laufstreifens geformt. Die entsprechende Struktur wird dabei auch als „Carbon Center Beam“ (CCB) bezeichnet. Informationen zum technologischen Hintergrund sind beispielsweise in der DE 4445758 B4, der DE 69717958 T2, der EP 1792720 A2, der NL 2006420 C2 und der US 2018170123 A1 offenbart.

Die Ausbildung eines CCB aus der vulkanisierbaren Kautschukmischung der unterliegenden Grundlage wird aus fertigungstechnischer Hinsicht jedoch in vielen Fällen als nachteilig empfunden, beispielsweise hinsichtlich der Anzahl der benötigten Extruderköpfe, der häufig komplexen Strömungsführung im Extruderkopf sowie hinsichtlich des Materialbedarfs. Zudem ist die „Base“-Mischung regelmäßig nicht für den Fahrbahnkontakt vorgesehen ist, so dass die dadurch resultierende Teilbelegung der Laufstreifenoberfläche mit „Base“-Mischung zuweilen auch hinsichtlich der Fahreigenschaften als nachteilig empfunden wird. Darüber hinaus verfügen manche Laufstreifen gar nicht über eine geeignete „Base“-Mischung, mit der sich ein CCB realisieren ließe, so dass die Verbindung der Unterseite des Laufstreifens mit der Oberfläche mit einem zusätzlichen Extruder geformt werden muss.

Vor diesem Hintergrund besteht im Bereich der Technik ein Bedürfnis danach, Laufstreifenkonstruktionen bereitzustellen, die eine ausreichende elektrische Leitfähigkeit aufweisen und dabei jedoch einen möglichst geringen Einfluss des CCB auf die Fahreigenschaften zeigen.

Hierfür wurden Vorrichtungen und Verfahren entwickelt, mit denen es möglich ist, bei der Herstellung der Laufstreifen einen besonders dünnen leitfähigen Bereich zu erzeugen, welcher sich im späteren Fahrzeugreifen in radialer Richtung durch den Laufstreifen erstreckt und welcher vorteilhafterweise ausreichend ist, um eine statische Aufladung zuverlässig zu verhindern. Diese neuen Konzepte basieren darauf, dass während der Ausformung der vulkanisierbaren Kautschukmischungen eine elektrisch leitfähige Kautschukmischung in den Laufstreifen eingebracht wird, indem diese in einer dünnen Schichtdicke auf die Seitenfläche der extrudierten Stränge aufgebracht wird. Für die Ausbildung der zu beschichtenden Seitenfläche kann der extrudierte Laufstreifen beispielsweise in seiner Längsrichtung durchgeschnitten werden, wie es in der DE 102007039100 A1 offenbart ist, oder es wird direkt nur ein Teil eines Laufstreifens extrudiert, welcher nach der entsprechenden Beschichtung mit anderen Teilen zum Laufstreifen kombiniert wird, wie es beispielsweise in der DE 102007039101 A1 offenbart ist. Weitere Offenbarungen zu diesem Ansatz finden sich beispielsweise in der EP 2520421 B1 und der EP 3253553 B1. Als elektrisch leitfähige Materialien für die Beschichtung können dabei je nach den Anforderungen der jeweils eingesetzten Technologie direkt elektrisch leitfähige Kautschukmischungen oder geeignete Vorläufer einer solchen leitfähigen Kautschukmischung als Injektionszusammensetzung eingesetzt werden, insbesondere Lösungen bzw. Dispersionen in verdampfbaren Lösungsmitteln, so dass ein Beschichten aus einer vorteilhaft fließfähigen Lösung heraus möglich ist.

Die Erfinder haben erkannt, dass prinzipiell solche Ausgestaltungen bevorzugt sind, in denen mit diesem Verfahren ein sehr dünner leitfähiger Steg ausgebildet wird, d.h. wenn -abhängig von der Viskosität der eingesetzten leitfähige Kautschukmischung- beispielsweise eine Dicke von weniger als 20 pm eingestellt wird. Hierdurch wird nicht nur der Einfluss des Stegs auf die Fahreigenschaften minimiert, sondern es ist insbesondere auch ein zuverlässiges Fügen der vor dem Beschichten getrennten Laufstreifenteile möglich, was nach Einschätzung der Erfinder bei deutlich dickeren Stegen nicht immer ausreichend gewährleistet werden kann. Gleichzeitig haben die Erfinder erkannt, dass entsprechende Dicken ausreichend sind, um die statische Elektrizität abzuleiten.

Beim Einsatz eines entsprechenden dünnen Steges wird jedoch die Kontaktfläche an der Unter- und Oberseite des Laufstreifens sehr klein, da der entsprechende CCB nur einen sehr geringe Querschnittsfläche aufweist. Die Verringerung ist dabei bevorzugten dünnen Stegen gegenüber herkömmlichen CCB so ausgeprägt, dass die Gefahr besteht, dass die an sich wünschenswerte Verringerung der Oberflächenbelegung durch das leitfähige Material zu weit geht, und die zuverlässige Kontaktierung des Untergrundes nicht mehr in allen Situationen ausreichend gewährleistet werden kann. Dieses Problem wird noch dadurch verstärkt, dass fertigungsbedingt die Gefahr besteht, dass die den dünnen CCB flankierenden Kautschukelemente bei der weiteren Verarbeitung, beispielsweise im Zuge einer unter Druck durchgeführten Vulkanisation, an der Grenzfläche so deformiert werden, dass der dazwischen liegende, dünne CCB durch die flankierenden Kautschukelemente verdeckt wird oder diese flankierenden Kautschukelemente zwischen sich eine Vertiefung ausbilden, in der der CCB versenkt ist und infolgedessen nicht bis zu Reifenoberfläche reicht. In diesen Fällen kann an einem Neureifen ein eigentlich geeigneter CCB die für ihn vorgesehene Aufgabe nicht erfüllen, da kein ausreichender Leitpfad zur Fahrbahnoberfläche ausgebildet wird.

Es war die primäre Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik auszuräumen oder zumindest zu vermindern.

Insbesondere war es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines strangförmigen vulkanisierbaren Kautschukproduktes, insbesondere eines Laufstreifens, sowie für dieses Verfahren konzipierte Vorrichtungen und Systeme anzugeben, mit denen besonders dünne Stege aus leitfähigem Material in das strangförmige vulkanisierbare Kautschukprodukt eingebracht werden können, die trotz der geringen Querschnittsfläche eine sichere Zugänglichkeit sowie leichte elektrische Kontaktierung des Steges an der Ober- und/oder Unterseite des strangförmigen vulkanisierbaren Kautschukproduktes sicherstellen sollten.

Es war eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, dass mit dem anzugebenden Verfahren, Vorrichtungen und Systemen vorteilhafte vulkanisierbare beziehungsweise vulkanisierte Kautschukprodukte herstellbar sein sollten, insbesondere Laufstreifen, welche über einen sehr dünnen CCB verfügen und infolgedessen ausgezeichnete Rolleigenschaften aufweisen. Insoweit war es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, dass die vulkanisierbaren beziehungsweise vulkanisierten Kautschukprodukte trotz des dünnen CCB eine zuverlässige Ableitung von elektrische Aufladung ermöglichen sollten, wobei im Falle von Laufstreifen insbesondere eine zuverlässige Kontaktierung der Fahrbahn und/oder von unterliegenden Reifenbestandteilen gewährleistet werden sollte, insbesondere auch bei Neureifen, deren Laufstreifenoberfläche noch nicht durch Abrieb verändert ist.

Zudem war es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, dass das anzugebende Verfahren einen gegenüber dem Stand der Technik verringerten maschinellen Aufwand erfordern und/oder einen geringeren Materialbedarf aufweisen sollte.

Des Weiteren war es eine ergänzende Aufgabe der vorliegenden Erfindung, dass das anzugebende Verfahren möglichst zeit- und kosteneffizient durchführbar sein sollte.

Es war eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, vorteilhafte vulkanisierte Kautschukprodukte bereitzustellen, die mit den anzugebenden Verfahren, Vorrichtungen und Systemen herstellbar sind.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben nunmehr gefunden, dass sich die vorstehend beschriebenen Aufgaben lösen lassen, wenn gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren mittels einer Injektionszusammensetzung nicht nur eine dünne, elektrisch leitfähige Modifikationsschicht im strangförmigen vulkanisierbaren Kautschukprodukt erzeugt wird, sondern wenn zudem an zumindest einer Seite auch eine oberflächliche Beschichtung durch das leitfähige Material erzeugt wird, was während der Extrusion durch spezifische

Verteilungsvertiefungen in der Extrusionsschablone erfolgen kann, wie es in den Ansprüchen definiert ist. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise, in einem sehr zeit- und kosteneffizienten Verfahren, lokal eine dünne, elektrisch leitfähige Oberflächenschicht erhalten, welche zuverlässig mit dem dünnen CCB verbunden ist und eine große Kontaktfläche gewährleistet, wobei die Rolleigenschaften des Reifen durch die relativ kleine und dünne Oberflächenmodifizierung nur geringfügig verändert werden. Die vorstehend genannten Aufgaben werden somit durch den Gegenstand der Erfindung gelöst, wie er in den Ansprüchen definiert ist. Bevorzugte erfindungsgemäße Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und den nachfolgenden Ausführungen.

Solche Ausführungsformen, die nachfolgend als bevorzugt bezeichnet sind, werden in besonders bevorzugten Ausführungsformen mit Merkmalen anderer als bevorzugt bezeichneter Ausführungsformen kombiniert. Ganz besonders bevorzugt sind somit Kombinationen von zwei oder mehr der nachfolgend als besonders bevorzugt bezeichneten Ausführungsformen. Ebenfalls bevorzugt sind Ausführungsformen, in denen ein in irgendeinem Ausmaß als bevorzugt bezeichnetes Merkmal einer Ausführungsform mit einem oder mehreren weiteren Merkmalen anderer Ausführungsformen kombiniert wird, die in irgendeinem Ausmaß als bevorzugt bezeichnet werden. Merkmale bevorzugter Extrusionssysteme, Verfahren und vulkanisierter Kautschukprodukte ergeben sich aus den Merkmalen bevorzugter Extrusionsschablonen.

Die vorteilhaften vulkanisierten Kautschukprodukte der vorliegenden Erfindung lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erhalten. Das erfindungsgemäße Verfahren setzt dabei wiederum auf den Einsatz eines erfindungsgemäßem Extrusionssystems, welches maßgeblich durch eine erfindungsgemäße Extrusionsschablone geprägt wird, welche die erfindungsgemäße Verfahrensführung und damit den Erhalt erfindungsgemäßer vulkanisierter Kautschukprodukte ermöglicht. Somit sind die Gegenstände der vorliegenden Erfindung eng miteinander verbunden. Mit Blick auf eine verständliche Erklärung der vorliegenden Erfindung ist es zweckmäßig, hinsichtlich der Offenbarung der Erfindung mit der erfindungsgemäßen Extrusionsschablone zu beginnen.

Die Erfindung betrifft entsprechend zunächst eine Extrusionsschablone zur Verwendung bei der Extrusion von Kautschukprodukten, umfassend: a) einen Schablonenkörper, b) eine den Schablonenkörper entlang einer Extrusionsrichtung E durchdringende und von um laufenden Wandflächen begrenzte Schablonenausnehmung, und c) ein sich zwischen den Wandflächen entlang der Injektorrichtung I durch die Schablonenausnehmung erstreckendes längliches Injektorelement, mit einem Injektionsspalt, wobei die Extrusionsschablone dazu eingerichtet ist, in einem entlang der Extrusionsrichtung E durch die Schablonenausnehmungen extrudierten Materialstrang durch das Injektorelement einen Materialspalt zu erzeugen und durch den Injektionsspalt eine Injektionszusammensetzung in den Materialspalt zu injizieren, um den extrudierten Materialstrang an den Wandungen des Materialspalts mit der Injektionszusammensetzung zu kontaktieren, wobei die Extrusionsschablone in der Wandfläche der Schablonenausnehmung zumindest eine Verteilungsvertiefung umfasst, wobei die Verteilungsvertiefung entlang der senkrecht zur Extrusionsrichtung E und senkrecht zur Injektorrichtung I stehenden Querrichtung Q breiter ist als der Injektionsspalt, und wobei die Extrusionsschablone dazu eingerichtet ist, dass eine durch den Injektionsspalt in den Materialspalt injizierte Injektionszusammensetzung in die Verteilungsvertiefung eintreten kann, sodass der über die Verteilungsvertiefung geführte extrudierte Materialstrang an der an der Wandfläche entlang geführten Außenseite des Materialstranges mit der in der Verteilungsvertiefung vorliegenden Injektionszusammensetzung kontaktiert werden kann.

Die erfindungsgemäße Extrusionsschablone ist zur Verwendung bei der Extrusion von Kautschukprodukten geeignet. Extrusionsschablonen sind dem Fachmann im Bereich der kautschukverarbeitenden Industrie dabei umfassend bekannt. Extrusionsschablonen werden vom Fachmann häufig in sogenannte Vor- und Endschablonen unterteilt, wodurch ausgedrückt wird, an welcher Position des Extrusionssystems sie eingesetzt werden. Vorschablonen führen regelmäßig die eingesetzten Kautschukstränge zunächst in engere räumliche Nähe, wofür sie regelmäßig mehrere Ausnehmungen umfassen, die jeweils der Führung eines Kautschukstranges dienen. Im Gegensatz hierzu weisen Endschablonen regelmäßig lediglich eine Ausnehmung auf, durch die die einzelnen Kautschukstränge der Vorschablone geführt werden. Die erfindungsgemäße Extrusionsschablone eignet sich besonders für den Einsatz als Endschablonen, da auf diese Weise ein leitfähiger Steg durch das gesamte strangförmige Kautschukprodukt hindurch ausgeformt werden kann, auf dessen Oberfläche gleichzeitig ein vorteilhafter leitfähiger Bereich ausgebildet wird, über den die Ableitung elektrischer Ladung erfolgen kann. Beispielhaft ist entsprechen eine erfindungsgemäße Extrusionsschablone, wobei die Extrusionsschablone eine Vorschablone ist, wobei die Extrusionsschablone zwei oder mehr, bevorzugt drei oder mehr, den Schablonenkörper entlang der Extrusionsrichtung E durchdringende Schablonenausnehmungen umfasst. Bevorzugt ist jedoch erfindungsgemäße Extrusionsschablone, wobei die Extrusionsschablone eine Endschablone ist, wobei die Extrusionsschablone bevorzugt genau eine Schablonenausnehmungen umfasst.

Bedingt durch die spezifischen Anforderungen, die an Laufstreifen von Fahrzeugluftreifen gestellt werden, sind die erfindungsgemäßen Extrusionsschablonen insbesondere dafür geeignet, bei der Herstellung dieser Kautschukprodukte eingesetzt werden. Bevorzugt ist somit eine erfindungsgemäße Extrusionsschablone, wobei die Extrusionsschablone zur Verwendung bei der Extrusion von Laufstreifen für Fahrzeugreifen ist.

Analog zu aus dem Stand der Technik bekannten Extrusionsschablonen umfasst die erfindungsgemäße Extrusionsschablone zunächst einen Schablonenkörper. Dieser Ausdruck bezeichnet das Werkstück, in dem die verschiedenen Schablonenausnehmungen der Extrusionsschablone angeordnet sind. Beispielhaft ist eine erfindungsgemäße Extrusionsschablone, wobei der Schablonenkörper aus Metall, bevorzugt aus Stahl, ausgebildet ist.

Die Schablonenausnehmungen im Schablonenkörper dienen dazu, das extrudierte Material durch die Extrusionsschablone hindurchzuführen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird dabei die Richtung, in die das zu extrudierende Material durch die Extrusionsschablone geführt wird, als Extrusionsrichtung E bezeichnet. Die Form der Schablonenausnehmung korreliert mit der gewünschten Querschnittsform des extrudierten Materialstranges. Für die Extrusion von Laufstreifen haben sich insoweit insbesondere trapezförmige Querschnitte als besonders geeignet erwiesen. Bevorzugt ist entsprechend eine erfindungsgemäße Extrusionsschablone, wobei die Schablonenausnehmung in der senkrecht zur Extrusionsrichtung E stehenden Ebene einen vieleckigen Querschnitt, bevorzugt einen viereckigen Querschnitt, besonders bevorzugt einen trapezförmigen Querschnitt aufweist.

Da der Schablonenkörper eine nicht vernachlässigbare Dicke aufweisen wird, ist eine den Schablonenkörper durchdringende Ausnehmung zwangsläufig von um laufenden Wandflächen begrenzt. Eine kreisförmige Schablonenausnehmung wäre insoweit beispielsweise von lediglich einer um laufenden Wandfläche begrenzt, wohingegen eine viereckige Schablonenausnehmung vier unterscheidbare Einzelwandflächen als Umwandung umfasst. Bevorzugt ist insoweit eine erfindungsgemäße Extrusionsschablone, wobei die Schablonenausnehmung von vier oder mehr, bevorzugt genau vier, Wandflächen begrenzt wird.

Hinsichtlich der vorstehend beschriebenen Komponenten a) und b) entspricht die erfindungsgemäße Extrusionsschablone prinzipiell den aus dem Stand der Technik bekannten Extrusionsschablonen. Die erfindungsgemäße Extrusionsschablone umfasst nunmehr jedoch auch noch ein Injektorelement mit einem Injektionsspalt, welches sich zwischen den Wandflächen der Schablonenausnehmung erstreckt, sodass es durch die Schablonenausnehmung hindurch verläuft. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird die Richtung, entlang der das Injektorelement von einer Wandfläche zur anderen verläuft, als Injektorrichtung I bezeichnet.

Dem Injektorelement kommen in erfindungsgemäßen Extrusionsschablonen vor allem zwei Aufgaben zu. Das durch die Schablonenausnehmung verlaufende Injektorelement dient zum einen dazu, den durch die Schablonenausnehmung extrudierten Materialstrang aufzuspalten, indem es einen Teil der Schablonenausnehmung versperrt. Dadurch entsteht in Extrusionsrichtung hinter dem als Strömungshindernis wirkenden Injektorelement ein Materialspalt. Das Injektorelement dient nun dazu, durch einen in Richtung dieses Materialspalts weisenden Injektionsspalt eine Injektionszusammensetzung in den Materialspalt zu injizieren. Hierdurch kann der extrudierte Materialstrang an den durch das Aufspalten freigelegten Wandungen mit der Injektionszusammensetzung kontaktiert werden. Der Fachmann versteht, dass es sich somit um eine erfindungsgemäße Extrusionsschablone handelt, wobei das Injektorelement dazu eingerichtet ist, durch den Injektionsspalt eine Injektionszusammensetzung injizieren zu können.

Zur Umsetzung der gewünschten Injektionsfunktion ist es zweckmäßig, das Injektorelement beispielsweise über Leitungen mit einem Vorrat an Injektionszusammensetzungen zu verbinden. Für die meisten Fälle relevant ist entsprechend eine erfindungsgemäße Extrusionsschablone, wobei das Injektorelement fluidleitend mit einer Fluidversorgungseinrichtung verbunden oder verbindbar ist, wobei Fluidversorgungseinrichtung bevorzugt eine Pumpvorrichtung und ein Reservoir zur Lagerung einer Injektionszusammensetzung umfasst.

Hinsichtlich der Anordnung des Injektorelementes ist es im Falle von Schablonenausnehmungen mit mehreckigem Querschnitt besonders bevorzugt, dass sich das Injektorelement zwischen gegenüberliegenden Teilen der Wand erstreckt. Bevorzugt ist somit eine erfindungsgemäße Extrusionsschablone, wobei sich das Injektorelement von einer Wandfläche der Schablonenausnehmung zu einer gegenüberliegenden Wandfläche erstreckt.

Der Fachmann versteht, dass die Schablonenausnehmung durch das Injektorelement in zwei Teile getrennt wird, wobei es mit Blick auf die Eigenschaften der damit herstellbaren strangförmigen Kautschukprodukte nach Einschätzung der Erfinder besonders vorteilhaft ist, das Injektorelement insoweit möglichst mittig zu positionieren, sodass die durch das Injektorelement eingebrachte leitfähige Beschichtung im strangförmigen Kautschukprodukt ebenfalls möglichst mittig verläuft. Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Extrusionsschablone, wobei das Injektorelement so in der Schablonenausnehmung positioniert ist, dass die Schablonenausnehmung bei Draufsicht entlang der Extrusionsrichtung E durch das Injektorelement in zwei Teilflächen geteilt wird, deren Fläche sich um 50 % oder weniger, bevorzugt um 30 % oder weniger, besonders bevorzugt um 10 % oder weniger, besonders bevorzugt um 5 % oder weniger, unterscheiden.

Um eine möglichst kontrollierte Aufspaltung des Materialstranges um das Injektorelement herum sowie einen robusten Aufbau erfindungsgemäßer Extrusionsschablonen zu gewährleisten, erachten es die Erfinder für zweckmäßig, das Injektorelement auch bezogen auf die Extrusionsrichtung möglichst mittig anzuordnen, sodass in Extrusionsrichtung vor und hinter dem Injektorelement noch Wandung der Extrusionsschablone verbleibt, durch die das extrudierte Material geführt werden kann. Bevorzugt ist demgemäß eine erfindungsgemäße Extrusionsschablone, wobei das Injektorelement so in der Schablonenausnehmung positioniert ist, dass das Injektorelement von beiden Auslassöffnungen der Schablonenausnehmung entlang der Extrusionsrichtung E einen Abstand aufweist, der sich um 50 % oder weniger, bevorzugt um 30 % oder weniger, besonders bevorzugt um 10 % oder weniger, besonders bevorzugt um 5 % oder weniger, unterscheidet.

Die gewünschte Aufspaltung des extrudierten Materialstranges kann im Prinzip mit jeder Form des Hindernis erreicht werden, welches die Schablonenausnehmung in zwei oder mehr Bereiche zerteilt, sodass beispielsweise auch Injektorelemente mit rundem Querschnitt geeignet sind, welche dann eine zylinderartige Form aufweisen. Nach Einschätzung der Erfinder ist es jedoch besonders vorteilhaft, wenn eine kontrollierte Aufspaltung des Materialstranges dadurch befördert wird, dass eine Keilform oder eine ähnliche Verjüngung vorgesehen wird, durch die die Auftrennung entlang der Flanken des Keils begünstigt wird, was insbesondere das Strömungsverhalten des extrudierten Materialstranges verbessert. Beispielhaft ist entsprechend eine erfindungsgemäße Extrusionsschablone, wobei das Injektorelement zumindest teilweise, bevorzugt über die gesamte Länge des in der Schablonenausnehmung verlaufenen Teils des Injektorelements, zylinderförmig ausgebildet ist. Bevorzugt ist jedoch eine erfindungsgemäße Extrusionsschablone, wobei das Injektorelement sich auf der vom Injektionsspalt abgewandten Seite entgegen der Extrusionsrichtung E verjüngt, bevorzugt tropfenförmig verjüngt.

Zumindest in der Theorie ist es möglich, das Injektorelement bezogen auf die Extrusionsrichtung schräg in der Extrusionsschablone anzuordnen, sodass der extrudierte Materialstrang das Injektorelement bezogen auf die Extrusionsrichtung an einem Abschnitt früher und in einem anderen Abschnitt später kontaktiert. Auch wenn eine solche Ausgestaltung denkbar ist, ist dies nach Einschätzung der Erfinder nicht mit Vorteilen verbunden, die den zusätzlichen konstruktiven Aufwand rechtfertigen würden. Vielmehr lassen sich nach Einschätzung der Erfinder besonders dann gute Ergebnisse erreichen, wenn das Injektorelement und damit die Injektionsrichtung I im Wesentlichen orthogonal auf der Extrusionsrichtung steht, sodass der extrudierte Materialstrang durch das Injektorelement im Wesentlichen orthogonal zur Extrusionsrichtung E aufgespalten wird. Bevorzugt ist somit eine erfindungsgemäße Extrusionsschablone, wobei die Injektorrichtung I mit der Extrusionsrichtung E einen Winkel im Bereich von 70° bis 110°, bevorzugt einen Winkel im Bereich von 80° bis 100°, besonders bevorzugt im Bereich von 85° bis 95°, ganz besonders bevorzugt von im Wesentlichen 90°, einschließt, und/oder wobei das Injektorelement und die Wandflächen im Kontaktbereich einen Winkel im Bereich von 70° bis 110°, bevorzugt einen Winkel im Bereich von 80° bis 100°, besonders bevorzugt im Bereich von 85° bis 95°, ganz besonders bevorzugt von im Wesentlichen 90°, einschließt.

Je nach der späteren Anordnung der Extrusionsschablone und damit in Abhängigkeit der im Einsatz wirkenden Schwerkraft ist es prinzipiell nicht nötig, den Injektionsspalt über die gesamte Länge des Injektorelements auszuführen, da es in Abhängigkeit vom Volumenstrom der Injektionszusammensetzung möglich ist, dass die durch einen kürzeren Injektionsspalt austretende Injektionszusammensetzung den Materialspalt hinreichend ausfüllt, um den extrudierten Materialstrang über die gesamte Höhe an den Wandungen zu kontaktieren, was besonders bevorzugt ist. Angesichts dieser bevorzugten Ausführungsform erachten es die Erfinder jedoch als besonders vorteilhaft, wenn sich auch der Injektionsspalt im Wesentlichen über die gesamte Länge erstreckt, auf der die Beschichtung erfolgen soll, da hierdurch eine deutlich kontrolliertere und präzisere Applikation der Injektionszusammensetzung in den Materialspalt und an dessen Wandungen möglich wird. Bevorzugt ist entsprechend eine erfindungsgemäße Extrusionsschablone, wobei sich der Injektionsspalt über die gesamte Länge des in der Schablonenausnehmung verlaufenen Teils des Injektorelements erstreckt.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird die Funktionsweise zumeist in Bezug auf das Vorliegen genau eines Injektorelementes beschrieben, wobei eine erfindungsgemäße Extrusionsschablone, welche genau ein Injektorelement umfasst, entsprechend zur Herstellung von strangförmigen Kautschukprodukten geeignet ist, welche genau einen CCB umfassen. Insoweit schlagen die Erfinder jedoch vor, dass die erfindungsgemäßen Extrusionsschablonen auch so ausgelegt werden können, dass mit ihnen in dem extrudierten Material mehrere dünne CCBs ausgebildet werden können. Bevorzugt ist für bestimmte Anwendungen entsprechend eine erfindungsgemäße Extrusionsschablone, wobei die Extrusionsschablone zwei oder mehr, bevorzugt drei oder mehr, bevorzugt gleichartige, Injektorelemente, umfasst.

Der Fachmann versteht, dass im erfindungsgemäßen Verfahren, welches mit erfindungsgemäßen Extrusionsschablonen durchgeführt wird, nach dem Auftrennen des Materialstrangs und dem anschließenden Kontaktieren der Wandungen des Materialspalts mit der Injektionszusammensetzung ein erneutes Zusammenführen und Zusammenfügen der zuvor getrennten Teile des Materialstranges erfolgen wird, durch das der Materialspalt geschlossen wird. Dieses Zusammenfügen kann, beispielsweise im Falle einer erfindungsgemäßen Vorschablone, durch eine nachgelagerte Endschablone geleistet werden. Insbesondere bei Endschablonen ist es jedoch auch möglich, dass die Länge der Schablonenausnehmung in Extrusionsrichtung E so groß gewählt wird, dass das Zusammenfügen des Materialspalts noch innerhalb der erfindungsgemäßen Extrusionsschablone erfolgen kann, wenn sich das extrudierte Material in Extrusionsrichtung hinter dem Injektionselement weiter an den Wandungen der Schablonenausnehmung entlang erstreckt. Ein solcher Fügebereich der Schablonenausnehmung kann dabei auch einen Abschnitt umfassen, welcher einen zumindest geringfügig verringerten Gesamtquerschnitt aufweist als die Schablonenausnehmung auf Höhe des Injektorelementes, sodass die zwei aufgespaltenen Teile des Materialstranges durch eine entsprechende Verjüngung aneinandergedrückt werden. Bevorzugt ist in diesem Fall eine erfindungsgemäße Extrusionsschablone, wobei die Extrusionsschablone einen entlang der Extrusionsrichtung E vom Injektorelement beabstandeten Fügebereich umfasst, wobei die Extrusionsschablone dazu eingerichtet ist, den in dem extrudierten Materialstrang erzeugten Materialspalt im Fügebereich durch Zusammenfügen der mit der Injektionszusammensetzung kontaktierten Wandungen des Materialspalts zu schließen, wobei der Fügebereich bevorzugt durch einen Fügeabschnitt der Schablonenausnehmung gebildet wird, in dem sich die Schablonenausnehmung entlang der Extrusionsrichtung E verjüngt.

Die Erfinder schlagen insoweit geeignete Abmessungen für typische Schablonenausnehmungen vor, die insbesondere für die Ausformung von Laufstreifenkomponenten besonders geeignet sind. Die Abmessungen der Schablonenausnehmung in der erfindungsgemäßen Extrusionsschablone lassen sich dabei zweckmäßigerweise über die bereits zuvor definierten Richtungen definieren. Die Ausdehnung entlang der Extrusionsrichtung E bestimmt die Tiefe der Schablonenausnehmung. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird die zumeist orthogonal auf der Extrusionsrichtung E stehende Injektorrichtung I als Höhe der Schablonenausnehmung verstanden. Darüber hinaus wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Querrichtung Q definiert, welche orthogonal auf der Extrusionsrichtung E und der Injektorrichtung I steht. Im besonders bevorzugten Fall einer nicht geneigten Anordnung des Injektorelements in der Schablonenausnehmung entsprechen die drei Richtungen E, I und Q somit den Achsen eines kartesischen Koordinatensystems. Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Extrusionsschablone, wobei die Schablonenausnehmung eine längliche Schablonenausnehmung ist und entlang der Injektorrichtung I einen Durchmesser im Bereich von 4 bis 40 mm, bevorzugt im Bereich von 5 bis 30 mm, besonders bevorzugt im Bereich von 6 bis 10 mm, aufweist. Bevorzugt ist zusätzlich oder alternativ eine erfindungsgemäße Extrusionsschablone, wobei die Schablonenausnehmung eine längliche Schablonenausnehmung ist und entlang der Querrichtung Q einen Durchmesser im Bereich von 5 bis 500 mm, besonders bevorzugt im Bereich von 6 bis 450 mm, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 8 bis 400 mm, aufweist, wobei die spezifischen Abmessungen sich insbesondere an den herzustellenden Produkten orientieren, so dass Extrusionsschablone für die Extrusion von LKW- Laufstreifen größere Dimensionen aufweisen werden als solche für Fahrradlaufstreifen. Bevorzugt ist zusätzlich oder alternativ auch eine erfindungsgemäße Extrusionsschablone, wobei die Schablonenausnehmung entlang der Extrusionsrichtung E einen Durchmesser im Bereich von 3 bis 30 mm, besonders bevorzugt im Bereich von 4 bis 15 mm, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 5 bis 8 mm, aufweist.

Darüber hinaus schlagen die Erfinder auch zweckmäßige Abmessungen für das Injektorelement beziehungsweise die Breite des Injektionsspaltes vor, mit denen sich bei der Verarbeitung typischer vulkanisierbarer Kautschukmischungen und der Injektion einer breiten Palette an Injektionszusammensetzungen gute Ergebnisse bei der Ausbildung des Materialspalts und der gleichmäßigen Kontaktierung der entsprechenden Wandungen erzielen lassen. Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Extrusionsschablone, wobei das Injektorelement entlang der Querrichtung Q einen mittleren Durchmesser im Bereich von 3 bis 40 mm, besonders bevorzugt im Bereich von 4 bis 20 mm, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 6 bis 10 mm, aufweist. Bevorzugt ist zusätzlich oder alternativ auch eine erfindungsgemäße Extrusionsschablone, wobei der Injektorspalt entlang der Querrichtung Q einen mittleren Durchmesser im Bereich von 0,1 bis 2,0 mm, besonders bevorzugt im Bereich von 0,2 bis 1 ,0 mm, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,5 bis 0,8 mm, aufweist.

Die besonders vorteilhaften Eigenschaften erfindungsgemäßer Extrusionsschablonen ergeben sich insbesondere durch den Einsatz von einer oder mehreren besonderer Ausnehmungen in den Wandflächen der Schablonenausnehmung, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Verteilungsvertiefung bezeichnet werden, weil sie dazu dienen, die aus dem Injektorelement in den Materialspalt injizierte Injektionszusammensetzung aufzunehmen und zu ermöglichen, dass der über diese Verteilungsvertiefung hinweggedrückte Materialstrang von der Außenseite mit der in der Verteilungsvertiefung angesammelten Injektionszusammensetzung kontaktiert wird, so dass die Injektionszusammensetzung quasi verteilt wird.

Durch das Vorliegen dieser Verteilungsvertiefungen werden nicht nur die anschließend wieder zusammengeführten Wandungen mit der Injektionszusammensetzung kontaktiert, sondern auch ein Teil der Fläche, die später die Oberfläche des extrudierten Materialstranges darstellen wird, wobei die fluidleitende Verbindung zwischen dem Materialspalt und der Verteilungsvertiefung sicherstellt, dass im extrudierten Materialstrang die beschichteten Oberflächenbereiche und der dünne leitfähige Steg, die quasi gleichzeitig ausgebildet werden können, zuverlässig miteinander verbunden sind.

Der Fachmann versteht insoweit, dass das Injektorelement in Extrusionsrichtung E einen Strömungsschatten werfen wird, sodass der Materialspalt ein gewisses Volumen aufweist. Entsprechend wäre es nicht zweckmäßig, die Verteilungsvertiefung so klein auszuführen, dass sie selbst vollständig im Bereich des Materialspaltes liegt, da sie in diesem Fall nicht von den aufgespaltenen Teilen des Materialstranges überstrichen werden könnte. Folglich ist die Verteilungsvertiefung entlang der Querrichtung Q auch zumindest breiter als der Injektionsspalt. Wie breit die Verteilungsvertiefung in Querrichtung tatsächlich ist, wird in der späteren Praxis maßgeblich von den Eigenschaften der verarbeiteten vulkanisierbaren Kautschukmischung, der Extrusionsgeschwindigkeit und der geometrischen Ausgestaltung des als Strömungshindernis wirkenden Injektorelementes abhängen, da insbesondere diese Faktoren die Abmessungen des entstehenden Materialspalts bestimmen. Die Verteilungsvertiefung sollte für den vom Fachmann angestrebten Extrusionsvorgang entsprechend in der orthogonal zur Injektorrichtung I stehenden Fläche eine größere Fläche aufweisen als der Querschnitt des entstehenden Materialspalts, wobei die tatsächlichen Abmessungen auch dadurch bedingt werden, wie breit die Oberflächenmodifikation ausfallen soll, die der Fachmann über die Verteilungsvertiefung erreichen will.

Für ein vorgegebenes Extrudersystem mit einer spezifischen vulkanisierbaren Kautschukmischung kann der Fachmann im Ansehen der Erfindung zwanglos geeignete Abmessungen der Verteilungsvertiefung identifizieren und diese gegebenenfalls in Routineexperimenten optimieren. Der komplexen Abhängigkeit in der Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Extrusionsschablone von den späteren Einsatzzwecken wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung dadurch Rechnung getragen, dass die Extrusionsschablone, wie vorstehend definiert, dazu eingerichtet ist, dass die in den Materialspalt injizierte Injektorzusammensetzung in die Verteilungsvertiefung dringen kann, um dort den über die Verteilungsvertiefung geführten extrudierten Materialstrang zu kontaktieren.

Bevorzugt ist grundsätzlich eine erfindungsgemäße Extrusionsschablone, wobei die Verteilungsvertiefung quer zur Extrusionsrichtung E und quer zur Injektorrichtung I um den Faktor 2 oder mehr, bevorzugt um den Faktor 5 oder mehr, besonders bevorzugt um den Faktor 10 oder mehr, ganz besonders bevorzugt um den Faktor 20 oder mehr, breiter ist als der Injektionsspalt. Bevorzugt ist zusätzlich oder alternativ auch eine erfindungsgemäße Extrusionsschablone, wobei die Verteilungsvertiefung quer zur Extrusionsrichtung E und quer zur Injektorrichtung I um den Faktor 1 ,25 oder mehr, bevorzugt um den Faktor 1 ,5 oder mehr, besonders bevorzugt um den Faktor 2 oder mehr, ganz besonders bevorzugt um den Faktor 5 oder mehr, breiter ist als das Injektorelement. Bevorzugt ist zusätzlich oder alternativ zudem eine erfindungsgemäße Extrusionsschablone, wobei die Verteilungsvertiefung entlang der Querrichtung Q, bevorzugt einen mittleren Durchmesser im Bereich von 0,1 bis 2 mm, besonders bevorzugt im Bereich von 0,2 bis 1 ,0 mm, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,3 bis 0,7 mm, aufweist. Die erfindungsgemäße Extrusionsschablone umfasst zumindest eine Verteilungsvertiefung. Der Fachmann versteht, dass damit auf einer Seite des Injektorelements und damit auf einer Seite des im Materialstrang erzeugten CCB eine entsprechende Oberflächenbeschichtung ausgebildet werden kann, wie es vorstehend beschrieben ist. Nach Einschätzung der Erfinder ist dies für einige Anwendungen bereits ausreichend, beispielsweise um bei einem Laufstreifen einen guten Fahrbahnkontakt für den CCB sicherzustellen. Gleichzeitig erachten es die Erfinder jedoch für im Wesentlichen alle Ausführungsformen als bevorzugt, wenn zwei Verteilungsvertiefungen vorgesehen werden, um beidseitig einen entsprechenden Modifikationsbereich auf der Oberfläche des extrudierten Stranges auszubilden. Auch wenn es theoretisch möglich ist, auch die vorstehend beschriebene Funktionalität einer einzelnen Verteilungsöffnung durch die Kombination von zwei separaten Verteilungsöffnungen, die sich beispielsweise nach links und nach rechts des Injektorelementes erstrecken, zu realisieren, versteht der Fachmann zwanglos, dass die zwei Verteilungsvertiefungen bevorzugt an gegenüberliegenden Enden des Injektorelementes in den Wandungen angeordnet werden sollten, sodass ein durch die Extrusionsschablone extrudierter Materialstrang an beiden Seiten des dünnen, leitfähigen Steges mit einer zugehörigen Oberflächenbeschichtung versehen ist, sodass im Falle eines Laufstreifens beispielsweise nicht nur ein ausgezeichneter Fahrbahnkontakt, sondern auch eine zuverlässige Verbindung mit unterliegenden Lagen des Laufstreifens sichergestellt werden kann. Für im wesentlichen alle Ausführungsformen bevorzugt ist entsprechend auch eine erfindungsgemäße Extrusionsschablone, wobei die Extrusionsschablone in den gegenüberliegenden Wandfläche der Schablonenausnehmung im Kontaktbereich mit dem Injektorelement jeweils zumindest eine, bevorzugt gleichartige, Verteilungsvertiefung umfasst, wobei die Extrusionsschablone dazu eingerichtet ist, dass eine durch den Injektionsspalt in den Materialspalt injizierte

Injektionszusammensetzung in die Verteilungsvertiefungen eintreten kann, sodass der über die Verteilungsvertiefungen geführte extrudierte Materialstrang an den an den Wandflächen entlang geführten Außenseiten des Materialstranges mit der in den Verteilungsvertiefungen vorliegenden Injektionszusammensetzung kontaktiert werden kann.

Auch wenn es durch eine ausgefeiltere Fluidführung möglich sein mag, die Verteilungsvertiefungen so anzuordnen, dass sich diese bezogen auf die Extrusionsrichtung E zumindest teilweise stromaufwärts des Injektorelementes erstrecken, ist es nach Einschätzung der Erfinder für einen möglichst zuverlässigen Kontakt zwischen dem erzeugten CCB und den leitfähigen Oberflächenbeschichtungen zweckmäßig, die Verteilungsvertiefungen und den Injektionsspalt auf der gleichen Seite des Injektorelementes vorzusehen. Bevorzugt ist entsprechend eine erfindungsgemäße Extrusionsschablone, wobei die Verteilungsvertiefung auf der Seite des Injektorelements in der Wandfläche der Schablonenausnehmung angeordnet ist, die den Injektionsspalt umfasst.

Zumindest theoretisch ist denkbar, dass die Verteilungsvertiefung entlang der Extrusionsrichtung E vom Injektorelement zumindest ein Stück weit beabstandet wird. Nach Einschätzung der Erfinder ist es jedoch für im Wesentlichen alle Ausgestaltungen bevorzugt, wenn die Verteilungsvertiefung in Extrusionsrichtung E unmittelbar an das Injektorelement anschließt, wobei insbesondere auch Ausgestaltungen bevorzugt sind, bei denen ein Teil der Seitenwand der Verteilungsvertiefung durch Teile des Injektorelementes gebildet wird. Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Extrusionsschablone, wobei die Seitenwand der Verteilungsvertiefung teilweise vom Injektorelement gebildet wird.

Bei der Konstruktion erfindungsgemäßer Extrusionsschablonen hat sich gezeigt, dass es unproblematisch ist, wenn die Verteilungsvertiefungen an dem in Extrusionsrichtung stromaufwärts liegenden Ende eine scharfe Kante zeigen, da die extrudierte Materialmischung hierüber zumeist unproblematisch hinweggleitet. Je nach Ausgestaltung der verwendeten Materialien und den Abmessungen der Verteilungsvertiefungen kann der Materialstrang beim Überstreichen der Verteilungsvertiefung jedoch teilweise in diese einsinken. Wenn nunmehr auch auf der stromabwärts gelegenen Seite eine sehr scharfe Kante vorgesehen wird, wie sie beispielsweise mit einer vollständig quadratischen Vertiefung erhalten würde, kann diese Kante der Verteilungsvertiefung den eingesunkenen Teil des Materialstrang bremsen und zu ungewollten Veränderungen bzw. Behinderungen im Material- und Strömungsverhalten führen. Um dies zu vermeiden, schlagen die Erfinder vor, dass die in Extrusionsrichtung E weisende Seite der Verteilungsvertiefung möglichst flach auslaufen sollte, um etwaige Teile des Materialstranges, die in die Verteilungsvertiefung eingesunken sind, ohne zu viel Widerstand wieder auf den ursprünglichen Extrusionsweg zu führen. Bevorzugt ist demnach eine erfindungsgemäße Extrusionsschablone, wobei die Tiefe der Verteilungsvertiefung entlang der Extrusionsrichtung E mit steigendem Abstand vom Injektorelement abnimmt. Bevorzugt ist zusätzlich oder alternativ auch eine erfindungsgemäße Extrusionsschablone, wobei die Verteilungsvertiefung entlang der vom Injektorelement wegweisenden Extrusionsrichtung E abgeflacht ist. . Bevorzugt ist zusätzlich oder alternativ dabei eine erfindungsgemäße Extrusionsschablone, wobei die Verteilungsvertiefung in einer parallel zur Extrusionsrichtung E liegenden Ebene einen dreieckigen oder trapezförmigen Querschnitt aufweist, bevorzugt einen dreieckigen Querschnitt.

Als besonders bevorzugte Ausführungsform erfindungsgemäßer Extrusionsschablonen schlagen die Erfinder vor, dass das Injektorelement auswechselbar ausgeführt werden kann. Hierfür können auf gegenüberliegenden Seiten der Wandung komplementäre Öffnungen bzw. Ausnehmungen vorgesehen werden, in die ein Injektorelement eingesetzt werden kann. Die Injektoreinführöffnung kann dabei beispielsweise als Bohrung durch den Schablonenkörper hindurch ausgeführt sein, sodass das Injektorelement durch die Bohrung hindurch in die Schablonenausnehmung geführt werden kann, bis es auf der gegenüberliegenden Seite in der Injektoraufnahmeausnehmung angeordnet ist und dort beispielsweise formschlüssig fixiert wird. Hierdurch ist es in vorteilhafter Weise möglich, die Wahl der Injektorelemente auf die zu verarbeitenden Materialien abzustimmen, beispielsweise hinsichtlich der Form des Injektorelementes und/oder der Ausgestaltung des jeweiligen Injektionsspaltes. Bevorzugt ist entsprechend eine erfindungsgemäße Extrusionsschablone, wobei die Extrusionsschablone in den Wandflächen der Schablonenausnehmung eine Injektoraufnahmeausnehmung und eine Injektoreinführöffnung umfasst, wobei sich das Injektorelement durch die Injektoreinführöffnung in die Injektoraufnahmeausnehmung erstreckt, wobei die Extrusionsschablone dazu eingerichtet ist, dass das Injektorelement reversibel und zerstörungsfrei austauschbar ist, wobei die eine oder die mehreren Verteilungsvertiefung bevorzugt durch einen Teil der Injektoreinführöffnung und/oder der Injektoraufnahmeausnehmung gebildet werden.

In einer Weiterentwicklung der reversibel und zerstörungsfrei austauschbaren Injektorelemente schlagen die Erfinder vor, dass zudem eine Vielzahl an komplementären Einführöffnungen und Aufnahmeausnehmungen vorgesehen werden kann, sodass es die erfindungsgemäße Extrusionsschablone ermöglicht, das Injektorelement in verschiedenen Injektorpositionen einzusetzen, um beispielsweise hinsichtlich der Positionierung des CCB in Laufstreifen eine höhere Flexibilität zu erreichen, ohne eine neue Extrusionsschablone anfertigen zu müssen, wodurch die Lage des CCB beispielsweise auf die gewünschte Profilierung abgestimmt werden kann. In solchen Ausgestaltungen ist es nach Einschätzung der Erfinder zweckmäßig, die nicht verwendeten Injektoreinführöffnungen bzw. Injektoraufnahmeausnehmungen mit geeigneten Verschlusselementen zu verschließen, beispielsweise mit einem formschlüssigen Gummistopfen. Bevorzugt ist folglich eine erfindungsgemäße Extrusionsschablone, wobei die Extrusionsschablone in den Wandflächen der Schablonenausnehmung zwei oder mehr, bevorzugt drei oder mehr, besonders bevorzugt vier oder mehr, komplementäre Injektoreinführöffnungen und Injektoraufnahmeausnehmungen zur Aufnahme eines Injektorelements in unterschiedlichen Injektorpositionen umfasst, wobei zumindest einem Teil der Injektorpositionen, bevorzugt sämtlichen Injektorpositionen, zumindest eine, bevorzugt zumindest zwei gegenüberliegenden, Verteilungsvertiefungen zugeordnet sind, wobei das Injektorelement in einer Injektorposition durch die entsprechende Injektoreinführöffnung in die entsprechende Injektoraufnahmeausnehmung erstreckt, wobei die Extrusionsschablone dazu eingerichtet ist, dass die Position des Injektorelements reversibel und zerstörungsfrei zwischen den Injektorposition verändert werden kann. Besonders bevorzugt ist dabei eine erfindungsgemäße Extrusionsschablone, wobei die Extrusionsschablone zusätzlich ein oder mehrere Verschlusselemente umfasst, zum Verschließen, bevorzugt formschlüssigen Verschließen von Injektoreinführöffnungen und Injektoraufnahmeausnehmung von nicht mit einem Injektorelement besetzten Injektorpositionen und/oder von diesen Injektorpositionen zugeordneten Verteilungsvertiefungen.

Die Erfindung betrifft auch ein Extrusionssystem, umfassend: aa) zumindest einen Extruder, und bb) zumindest eine erfindungsgemäße Extrusionsschablone.

Die erfindungsgemäße Extrusionsschablone kann hierbei im Wesentlichen mit allen geeigneten, typischen Extrudern kombiniert werden, die von verschiedenen Anbietern kommerziell erhältlich sind. Die Positionierung der erfindungsgemäßen Extrusionsschablone im Extrusionssystem wird dabei insbesondere von ihrer Ausführung als Vor- oder Endschablone abhängen. Beispielhaft ist ein erfindungsgemäßes Extrusionssystem, wobei das Extrussionssystem zusätzlich ein zwischen der Extrusionsschablone und dem Extruder angeordnete zusätzliche Vorschablone oder eine auf der vom Extruder abgewandten Seite angeordnete zusätzliche Endschablone umfasst, wobei die zusätzliche Vorschablone und die zusätzliche Endschablone bevorzugt kein Injektorelement umfassen. Beispielhaft ist zusätzlich oder alternativ auch ein erfindungsgemäßes Extrusionssystem, wobei das Extrussionssystem zusätzlich ein auf der vom Extruder abgewandten Seite angeordnetes Fügeelement mit einem Fügebereich umfasst, wobei das Extrusionssystem dazu eingerichtet ist, den in dem extrudierten Materialstrang erzeugten Materialspalt im Fügebereich durch Zusammenfügen der mit der Injektionszusammensetzung kontaktierten Wandungen des Materialspalts zu schließen, wobei das Fügeelement bevorzugt durch eine auf der vom Extruder abgewandten Seite angeordnete zusätzliche Endschablone gebildet wird.

Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zur Herstellung eines strangförmigen vulkanisierbaren Kautschukproduktes, mit einem erfindungsgemäßen Extrusionssystem, umfassend die Verfahrensschritte: i) Extrudieren eines Materialstranges aus zumindest einer vulkanisierbaren Kautschukmischung mit einem Extruder durch die erfindungsgemäße Extrusionsschablone entlang der Extrusionsrichtung E, wobei in dem Materialstrang durch das Injektorelement ein Materialspalt erzeugt wird, ii) Injizieren einer Injektionszusammensetzung aus dem Injektionsspalt in den Materialspalt und die Verteilungsvertiefung zum Kontaktieren des Materialstranges mit der Injektionszusammensetzung an den Wandungen des Materialspalts und an der an der an der Wandfläche entlang geführten Außenseite des Materialstranges, zum Erhalt eines modifizierten Materialstranges, iii) Schließen des Materialspalts im modifizierten Materialstrang durch Zusammenfügen der mit der Injektionszusammensetzung kontaktierten Wandungen des Materialspalts in einem entlang der Extrusionsrichtung E vom Injektorelement beabstandeten Fügebereich. Das erfindungsgemäße Verfahren dient der Herstellung von strangförmigen vulkanisierbaren Kautschukprodukten, bevorzugt von Laufstreifenkomponenten. Dabei ist das erfindungsgemäße Verfahren jedoch nicht auf Laufstreifen beschränkt, sondern ist dazu geeignet, grundsätzlich sämtlichen dickwandigen Extrudate mit einer gewissen Dicke, beispielsweise von mehr als 2 mm, eine leitfähige Struktur hinzuzufügen, durch die eine elektrostatische Aufladung zuverlässig abgeführt werden kann. Beispielhaft ist entsprechend ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei das strangförmige vulkanisierbare Kautschukprodukt senkrecht zur Extrusionsrichtung E eine mittlere Dicke von 2 mm oder mehr aufweist. Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei das strangförmige vulkanisierbare Kautschukprodukt ein Laufstreifenrohling oder eine Teillage eines Laufstreifenrohlings ist.

Es kann als großer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens angesehen werden, dass dieses hinsichtlich der eingesetzten vulkanisierbaren Kautschukmischung sehr flexibel ist. Im Lichte des Umstandes, dass die vorteilhaften Effekte der vorliegenden Erfindung im Wesentlichen auf konstruktive Merkmale der erfindungsgemäßen Extrusionsschablone sowie auf die spezifische Verfahrensführung zurückzuführen sind, kann in vorteilhafter Weise festgestellt werden, dass das erfindungsgemäße Verfahren für im Wesentlichen sämtliche typischen vulkanisierbaren Kautschukmischungen zur Anwendung kommen kann, insbesondere solche, welche in Laufstreifen von Fahrzeugreifen eingesetzt werden, sodass an dieser Stelle insbesondere auf den dem Fachmann bekannten Stand der Technik verwiesen werden kann. Beispielhaft ist insoweit ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die vulkanisierbare Kautschukmischung einen oder mehrere Dienkautschuke umfasst, und/oder wobei die vulkanisierbare Kautschukmischung einen oder mehrere nicht elektrisch leitfähige Füllstoffe umfasst, und/oder wobei die vulkanisierbare Kautschukmischung einen oder mehrere Additive umfasst, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Weichmachern, Alterungsschutzmitteln und Kupplungsagenzien. Wegen der hohen Relevanz des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Ausrüstung von schlecht leitenden Extrudaten mit einem leitfähigen CCB wird es sich in den meisten Fällen um ein erfindungsgemäßes Verfahren handeln, wobei die vulkanisierbare Kautschukmischung weniger als 10 phr, bevorzugt weniger als 5 phr, besonders bevorzugt weniger als 3 phr, insbesondere weniger als 0,1 phr, Ruß umfasst.

Im Lichte der vorstehenden Ausführungen versteht der Fachmann, dass die erfindungsgemäßen Extrusionsschablonen und das erfindungsgemäße Verfahren auch hinsichtlich der eingesetzten Injektionszusammensetzung prinzipiell nicht limitiert sind. Der Fachmann wählt eine geeignete Injektionszusammensetzungen im Wesentlichen vor dem Hintergrund seiner jeweiligen Anwendungserfordernisse, der eingesetzten vulkanisierbaren Kautschukmischungen, der Extrusionsmatenalien und der weiteren Parameter seiner spezifischen Verfahrensführung aus, sodass diese für seine Zwecke geeignet sind. Beispiele für einsetzbare Injektionszusammensetzungen sind dabei unter anderem im vorstehend gewürdigten Stand der Technik offenbart. Beispielhaft ist insoweit ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die Injektionszusammensetzung eine Dispersion ist, umfassend:

- zumindest einen Dienkautschuk, bevorzugt Polyisopren,

- zumindest einen elektrisch leitfähigen Füllstoff, bevorzugt Ruß, bevorzugt in einem kombinierten Massenanteil von 50 phr oder mehr, bevorzugt 70 phr oder mehr, und

- eine Trägerflüssigkeit, bevorzugt in einem kombinierten Massenanteil von 450 phr oder mehr, bevorzugt 600 phr oder mehr.

Beispielhaft ist insoweit zusätzlich ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die Injektionszusammensetzung zusätzlich umfasst: - zumindest ein flüssiges Dienpolymer, bevorzugt in einem kombinierten Massenanteil von 50 phr oder mehr, bevorzugt von 70 % oder mehr, und/oder

- ein auf Schwefel basierendes Vulkanisationssystem, umfassend bevorzugt zumindest einen Vulkanisationsbeschleuniger, besonders bevorzugt in einem kombinierten Massenanteil von 2,5 phr oder mehr, bevorzugt 5 phr oder mehr.

Die dabei verwendete Angabe phr (parts per hundred parts of rubber by weight) ist die in der Kautschukindustrie übliche Mengenangabe für Mischungsrezepturen, über die die Massenanteile der Komponenten in der Kautschukmischung bezogen auf die Masse der in der Kautschukmischung vorhandenen hochmolekularen (gewichtsmittlere Molmasse Mw gemäß GPC größer als 60.000 g/mol) Kautschuke angegeben werden, wobei der kombinierte Masseanteil der hochmolekularen Kautschuke in der Kautschukmischung 100 phr entspricht. Die Bestimmung der gewichtsmittleren Molmasse erfolgt mittels Gelpermeationschromatographie gemäß DIN 55672-1 : 2016-03 (GPC mit Tetrahydofuran als Elutionsmittel, Polystyrol-Standard;

Größenausschlußchromatographie; engl. SEC = size exclusion chromatography).

Bei der Auswahl der Injektionszusammensetzung schlagen die Erfinder vor, dass im erfindungsgemäßen Verfahren besonders effizient solche Injektionszusammensetzungen verarbeitet werden können, deren Viskosität nicht allzu hoch ist, sodass sie besonders effizient aus dem Materialspalt in die Verteilungsvertiefung einfließen und dort die Wandungen kontaktieren können. Bevorzugt ist entsprechend ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die Injektionszusammensetzung bei 20 °C eine dynamische Viskosität q gemessen gemäß DIN 53211 :1987-06 von 30 Pa*s oder weniger, bevorzugt von 20 Pa*s oder weniger, besonders bevorzugt von 10 Pa*s oder weniger, aufweist. Die aus dem Stand der Technik bekannten Injektionszusammensetzungen setzen häufig auf den Einsatz eines leichtflüchtigen Lösungsmittels als Trägerflüssigkeit. Hierdurch können die im Lösungsmittel dispergierten Komponenten der in der Injektionszusammensetzung enthaltenen Kautschukzusammensetzung auf die Wandungen des Materialspalts aufgebracht werden, wo sie nach Verdampfen des Lösungsmittels als Beschichtung verbleiben. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben jedoch gefunden, dass es sowohl aus verfahrenstechnischen als auch gesundheitlichen Gründen, sowie mit Blick auf die Qualität der erhaltenen leitfähigen Stege, überaus bevorzugt ist, auf den Einsatz von leichtflüchtigen Lösungsmitteln möglichst zu verzichten. Vielmehr haben die Erfinder eine Technologie entwickelt, in der die Trägerflüssigkeit durch eine hochsiedende Komponente, nämlich insbesondere ein Mineralöl und dabei insbesondere ein paraffinisches Mineralöl gebildet wird. Die entsprechende Injektionszusammensetzung wird (zumindest nicht vornehmlich) durch ein Verdampfen des Lösungsmittels in eine Beschichtung überführt, sondern das Mineralöl kann in großen Teilen in die unterliegende vulkanisierbare Kautschukmischung einziehen, sodass eine Beschichtung verbleibt, die infolge der Kontaktierung mit der Injektionszusammensetzung eine oberflächliche Schicht erhalten wird, die insbesondere einen erhöhten Rußgehalt aufweist und infolgedessen eine vorteilhafte elektrische Leitfähigkeit aufweist. Besonders bevorzugt ist entsprechend ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die Trägerflüssigkeit ein Mineralöl ist, bevorzugt eine paraffinisches Mineralöl. Besonders bevorzugt ist zusätzlich oder alternativ auch ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die Trägerflüssigkeit einen Siedepunkt von 120 °C oder mehr, bevorzugt von 140 °C oder mehr, besonders bevorzugt von 160 °C oder mehr, aufweist.

Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zur Herstellung eines vulkanisierten Kautschukproduktes, umfassend die Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines strangförmigen vulkanisierbaren Kautschukproduktes, sowie den Schritt: iv) Vulkanisieren des strangförmigen vulkanisierbaren Kautschukprodukts oder eines Kautschukrohlings umfassend das strangförmige vulkanisierbare Kautschukprodukt, bevorzugt einen Fahrzeugreifenrohlings, unter Vulkanisation der vulkanisierbaren Kautschukmischung zum Erhalt eines vulkanisierten Kautschukprodukts, bevorzugt eines Fahrzeugreifens.

Hierbei wird das strangförmige vulkanisierbare Kautschukprodukt beispielsweise nach dem in der Reifenindustrie üblichen Verfahren vulkanisiert, beispielsweise durch eine schwefelbasierte Vernetzung, beispielsweise bei einer Temperatur im Bereich von 130 bis 200 °C, bevorzugt im Bereich von 150 bis 180 °C.

Die Erfindung betrifft abschließend auch ein vulkanisiertes Kautschukprodukt, bevorzugt hergestellt oder herstellbar mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines vulkanisierten Kautschukproduktes, mit einem Gummielement, umfassend eine vulkanisierte Kautschukmischung, wobei das Gummielement an zumindest einer Oberfläche einen sich an der Oberfläche entlang einer Bedeckungsrichtung B erstreckenden Modifikationsbereich umfasst, wobei das Gummielement eine entlang der Bedeckungsrichtung B mit dem Modifikationsbereich verbundene und sich entlang einer Schichtrichtung S durch das Gummielement erstreckende Modifikationsschicht umfasst, wobei der Modifikationsbereich und die Modifikationsschicht einen vulkanisierten Gummiwerkstoff umfassen, dessen Zusammensetzung sich von der Zusammensetzung der vulkanisierten Kautschukmischung unterscheidet, wobei die mittlere Breite der Modifikationsschicht in der senkrecht zur Bedeckungsrichtung B und senkrecht zur Schichtrichtung S stehenden Ausdehnungsrichtung A 30 pm oder weniger beträgt, wobei die mittlere Breite der Modifikationsschicht in der senkrecht zur Bedeckungsrichtung B und senkrecht zur Schichtrichtung S stehenden Ausdehnungsrichtung A kleiner ist als die die mittlere Breite des Modifikationsbereichs.

Bei dem vulkanisierten Kautschukprodukt kann es sich prinzipiell um jede Form von Kautschukprodukten handeln, welche in einem vorangehenden Arbeitsschritt die Extrusion eines strangförmigen Ausgangsmaterials umfassen. Das erfindungsgemäße vulkanisierte Kautschukprodukt ist vulkanisiert und umfasst entsprechend keine vulkanisierbaren Kautschukmischungen mehr, sondern die entsprechenden daraus herstellbaren Gummiwerkstoffe. Insoweit umfasst das vulkanisierte Kautschukprodukt insbesondere ein Gummielement, welches die spezifische leitfähige Struktur umfasst, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden kann. Bei einem entsprechenden Gummielement kann es sich beispielsweise um den Laufstreifen eines Fahrzeugluftreifens handeln.

Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes vulkanisiertes Kautschukprodukt, wobei das vulkanisiertes Kautschukprodukt ein Fahrzeugreifen, bevorzugt ein Fahrzeugluftreifen ist. Bevorzugt ist dabei ein erfindungsgemäßes vulkanisiertes Kautschukprodukt, wobei das Gummielement ein Laufstreifen oder eine Teillage eines Laufstreifens, insbesondere eine für den Fahrbahnkontakt vorgesehene Teillage eines Laufstreifens ist.

Die Anordnung der leitfähigen Struktur aus dem Steg, d.h. der Modifikationsschicht und den leitfähigen Oberflächenschichten, d.h. den Modifikationsbereichen, in dem Gummielement wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung vor allem mit Blick auf zwei Richtungen definiert, nämlich die Bedeckungsrichtung B und die Schichtrichtung S. Das Gummielement umfasst an zumindest einer Oberfläche einen Modifikationsbereich, in dem sich die Zusammensetzung von der der sonstigen vulkanisierten Kautschukmischung im Gummielement unterscheidet, was wie vorstehend erläutert durch eine Beschichtung oder eine Modifikation der zuvor vulkanisierbaren Kautschukmischung im erfindungsgemäßen Verfahren erreicht werden kann. Der Fachmann versteht, dass es sich bei dem Modifikationsbereich um eben jenen Teil handelt, der im extrudierten strangförmigen vulkanisierbaren Kautschukprodukt im erfindungsgemäßen Verfahren durch die Einwirkung der Verteilungsvertiefungen erfindungsgemäßer Extrusionsschablonen erzeugt wurde. Entsprechend entspricht die Bedeckungsrichtung B zum Zeitpunkt der Herstellung des noch unvulkanisierten Gummielementes der Extrusionsrichtung E.

Infolge der vorstehend beschriebenen Verfahrensführung ist der Modifikationsbereich mit einer Modifikationsschicht verbunden, d.h. dem dünnen leitfähigen CCB. Diese Modifikationsschicht verläuft durch das vulkanisierte Kautschukprodukt und ist stoffschlüssig mit dem oberflächlichen Modifikationsbereich verbunden. Auch die Modifikationsschicht weist infolge der Kontaktierung mit der Injektionszusammensetzung eine andere chemische Zusammensetzung auf als die umgebende vulkanisierte Kautschukmischung.

Die Richtung, entlang der die Modifikationsschicht durch das Gummielement verläuft, wird als Schichtrichtung S bezeichnet. Am Beispiel eines Laufstreifens eines Fahrzeugluftreifens, welcher die leitfähige Struktur in etwa mittig vom Laufstreifen umfasst, entspricht die Bedeckungsrichtung B somit der Umfangsrichtung, während die Schichtrichtung S beispielsweise in etwa der radialen Richtung entspricht.

In der vorstehenden Definition erfindungsgemäßer vulkanisierter Kautschukprodukte wird darüber hinaus ausgedrückt, welche Dimensionen die Modifikationsschicht und der Modifikationsbereich relativ zueinander aufweisen. Diese Relationen wären dabei in der senkrecht zur Bedeckungsrichtung B und senkrecht zur Schichtrichtung S stehenden Richtung definiert, die als Ausdehnungsrichtung A. Bei bevorzugter Ausgestaltung eines im Wesentlichen orthogonalen Verlaufs von Modifikationsschicht und Modifikationsbereich entspricht diese dritte Richtung der dritten Achse eines kartesischen Koordinatensystems. Am Beispiel eines an einem Fahrzeugreifen befindlichen Laufstreifens, dessen Bedeckungsrichtung die Umfangsrichtung und dessen Schichtrichtung die radiale Richtung ist, entspräche die Ausdehnungsrichtung A der axialen Richtung.

Bevorzugte erfindungsgemäße vulkanisierte Kautschukprodukt ergeben sich aus den vorstehenden Ausführungen zu bevorzugten Verfahren und Extrusionsschablonen.

Bevorzugt ist beispielsweise ein erfindungsgemäßes vulkanisiertes Kautschukprodukt, wobei das Gummielement an zwei gegenüberliegenden Oberflächen, bevorzugt an der für den Fahrbahnkontakt vorgesehene Oberflächen und der von dieser Oberfläche abgewandten Oberfläche, jeweils einen sich an der Oberfläche entlang einer Bedeckungsrichtung B erstreckenden Modifikationsbereich umfasst, wobei die Modifikationsschicht mit beiden Modifikationsbereichen verbunden ist.

Bevorzugt ist zudem ein erfindungsgemäßes vulkanisiertes Kautschukprodukt, wobei sich die Modifikationsschicht entlang der Schichtrichtung S vollständig durch das Gummielement erstreckt.

Bevorzugt ist auch ein erfindungsgemäßes vulkanisiertes Kautschukprodukt, wobei das Gummielement zwei oder mehrere Laufstreifenlagen aus unterschiedlichen vulkanisierten Kautschukmischungen umfasst, wobei sich die Modifikationsschicht entlang der Schichtrichtung S durch sämtliche Laufstreifenlagen erstreckt. Bevorzugt ist ebenfalls ein erfindungsgemäßes vulkanisiertes Kautschukprodukt, das Gummielement im vulkanisierten Kautschukprodukt mit einer Oberfläche auf einer elektrisch leitfähigen Lage angeordnet ist, wobei sich die Modifikationsschicht entlang der Schichtrichtung S von der für den Fahrbahnkontakt vorgesehene Oberflächen zu der elektrisch leitfähigen Lage erstreckt, wobei die elektrisch leitfähige Lage bevorzugt vom Modifikationsbereich kontaktiert wird.

Bevorzugt ist gleichfalls ein erfindungsgemäßes vulkanisiertes Kautschukprodukt, wobei die mittlere Breite der Modifikationsschicht in der Ausdehnungsrichtung A 20 pm oder weniger, bevorzugt 10 pm oder weniger, besonders bevorzugt 5 pm oder weniger, beträgt, und/oder wobei die mittlere Breite der Modifikationsschicht in der Ausdehnungsrichtung A im Bereich von 0,5 bis 20 pm, bevorzugt im Bereich von 1 bis 10 pm, liegt.

Bevorzugt ist des Weiteren ein erfindungsgemäßes vulkanisiertes Kautschukprodukt, wobei die mittlere Breite des Modifikationsbereichs in der Ausdehnungsrichtung A 50 mm oder weniger, bevorzugt 10 mm oder weniger, besonders bevorzugt 5 mm oder weniger, beträgt, und/oder wobei die mittlere Breite des Modifikationsbereichs in der Ausdehnungsrichtung A im Bereich von 1 bis 40 mm, bevorzugt im Bereich von 2 bis 20 mm, besonders bevorzugt im Bereich von 3 bis 10 mm, liegt.

Bevorzugt ist zudem ein erfindungsgemäßes vulkanisiertes Kautschukprodukt, wobei die mittlere Breite der Modifikationsschicht in der Ausdehnungsrichtung A um den Faktor 20 oder mehr, bevorzugt um den Faktor 50 oder mehr, besonders bevorzugt um den Faktor 100 oder mehr, ganz besonders bevorzugt um den Faktor 200 oder mehr, breiter ist als die Modifikationsschicht.

Bevorzugt ist auch ein erfindungsgemäßes vulkanisiertes

Kautschukprodukt, wobei der vulkanisierten Gummiwerkstoff eine höhere elektrische Leitfähigkeit aufweist als die vulkanisierte Kautschukmischung, bevorzugt um den Faktor 10 oder mehr, bevorzugt um den Faktor 100 oder mehr, besonders bevorzugt um den Faktor 1000 oder mehr.

Bevorzugt ist darüber hinaus ein erfindungsgemäßes vulkanisiertes Kautschukprodukt, wobei die vulkanisierte Kautschukmischung herstellbar ist durch Vulkanisation einer vulkanisierbaren Kautschukmischung, und wobei der vulkanisierten Gummiwerkstoff herstellbar ist durch Vulkanisation einer Injektionszusammensetzung, umfassend:

- zumindest einen Dienkautschuk, bevorzugt Polyisopren,

- eine Trägerflüssigkeit, bevorzugt in einem kombinierten Massenanteil von 450 phr oder mehr, bevorzugt 600 phr oder mehr. oder einer Mischzusammensetzung aus der vulkanisierbaren Kautschukmischung und der Injektionszusammensetzung, welche durch Kontaktieren der vulkanisierbaren Kautschukmischung mit der Injektionszusammensetzung herstellbar ist.

Nachfolgend werden die Erfindung und bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren näher erläutert und beschrieben. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine stark vereinfachte schematische Darstellung von im Stand der Technik auftretenden Materialdefekten;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen

Extrusionsschablone in einer bevorzugten Ausführungsform; Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung des Bereiches um das Injektorelement der erfindungsgemäßen Extrusionsschablone gemäß Fig. 2;

Fig. 4 eine schematische Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäßen vulkanisierten Kautschukprodukts in einer bevorzugten Ausführungsform; und

Fig. 5 eine schematische Visualisierung der leitfähigen Struktur des vulkanisierten Kautschukprodukts gemäß Fig. 4.

Fig. 1 visualisiert in einer stark vereinfachten Darstellung, welche Defekte in extrudierten Materialsträngen auftreten können, wenn der leitfähige Steg besonders dünn ausgeführt wird. In Fig. 1a) wird der leitfähige Steg nach der Extrusion durch die ihn flankierenden Materialstränge überragt deckt und erstreckt sich nicht bis zur für den Kontakt vorgesehenen Oberfläche des entsprechenden Kautschukprodukts. In Fig. 1 b) wird das Ende des leitfähigen Steges durch eine Materialschiebung bedeckt, wie sie beispielsweise nach dem Einformen eines Laufstreifenrohlings in der Reifenform auftreten kann. In beiden Fällen der Fig. 1 kann der leitfähige Steg nicht den notwendigen Abbau einer elektrischen Aufladung gewährleisten.

Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Extrusionsschablone 10, zuweilen auch als Spritzleiste bezeichnet, in einer bevorzugten Ausführungsform. In Fig. 2 sind dabei die Extrusionsrichtung E, die Injektorrichtung I und die Querrichtung Q eingetragen.

Die erfindungsgemäße Extrusionsschablone 10 umfasst einen Schablonenkörper 12 und in diesem Schablonenkörper 12 eine durch Wandflächen 14 eingefasste Schablonenausnehmung 16. Zwischen den Wandflächen 14 erstreckt sich ein Injektorelement 18 durch die Schablonenausnehmung 16, welches einen Injektionsspalt 20 umfasst. In dem gezeigten Beispiel der Fig. 2 ist die Extrusionsschablone 10 als Vorschablone ausgeführt und weist einen Schablonenkörper 12 aus Stahl auf, in dem sich eine Schablonenausnehmung 16 mit einem trapezförmigen Querschnitt befindet. Das Injektorelement 18 erstreckt sich durch die Schablonenausnehmung 16 zwischen den Wandflächen 14 und ist im gezeigten Beispiel genau zentral angeordnet.

An dem außerhalb der Extrusionsschablone 10 liegenden Ende des Injektorelements 18 ist eine Bohrung angedeutet, über die das Injektorelement 18 über Fluidleitungen mit einem Reservoir für die Injektionszusammensetzung verbunden werden kann (nicht gezeigt). Das zylinderförmige Injektorelement 18 steht dabei im Wesentlichen orthogonal auf den Wandflächen 14, wobei sich der Injektionsspalt 20 im Wesentlichen über die gesamte Höhe der Schablonenausnehmung 16 erstreckt. Die Extrusionsschablone 10 umfasst in den Wandflächen 14 der Schablonenausnehmung 16 jeweils im Kontaktbereich mit dem Injektorelement 18 zwei gleichartig ausgebildete Verteilungsvertiefungen 22 (nur eine sichtbar), die dafür vorgesehen sind, dass im Betrieb die Injektionszusammensetzung aus dem Injektionsspalt 20 auch in die Verteilungsvertiefung 22 eintreten kann, sodass ein hierüber geführter extrudierter Materialstrang auch von der einetlich an den Wandungen entlanglaufenden Außenseite mit der Injektionszusammensetzung kontaktiert werden kann.

Das Injektorelement 18 der Fig. 2 ist als reversibel und zerstörungsfrei austauschbares Injektorelement 18 ausgebildet und kann entlang der Injektorrichtung I entnommen werden. Ein für den Austausch vorgesehenes Injektorelement 18 kann anschließend durch die so gebildete Injektoreinführöffnung durch den Schablonenkörper 12 geführt werden, bis es auf der gegenüberliegenden Wandfläche 14 in eine komplementäre Injektoraufnahmeausnehmung eingreift, wobei im gezeigten Beispiel ein Teil der Wand der Verteilungsvertiefungen 22 erst durch das Einsetzen des Injektorelements 18 in die Injektoraufnahmeausnehmung ausgebildet wird. Mit anderen Worten sind in der dargestellten Ausführungsform die Injektoraufnahmeausnehmung und die Injektoreinführöffnung jeweils so mit den jeweiligen Verteilungsvertiefungen 22 verbunden, dass diese ihre finalen Abmessungen erst annehmen, wenn ein Injektorelement 18 eingesetzt wurde.

Fig. 3 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der erfindungsgemäßen Extrusionsschablone 10 gemäß Fig. 2, wobei insbesondere die Details im Bereich des Injektorelements 18 vergrößert dargestellt sind. In Fig. 3 ist eine der zwei Verteilungsvertiefungen 22 besonders gut zu erkennen. In Querrichtung Q ist die Verteilungsvertiefung 22 breiter als der Injektionsspalt 20, wobei die in der Praxis besonders relevanten Verhältnisse in der schematischen Darstellung der Fig. 3 nicht wiedergegeben sind. In der Praxis wird der Injektionsspalt 20 in den meisten Fällen wohl deutlich kleiner ausfallen als es in Fig. 3 aus Gründen der Übersichtlichkeit angedeutet ist. Beispielsweise kann der Injektionsspalt 20 eine mittlere Breite von etwa 0,1 mm aufweisen, wohingegen die Verteilungsvertiefung 22 in Querrichtung Q eine Breite von beispielsweise 3 mm aufweist, um im damit herstellbaren Kautschukprodukt vorteilhaft breite Kontaktflächen auszubilden. In Fig. 3 ist zu erkennen, dass sich die Verteilungsvertiefung 22 entlang der Extrusionsrichtung E verjüngen, sodass eine abgeflachte Verteilungsvertiefung 22 erhalten wird, deren Tiefe mit steigendem Abstand vom Injektorelement 18 abnimmt, um einen möglichst geringen Einfluss auf den Fluss des extrudierten Materialstranges zu nehmen.

Fig. 4 zeigt nunmehr eine schematische Darstellung eines vulkanisierten Kautschukproduktes 24, wie es mit einer Extrusionsschablone 10 gemäß Fig. 2 und 3 erhalten werden könnte, in einer Explosionsdarstellung, wobei aus Gründen der Übersichtlichkeit nur ein Segment eines Stranges abgebildet ist, welcher sich in Bedeckungsrichtung B auch deutlich länger erstrecken kann. Bei dem schematisch dargestellten vulkanisierten Kautschukprodukt 24 handelt es sich um einen Laufstreifen mit einer sogenannten "Cap"- und "Base"-Konstruktion.

Die beidseitig angeordneten Laufstreifenteile aus vulkanisierter Kautschukmischung werden durch eine elektrisch leitfähige Struktur voneinander getrennt, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Extrusionsschablone 10 herstellbar ist, wobei die gewählte Explosionsdarstellung dazu dient, diese Struktur besser sichtbar zu machen. In Fig. 4 ist ein Ausschnitt aus einem Laufstreifen gezeigt, wobei die Bedeckungsrichtung B, entlang derer der Modifikationsbereich 26a, 26b sich auf der Oberfläche des vulkanisierten Kautschukprodukts 24 erstreckt, eingetragen ist. Zudem ist die Schichtrichtung S eingezeichnet, entlang derer sich die Modifikationsschicht 28 durch die "Cap"- und "Base"-Lage des vulkanisierten Kautschukprodukts 24 erstreckt. Jeweils senkrecht zu diesen beiden Richtungen liegt die Ausdehnungsrichtung A, entlang der die Breite der Modifikationsschicht 28 und der beiden Modifikationsbereiche 26a, 26b bestimmt werden kann. Das vulkanisierte Kautschukprodukt 24 umfasst mit der Modifikationsschicht 28 einen vorteilhaft dünnen CCB, für den jedoch im Unterschied zum Stand der Technik durch die großen, dabei jedoch wiederum dünnen Modifikationsbereiche 26a, 26b eine vorteilhafte Kontaktierung ermöglicht wird.

Fig. 5 zeigt abschließend eine schematische Vergrößerungsdarstellung der leitfähigen Struktur der Fig. 4. In dieser ist deutlich zu erkennen, dass die beiden Modifikationsbereiche 26a, 26b entlang der

Ausdehnungsrichtung A eine erheblich größere mittlere Breite aufweisen als die Modifikationsschicht 28. Gleichzeitig ist jedoch auch zu erkennen, dass sich die Dicke der Modifikationsbereiche 26a, 26b entlang der Schichtrichtung nicht erheblich von der Stärke der Modifikationsschicht 28 unterscheidet. Bezugszeichenliste

10 Extrusionsschablone

12 Schablonenkörper

14 Wandflächen 16 Schablonenausnehmung

18 Injektorelement

20 Injektionsspalt

22 Verteilungsvertiefung

24 Vulkanisiertes Kautschukprodukt 26a, b Modifikationsbereich

28 Modifikationsschicht

E Extrusionsrichtung

I Injektorrichtung Q Querrichtung

B Bedeckungsrichtung

S Schichtrichtung

A Ausdehnungsrichtung

Claims

Ansprüche

1. Extrusionsschablone (10) zur Verwendung bei der Extrusion von Kautschukprodukten, umfassend: a) einen Schablonenkörper (12), b) eine den Schablonenkörper (12) entlang einer Extrusionsrichtung E durchdringende und von um laufenden Wandflächen (14) begrenzte Schablonenausnehmung (16), und c) ein sich zwischen den Wandflächen (14) entlang der Injektorrichtung I durch die Schablonenausnehmung (16) erstreckendes längliches Injektorelement (18), mit einem Injektionsspalt (20), wobei die Extrusionsschablone (10) dazu eingerichtet ist, in einem entlang der Extrusionsrichtung E durch die Schablonenausnehmungen (16) extrudierten Materialstrang durch das Injektorelement (18) einen Materialspalt zu erzeugen und durch den Injektionsspalt (20) eine Injektionszusammensetzung in den Materialspalt zu injizieren, um den extrudierten Materialstrang an den Wandungen des Materialspalts mit der Injektionszusammensetzung zu kontaktieren, wobei die Extrusionsschablone (10) in der Wandfläche (14) der Schablonenausnehmung (16) zumindest eine Verteilungsvertiefung (22) umfasst, wobei die Verteilungsvertiefung (22) entlang der senkrecht zur Extrusionsrichtung E und senkrecht zur Injektorrichtung I stehenden Querrichtung Q breiter ist als der Injektionsspalt (20), und wobei die Extrusionsschablone (10) dazu eingerichtet ist, dass eine durch den Injektionsspalt (20) in den Materialspalt injizierte Injektionszusammensetzung in die Verteilungsvertiefung (22) eintreten kann, sodass der über die Verteilungsvertiefung (22) geführte extrudierte Materialstrang an der an der Wandfläche (14) entlang geführten Außenseite des Materialstranges mit der in der Verteilungsvertiefung (22) vorliegenden Injektionszusammensetzung kontaktiert werden kann.

2. Extrusionsschablone (10) nach Anspruch 1 , wobei die Verteilungsvertiefung (22) quer zur Extrusionsrichtung E und quer zur Injektorrichtung I um den Faktor 5 oder mehr breiter ist als der Injektionsspalt (20).

3. Extrusionsschablone (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Tiefe der Verteilungsvertiefung (22) entlang der Extrusionsrichtung E mit steigendem Abstand vom Injektorelement (18) abnimmt.

4. Extrusionsschablone (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Seitenwand der Verteilungsvertiefung (22) teilweise vom Injektorelement (18) gebildet wird.

5. Extrusionsschablone (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Extrusionsschablone (10) in den gegenüberliegenden Wandfläche (14) der Schablonenausnehmung (16) im Kontaktbereich mit dem Injektorelement (18) jeweils zumindest eine Verteilungsvertiefung (22) umfasst.

6. Extrusionsschablone (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Extrusionsschablone (10) in den Wandflächen (14) der Schablonenausnehmung (16) eine Injektoraufnahmeausnehmung und eine Injektoreinführöffnung umfasst, wobei sich das Injektorelement (18) durch die Injektoreinführöffnung in die Injektoraufnahmeausnehmung erstreckt, wobei die Extrusionsschablone (10) dazu eingerichtet ist, dass das Injektorelement (18) reversibel und zerstörungsfrei austauschbar ist.

7. Extrusionsschablone (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Extrusionsschablone (10) in den Wandflächen (14) der Schablonenausnehmung (16) zwei oder mehr komplementäre Injektoreinführöffnungen und Injektoraufnahmeausnehmungen zur Aufnahme eines Injektorelements (18) in unterschiedlichen Injektorpositionen umfasst, wobei zumindest einem Teil der Injektorpositionen zumindest eine Verteilungsvertiefung (22) zugeordnet ist, wobei sich das Injektorelement (18) in einer Injektorposition durch die entsprechende Injektoreinführöffnung in die entsprechende Injektoraufnahmeausnehmung erstreckt, wobei die Extrusionsschablone (10) dazu eingerichtet ist, dass die Position des Injektorelements (18) reversibel und zerstörungsfrei zwischen den Injektorposition verändert werden kann.

8. Extrusionssystem, umfassend: aa) zumindest einen Extruder, und bb) zumindest eine Extrusionsschablone (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.

9. Verfahren zur Herstellung eines strangförmigen vulkanisierbaren Kautschukproduktes, mit einem Extrusionssystem nach Anspruch 8, umfassend die Verfahrensschritte: i) Extrudieren eines Materialstranges aus zumindest einer vulkanisierbaren Kautschukmischung mit einem Extruder durch die Extrusionsschablone (10) entlang der Extrusionsrichtung E, wobei in dem Materialstrang durch das Injektorelement (18) ein Materialspalt erzeugt wird, ii) Injizieren einer Injektionszusammensetzung aus dem Injektionsspalt (20) in den Materialspalt und die Verteilungsvertiefung (22) zum Kontaktieren des Materialstranges mit der

Injektionszusammensetzung an den Wandungen des Materialspalts und an der an der an der Wandfläche (14) entlang geführten Außenseite des Materialstranges, zum Erhalt eines modifizierten Materialstranges, iii) Schließen des Materialspalts im modifizierten Materialstrang durch Zusammenfügen der mit der Injektionszusammensetzung kontaktierten Wandungen des Materialspalts in einem entlang der Extrusionsrichtung E vom Injektorelement (18) beabstandeten Fügebereich.

10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das strangförmige vulkanisierbare Kautschukprodukt ein Laufstreifenrohling oder eine Teillage eines Laufstreifenrohlings ist.

11 . Verfahren zur Herstellung eines vulkanisierten Kautschukproduktes (24), umfassend die Verfahrensschritte des Verfahrens zur Herstellung eines strangförmigen vulkanisierbaren Kautschukproduktes nach einem der Ansprüche 1 bis 10, sowie den Schritt: iv) Vulkanisieren des strangförmigen vulkanisierbaren Kautschukprodukts oder eines Kautschukrohlings umfassend das strangförmige vulkanisierbare Kautschukprodukt unter Vulkanisation der vulkanisierbaren Kautschukmischung zum Erhalt eines vulkanisierten Kautschukprodukts (24).

12. Vulkanisiertes Kautschukprodukt (24), mit einem Gummielement, umfassend eine vulkanisierte Kautschukmischung, wobei das Gummielement an zumindest einer Oberfläche einen sich an der Oberfläche entlang einer Bedeckungsrichtung B erstreckenden Modifikationsbereich (26a, 26b) umfasst, wobei das Gummielement eine entlang der Bedeckungsrichtung B mit dem Modifikationsbereich (26a, 26b) verbundene und sich entlang einer Schichtrichtung S durch das Gummielement erstreckende Modifikationsschicht (28) umfasst, wobei der Modifikationsbereich (26a, 26b) und die Modifikationsschicht (28) einen vulkanisierten Gummiwerkstoff umfassen, dessen Zusammensetzung sich von der Zusammensetzung der vulkanisierten Kautschukmischung unterscheidet, wobei die mittlere Breite der Modifikationsschicht (28) in der senkrecht zur Bedeckungsrichtung B und senkrecht zur Schichtrichtung S stehenden Ausdehnungsrichtung A 30 pm oder weniger beträgt, wobei die mittlere Breite der Modifikationsschicht (28) in der senkrecht zur Bedeckungsrichtung B und senkrecht zur Schichtrichtung S stehenden Ausdehnungsrichtung A kleiner ist als die die mittlere Breite des Modifikationsbereichs (26a, 26b).

13. Vulkanisiertes Kautschukprodukt nach Anspruch 12, wobei das Gummielement an zwei gegenüberliegenden Oberflächen, bevorzugt an der für den Fahrbahnkontakt vorgesehene Oberflächen und der von dieser Oberfläche abgewandten Oberfläche, jeweils einen sich an der Oberfläche entlang einer Bedeckungsrichtung B erstreckenden Modifikationsbereich (26) umfasst, wobei die Modifikationsschicht (28) mit beiden Modifikationsbereichen (26a, 26b) verbunden ist.