NO791867L - Fremgangsmaate og apparat for fremstilling av en bane - Google Patents

Description

Fremgangsmåte og apparat for fremstilling

av en bane.

Foreliggende oppfinnelse angår kontinuerlig fremstilling av

et gummibånd som har et overflatemønster, nærmere bestemt en fremgangsmåte og et apparat for støping av et kontinuerlig bånd av vulkanisert eller delvis vulkanisert gummi med et mønster, slik som en bane for kjøretøydekk, samt vulkanisering av båndet etter at det er tatt ut av formen.

Det er vanlig å fremstille banebånd, f.eks. til bruk for banepålegging av slitte kjøretøydekk, ved at en gummiblanding samtidig formes og vulkaniseres i en form. Gummien holdes i formen under trykk hovedsakelig i hele vulkaniseringsperioden, etter som en for tidlig fjernelse kan bevirke såkalt "oppblåsing" av gummien, dvs. dannelse av et stort antall små hulrom forårsaket av ekspansjonen av vann og gasser under vulkaniseringsprosessen. Høye trykk og lange støpetider på

mer enn 15 minutter er vanligvis nødvendig for å fremstille en bane med god kvalitet. Derfor har slike prosesser hovedsakelig vært diskontinuerlige, dvs. at banene er fremstilt enkeltvis. Selv når prosessen har vært kontinuerlig, ved bruk av endeløse formbånd og gummi i strimmelform, slik som f.eks. angitt i US-PS 3.314.792, 3.827.846 og tysk bruks-

mønster 71 10 999, er det funnet at prosessen er forholdsvis tidkrevende.

Forsøk på å oppnå en raskere vulkaniseririg av gummien ved

hjelp av stråling, slik som f.eks. foreslått i US-PS 1.906.402, 2.993.441 og 3.959.053, har ikke vært helt vellykket. Det er funnet å være upraktisk å fullføre vulkaniseringen av slike

bånd ved hjelp av stråling, fordi dette krever at gummien blottlegges mens den beveges i formen. For at strålene skal kunne passere gjennom formen, som vanligvis er laget av stål, er det nødvendig å anvende gammastråler, og fordi de kilder som er i handelen bare frembringer gammastråler med ganske lav intensitet, kreves det meget lange vulkani-seringstider.

Bakgrunnen for den foreliggende oppfinnelse er at det er inn-e sett at banebånd kan fremstilles raskt og vulkaniseres fullstendig ved hjelp av stråling dersom båndene først støpes og deretter fjernes fra formen i uvulkanisert tilstand uten at det skjer noen forstyrrelse av mønsteret i båndet. En fjernelse av uvulkaniserte bånd uten at mønsteret påvirkes har hittil ikke vært ansett som mulig. I henhold til den foreliggende oppfinnelse er det kommet frem til en fremgangsmåte og et apparat som utnytter muligheten til å støpe uvulkanisert gummi uten at den vulkaniseres, og at det deretter benyttes stråling eller varmevulkanisering etter at gummien er fjernet fra formen, for å frembringe et forbedret produkt på kortere tid.

Tidligere har den nødvendige tid for å støpe gummien vært bestemt av vulkaniseringsbetingelsene og ikke av formens utformning. Slike faktorer som varmeoverføring, forhindring av "oppblåsing", modul-utvikling og induksjonstid har krevet lengere støpesykler enn den tid som egentlig er nødvendig for å oppnå at gummien formes etter formen. Fordi vulkaniseringen ikke utføres i formen unngås problemer på grunn av varmeover-føring og "oppblåsing", og det kan anvendes en hurtigere vulkanisering ved hjelp av stråling utenfor formen for å oppnå en hurtig modul-utvikling. Med den foreliggende oppfinnelse er derfor støpetiden bare avhengig av de nødvendige betingelser for å frembringe det ønskede mønster på banen i formen, og for å opprettholde mønsteret utenfor formen før vulkaniseringen ved hjelp av stråling eller annen varmetilførsel. Dette med-fører at tidene for støping og vulkanisering er betydelig redusert. Støpesyklene kan være mindre enn 5 minutter ved

120°C og 70 kp/cm^ ved hurtig støping, og dette muliggjør at utstyret kan tilpasses kontinuerlig og rask produksjon.

Den foreliggende oppfinnelse innebærer således en forbedret fremgangsmåte og et forbedret apparat for kontinuerlig fremstilling av en gummistrimmel som støpes med et overflate-mønster, slik som en bane for kjøretøydekk.

Apparatet i henhold til oppfinnelsen omfatter: en innretning for å ekstrudere gummi ved f.eks. 100°C, hvilken anordning fortrinnsvis er en vakuumekstruder som hindrer dannelse av hulrom, en støpemåskin som omfatter to samvirkende, endeløse belter som den ekstruderte strimmel passerer med omtrent 120°C, eller en annen temperatur lavere enn vulkaniseringstemperaturen, og under overtrykk, for å danne banemønsteret, samt midler for å vulkanisere den støpte strimmel etter at den er fjernet fra formen i uvulkanisert tilstand, ved bruk av stråling eller annen varme,- eller begge deler. Det kan dessuten anvendes midler for å forberede det vulkaniserte bånd for banepålegging, f.eks. midler for å slipe eller ru-gjøre undersiden av banebåndet, midler for å påføre et belegg på det rugjorte parti, midler for å oppdele banebåndet og midler for å anbringe baneseksjonene på dekkstammene for banepåleggingen.

Ved bruk av fremgangsmåten og apparatet i henhold til den foreliggende oppfinnelse blir spenningene i gummien meget små sammenlignet med spenningene som oppstår ved vanlig varmevulkanisering, der det oppstår spenninger når båndet vulkaniseres fullstendig i formen, og banebånd dannet i en prosess som omfatter strålebehandling blir mer slitesterke enn produkter fremstilt ved vanlig varmevulkanisering. Dessuten er fremgangsmåten og apparatet, selv om de her er beskrevet i forbindelse med banebånd for kjøretøydekk, vel egnet for fremstilling av en lang rekke gummiprodukter som fremstilles i form av ark eller strimler med et overflate-mønster. Som eksempler på slike produkter kan nevnes lyd-dempende materialer, gulvfliser, dekorasjonspaneler, gulv-

matter, matter for kjøretøyer o.l.

Dessuten kan apparatet brukes i forbedrede prosesser der

gummi delvis vulkaniseres i formen.

Oppfinnelsen skal i det følgende forklares nærmere ved hjelp

av utførelsesformer av et apparat i henhold til oppfinnelsen, vist på de vedføyde tegninger.

Fig. 1 viser skjematisk et apparat for kontinuerlig frem- . stilling av bane for kjøretøydekk, i henhold til oppfinnelsen. Fig. 2 viser skjematisk hjelpeutstyr som kan anvendes sammen med apparatet vist i fig. 1 ved banepålegging. Fig. 3 viser mer detaljert innløpspartiet av støpemaskinen som inngår, i apparatet vist i fig. 1.

Fig. 4 viser et snitt etter linjen 4-4 i fig. 1.

Fig. 5 viser utløpspartiet til støpemaskinen.

Det vil fremgå av fig. 1 at fremgangsmåten i henhold til den foreliggende oppfinnelse kan foregå kontinuerlig ved bruk av et apparat som omfatter en støpemaskin M, hovedsakelig i form av to samvirkende, endeløse belter, og som et kontinuerlig gummibånd passerer. Apparatet skal beskrives i forbindelse med en foretrukket fremgangsmåte, der båndet ikke vulkani-

seres i forbindelse med støpingen. I alle tilfeller, enten båndet forblir uvulkanisert eller delvis vulkaniseres i forbindelse med støpingen, anvendes en passende ekstruderings-maskin 1 for å frembringe et gummibånd 2 som føres til støpe-maskinen M. Ekstruderingsmaskinen 1 er fortrinnsvis av vakuumtypen, slik at hulrom i gummibåndet fjernes, og ekstruderingen skjer ved en temperatur på omtrent 100°C for de fleste gummityper. Tverrsnittet til båndet bør i høy grad tilsvare tverrsnittet til det støpte produkt, for å sikre at gummien flyter minst mulig under støpingen, slik at det

oppstår minimal foirmforandring av den støpte gummibane når den fjernes i uvulkanisert tilstand fra formen. Tverrsnittet bør også være noe større enn tverrsnittet til den vulkaniserte bane, for å sikre at hulrommene i formen fylles fullstendig.

Båndet 2 kan føres fra ekstruderingsmaskinen 1 til en for-varmer 30 for å gi båndet en valgt temperatur før det kommer inn i støpemaskinen M. Maskinen M omfatter et nedre belte 3 med det ønskede banemønster, opplagret på trinser 5 og 5', samt et øvre, jevnt belte 4 opplagret på trinser 6 og 6' , sammen med tilhørende utstyr 9-12 for å bevirke de ønskede temperaturer og trykk for støpingen. Hvert av beltene bærer et sett formsegmenter, idet det nedre belte 3 bærer form-blokker 7 med banemønster og det øvre belte 4 bærer jevne formdeksler 8 (se fig. 3 og 5).

Det nedre belte 3 er lenger enn det øvre belte 4, for at gummibåndet skal kunne anbringes på det nedre belte 3 mens båndet beveger seg lineært, slik at formsegmentene 7 på beltet befinner seg helt inntil hverandre og danner et kontinuerlig mønster, slik som vist mer detaljert i fig. 3. Dette hindrer at gummi kommer inn i mellomrommene mellom formsegmentene 7, som er sammenhengslet på den side som vender mot trinsene, det nedre belte 4 beveger seg også bort fra det støpte bånd 2' før det nedre belte 3 tillater at båndet kan fjernes fra formsegmentene 7 før segmentene avslutter sin lineære bevegelse, for å forhindre forstyrrelse av det støpte mønster. For å lette fjernelsen av båndet etter støpingen kan det påføres et slippmiddel enten på gummibåndet 2 eller overflaten av formsegmentene på beltene 3 og 4 før støpingen.

For å bidra til at båndet anbringes korrekt i formen kan det anordnes en innretning 31 for forutgående forming, anordnet som en presseinnretning, f.eks. et sett valser eller et stålbelte 31a opplagret på valser 31b,for å presse båndet inn i formsegmentene 7 før båndet kommer til det punkt der formen lukker seg. Som det fremgår av fig. 3, er de avskrådde formsegmenter 8 på det øvre belte 4 hengslet langs den flate som er i kontakt med gummibåndet 2.

Det er nødvendig med varme for raskt å forme gummien etter mønsteret i formen, slik at formen må være oppvarmet, eller alternativt kan gummien være oppvarmet, for å tilveiebringe noe av den nødvendige varme, f.eks. ved hjelp av forvarmeren 30 (fig. 1). Støpetemperaturen er fortrinnsvis omtrent

120°C. Temperaturen kan imidlertid, avhengig av gummiens sammensetning, være.i området fra 120°C til omtrent 170°C, men temperaturen holdes i alle tilfeller under den temperatur

der vulkaniseringen starter. Anvendelsen av høyt trykk er nødvendig for at gummibåndet skal trykkes inn i formen. Det høye trykk kan etterfølges av et lavt trykk i lengere tid, for å oppheve de spenninger som måtte være dannet på grunn

av det høye trykk. Det trengs mer trykk for å forme gummien ved hjelp av fremgangsmåten i henhold til den foreliggende oppfinnelse enn ved tidligere kjente fremgangsmåter, fordi det er ønskelig å oppnå en kontinuerlig og hurtig formning av banen. Det anvendes således en kombinasjon av varme og høyt trykk for å bevirke hurtig formning.

For dette formål trykkes gummibåndet 2 inn i formen med omtrent 70 kp/cm 2 i en høytrykksseksjon H, etter at båndet har passert det punkt der formen lukker seg. Dette trykk kan utøves mot formen ved f.eks. at trinsen 6 for det øvre belte samvirker med trykkvalser 39 (se fig. 3) under.beltet 3. Høytrykksseksjonen H presser gummien slik at den flyter inn i mønsteret i beltet 3, og deretter behøver gummien bare å holdes i formen noen tid for å minske de indre spenninger på grunn av flytningen. Det anvendes en lavtrykksseksjon L, der gummibåndet holdes under denne spenningsminskning, og trykket kan variere fra atmosfæretrykk til 70 kp/cm 2. Det lave trykk kan også oppnås ved hjelp av rullelager eller en

enkel klemmemekanisme som påvirker de samvirkende formsegmenter. Fortrinnsvis utgjøres imidlertid de komponenter som gir den ønskede trykkfordeling avet apparat 9, som omfatter en resiprokerende presse, og er vist mer detaljert i fig. 4.

Det er anordnet en seksjon 10 for oppvarming eller kjøling i tilfellet gummimaterialet må gjennomgå en bestemt temperatur- syklus før det tas,ut av formen, det vil si dersom noe gummimaterial må kjøles mens annet gummimaterial må oppvarmes. Oppvarmingen eller kjølingen kan utføres ved hjelp av hvilke som helst kjente midler for dette formål, slik som damp,, varm luft eller et vannbad. Seksjonen 10 er vist i lavtrykksseksjonen L, men den kan forløpe i hele lengden av både seksjon H og L.

Etter utløpet av den ønskede formetid beveger de to beltene seg ut av lavtrykksseksjonen L, og det øvre belte 4 løper inn på trinsen 6', slik at formen åpner seg. Den formede gummibane 2' fjernes fra det mønsterdannende belte 3 før formsegmentene 7 løper inn på trinsen 5', slik at banens form ikke påvirkes av at kantene på formsegmentene 7 beveger seg fra hverandre. Om nødvendig kan formsegmentene oppvarmes på nytt til formetemperaturen for gummien ved hjelp av opp-varmingsanordninger 11 og 12, før formsegmentene har kommet tilbake til trinsene 6 og 5.

For å fjerne gummibanen 2' fra formen på en skånsom måte

kan det anordnes en løfteanordning 32 (se fig. 5), i form av valser 32a med eller uten et endeløst belte 32b anordnet

umiddelbart inntil det sted der gummibanen fjernes fra formen.

Etter fjernelsen fra formen kan overflødig gummi på banen fjernes i en innretning 13 før vulkaniseringen utføres.

Den formede gummibane 2' vulkaniseres så snart som mulig etter at den er fjernet fra formen, fortrinnsvis ved at den bestråles inntil den ønskede modul er oppnådd, ved hjelp av en passende strålingskilde 14, f.eks. en innretning som frembringer en høyenergi-elektronstråle. Før bestrålingen kan banen gjennomløpe et trau eller kar 15, for å tilføres en væske, f.eks. vann eller en vandig polyetylenoksyd-opp-løsning, som fyller fordypningene i banen for å sikre en jevnt fordelt strålingsdose over tverrsnittet. Banen kan vulkaniseres ved at en strålingskilde 14 anbringes på hver side av banen, slik som vist, for å minske den nødvendige energimengde fra strålingskildene for å trenge gjennom banen. Imidlertid er banemønsteret på undersiden av banen når denne fjernes fra formen, og det er derfor nødvendig å snu banen før den føres gjennom badet i karet 15. Det kan derfor være anordnet midler for å snu banen før den passerer gjennom badet og mellom de to strålingskilder, eller det kan anvendes en enkelt strålingskilde som bestråler den øvre side eller baksiden av banen en hvis tid etter at banen er fjernet fra formen, og banen kan deretter føres tilbake ved hjelp av en valse og passere strålingskilden på nytt med den mønstrede side, som er fylt med væske fra badet, vendende mot strålingskilden. Alternativt kan banen 2' varmvulkaniseres fullstendig ved hjelp av en vanlig oppvarmingsanordning 16 (vist med stiplede linjer i fig. 1), eller den kan varmvulkaniseres delvis ved hjelp av anordningen 16 og delvis vulkaniseres ved stråling. Etter å ha gjennomgått en av disse behandlings-måter er det vulkaniserte banebånd 2'' klart for banepålegging.

Som vist i fig. 2 kan banepåleggingen utføres ved at banen

2'' først føres gjennom en slipeanordning 20 og deretter gjennom en anordning 21 for påføring av bindegummi. Banebåndet med laget av bindegummi føres deretter til en kappe-anordning 22 som kapper banen i biter 25 som er klare for å anbringes på dekkstammer i banepåleggingsapparatet 23.

Av fig. 3 vil fremgå at formemaskinen M omfatter et belte 3

med banemønster, laget av formsegmenter 7 som er sammenhengslet på den side som vender mot trinsene, slik at segmentene butter mot hverandre under formingen, etter at de har forlatt trinsen 5. Det er nødvendig at segmentene butter mot hverandre, fordi fordypningene som danner mønsteret forløper kontinuerlig fra segment til segment, og det skal dessuten unngås at gummi flyter inn mellom segmentene. Segmentene 8 som danner det øvre belte 4 er hengslet på den side som vender bort fra trinsene, idet det er ønskelig å unngå at den øvre flate av gummibåndet i formebeltet 3 knipes mellom segmentene i det øvre belte. Hengselarrangementet hindrer også at gummien flyter inn mellom segmentene under formingen. Formsegmentene i hvert av beltene kan være sammenkoblet på hvilken som helst passende måte, f.eks. ved hjelp av et kjede, eller med bolter

og blokker slik som vist i fig. 4. Det øvre belte 4 drives av en passende motor og drivenhet 34, og driver mønsterbeltet 3 med seg ved hjelp av et arrangement slik at det øvre belte griper inn i formene.

Av fig. 1 og 4 vil fremgå at apparatet 9 med resiprokerende presse og drivanordning omfatter en ramme 91 som de samvirkende formebelter passerer gjennom, idet rammen bærer midler 92 for utøvelse av høyt trykk, f.eks. en hydraulisk presse, samt midler 93 for sammenlåsing av formdelene, i form av vippearmer 93a (bare en vippearm er vist i fig. 4) drevet av hydrauliske sylindere 93b som er festet til rammen 91 på

hver side av formene. Rammen 91 er. opplagret for en kort resiprokerende bevegelse langs bevegelsesretningen til beltene på maskinrammen, og drives ved hjelp av f.eks. et resiprokerende stempel i en hydraulisk sylinder 94, vist i fig. 1. Etter som de samvirkende formsegmenter passerer gjennom rammen 91

beveger rammen seg sammen med segmentene, mens pressedelen 92a presser det plane segment 8 mot mønstersegmentet 7, slik at gummibåndet 2 formes etter mønsteret. Som tidligere nevnt har gummibåndet større tverrsnitt enn formen, slik at gummi trykkes inn i alle deler av mønsteret under høyt trykk, idet oversittende gummi slipper ut i rom 7a på hver side av kant-partiene 7b til formen. Mens gummien holdes under høyt trykk i formen skjer sammenlåsing ved hjelp av låsearrangementet,

slik at når pressedelen 92a trekkes tilbake holdes de samvirkende formsegmenter sammen for å opprettholde et lavere trykk i en spenningsreduserende periode.

Låsearrangementet for formdelene omfatter to låseelementer 40 (bare en er vist) på det øvre belte 4, med samvirkende kam-plater 41 på det nedre formsegment 7. Låseelementet 40 er lagret på en svingebolt 40a festet til formsegmentet 8, og holdes i en av to stillinger ved hjelp av et fjærbelastet element 42 på en brakett 43 på det øvre parti av det plane segment. I åpen stilling (vist med stiplede linjer) rager låseelementet utover fra de samvirkende formsegmenter som kommer inn i høytrykksseksjonen H. Når formene er presset sammen av den hydrauliske pressedel 92a, kommer en forlengelse 40b på det nedre parti av låseelementet 40 i inngrep med en trinse 93c på den frie ende av vippearmen 93a, som svinges mot formsegmentene av den hydrauliske drivenhet 93b på rammen 91. Vippearmen 93a bevirker at låseelementet 40 bringes til sin .annen stilling inntil formsegmentene, slik som vist med heltrukne linjer i fig. 4. Et hovedsakelig halvsirkelformet element 40 er anordnet på den nedre ende av låseelementet 40, for å følge og komme til anlegg mot kamflaten 41 på formsegmentet 7, slik at de to formsegmenter holdes sammen under den fortsatte bevegelse av de to belter.

Etter at det høye trykk har virket på formsegmentene i den

fastsatte tid oppheves trykket fra pressedelen 92a, og rammen 91 føres tilbake til sin utgangsstilling ved hjelp av sylinderen

94, mens vippearmene 93a svinges til passiv stilling, klar til tilsvarende samvirke med det neste sett av formsegmenter. Bevegelsen frem og tilbake gjentas for hvert sett av formsegmenter, slik at det utøves-det ønskede trykkforløp.

Like foran det sted der de to belter adskilles er anordnet en åpningsanordning 95. Åpningsanordningen kan være av lignende konstruksjon som sammenlåsingsanordningen, eller bare en kam-flate som kommer i kontakt med den indre flate av forlengelsen 40b på låseelementet, slik at låseelementet 40 svinger til

åpen stilling og kobler de to formsegmenter fra hverandre. Som vist i fig. 5 begynner derved det øvre belte 4 sin sirkelbevegelse rundt trinsen 6', og gummibanen 2' fjernes fra mønster-beltet 3, før de mønsterdannende formsegmenter begynner sin sirkelbevegelse rundt trinsen 5', idet de styres på en anordning av utløpsvalser 32.

Av fig. 4 fremgår at formsegmentene 7 og 8 har ruller 50 og 51 festet på hver ende, og rullene ruller langs parallelle skinner 100 under bevegelsen gjennom formemaskinen.

Etter at gummibanen er fjernet fra formen, kan den bråkjøles i vann, slik som i badet 15, for å hindre formforandring. Om ønskelig kan en bråkjøleanordning 33, f.eks. et bad med flytende nitrogen eller tørris være anordnet foran badet 15. Tiden fra gummibanen kommer ut av formen til vulkaniseringen starter er normalt mindre enn 5 minutter.

I formen anvendes fortrinnsvis et slippmiddel for å lette fjernelsen av gummibanen. Slippmidlet kan tilføres formsegmentene i oppvarmingsenhetene 11 og 12. Det mest hensikts-messige slippmiddel er vannløselige stoffer som etterlater en

fuktig film. Slippmidler basert på glykol eller silikon har vist seg å være godt brukbare. Det er ønskelig at slipp-midlene er vannløselige slik at de kan fjernes etter prosessen. Når det anvendes stråling ved vulkaniseringen kan fordypningene i banen fylles med vann i badet 15, for å gi en jevnt fordelt strålingsdose, og vannet vil også tjene til å fjerne det vann-løselige slippmiddel. Vannet kan blandes med polyetylenoksyd slik at det dannes en gel, som på grunn av sin høye viskositet holder seg i fordypningene under bestrålingen, slik at det sikres jevn strålingsdosering • gjennom hele banen. Vann er naturligvis meget billig, og således velegnet som fyllmaterial, og det kan tilsettes et overflateaktivt stoff for å nedsette overflatespenningen, eller andre stoffer for å justere densi-teten til vannet, slik at det lettere fyller de små snittene og sporene.

Som et alternativ til bruken av slippmiddel kan det, som vist i fig 1, brukes en plastfilm 60, f.eks. polypropylen, som føres over overflaten av de mønsterdannende formsegmenter 7 på beltet 3 like før gummibanen 2 tilføres. Filmen 60 til-føres fra rullen 60a og oppvarmes i en oppvarmingsanordning 61 til en temperatur over smeltepunktet, og tilføres den øvre overflate av formsegmentene 7 i flytende tilstand, slik at når gummibanen 2 anbringes og trykkes inn i formen av innretningen 31 for forutgående formning, vil filmen 60 innta sammen fasong som formen og befinner seg mellom form flatene og gummien. Den kontinuerlige film 60 blir i denne stilling under bevegelsen av formen gjennom formemaskinen, og like før utløpet kjøles filmen i enheten 10 eller i en separat kjøleanordning 62 til under sitt smeltepunkt, slik at filmen letter fjernelsen av den formede bane fra formflåtene. Den avkjølte strimmel kan fjernes fra banen ved hjelp av hvilke som helst passende midler, eller den kan forbli på banen.

En særlig fordel ved denne prosess er at overskytende gummi

ikke vulkaniseres. Derfor kan den overskytende gummi fjernes fra gummibanen ved hjelp av innretningen 13 og anvendes på

nytt. Dette hindrer store mengder avfall.

Innen rammen av oppfinnelsen kan vulkaniseringen utføres på

flere forskjellige måter.

Den foretrukne fremgangsmåte er å vulkanisere fullstendig ved hjelp av stråling, idet banen bestråles fra den ene eller begge sider etter at den er fjernet fra formen, slik som vist i fig. 1. I det følgende skal beskrives nærmere et. eksempel på den foretrukne fremgangsmåte.

Eksempel I

En gummiblanding for et lastebildekk, bestående av 25 deler naturgummi, 75 deler diene, 55 deler ISAF kjønrøk pr. hundre deler gummi, 10 deler sunthene 4240 fyllstoff pr. 100 deler gummi, 6 deler pentaklorbenzen pr. 100 deler gummi, som aktivator ved bestrålingen, samt 0,7 deler anti-oksydasjonsmiddel pr. 100 deler gummi, ekstruderes ved 100°C. Tverrsnittet av den ekstruderte gummi bør tilsvare tverrsnittet til den formede bane, for å bevirke minst mulig flyt av gummi i formen. Det kan anvendes et slippmiddel for å lette uttagning av banen fra formen. Formetemperaturen holdes på 120°C. Båndene drives med en hastighet på 1,8 m/min., og belte 4 kan ha en lengde på 9 m, slik at formetiden blir 5 min. Formsegmentene om-slutter banen 2, og kommer inn i høytrykksseksjonen H, der den frem- og tilbakegående presseanordning 9 utøver et formetrykk på 7 0 kp/cm . Det høye trykk som former banen opprettholdes i 10 sekunder. Formsegmentene kommer deretter inn i lavtrykksseksjonen L, der det opprettholdes et trykk på 7 kp/cm<2>i formene i resten av formetiden. Lavtrykksseksjonen L mulig-gjør at gummien kan relaksere etter høytrykksformingen. Så snart formhalvdelene skilles fra hverandre, fjernes banen 2' fra mønsterbeltet 3 før formsegmentene 7 beaynner sin bevegelse rundt trinsen 5', slik at den formede bane 2' ikke deformeres. Banen vendes og kommer inn i et bad 15 som inneholder vann

eller fortrinnsvis en vandig oppløsning av polyetylenoksyd,

hvilket fyller innskjæringer og spor under bestrålingen, for å sikre en jevnt fordelt bestråling over tverrsnittet. Banen kan bestråles fra begge sider ved hjelp av strålingskilder 14. Alternativt kan baksiden av banen bestråles under det første giennomløp. Banen kan deretter føres rundt en rulle, og mønstersiden, som"er fylt med væske, bestråles ved annen gangs gjennomløp. Den totale gjennomsnittsdose er 8 megarad. Etter vulkanisering ved hjelp av stråling er banen klar til å på-

føres bindegummi og å anvendes ved banepålegging.

Dersom det av en eller annen grunn er ønskelig med kjøling,

kan fremgangsmåten gjennomføres med kjøling av formen på

følgende måte:

Eksempel II

En bane for et personbildekk, av en blanding som inneholder

100 deler duradene pr. 100 deler gummi, 65 deler HAF kjønrøk pr. 100 deler gummi, 20 deler sunthene 4240 fyllstoff pr. 100 deler gummi, 1 del antioksydasjonsmiddel pr. 100 deler gummi samt 6 deler pentaklorbenzen pr. 100 deler gummi som aktivator under bestrålingen, ekstruderes med 1,8 m/min. ved 100°C. Det øvre belte 4, som også her kan ha en lengde på

ca. 9 m, samt formene, oppvarmes til 120°C. Formetrykk utøves av trinsene 6 og rullene 39. Under høytrykksfasen beveges låseelementene 40 mot kamflatene 41 på sidene' av. formsegmentene 7 (se. fig. 4) for å opprettholde det indre formetrykk under

den resterende formetid. Et silikon-slippmiddel, Kraxo 1711, brukes for at formen skal slippe banen. To minutter etter at formesyklusen har startet kjøles formene ved at de føres gjennom et vannbad i enheten 10 i tre minutter, for å øke viskositeten for gummien og således stabilisere formen i banemønsteret. Den formede bane 2' fjernes deretter fra formen. Banen vulkaniseres på samme måte som i eksempel I, med en total gjennomsnittlig strålingsdose på 9 megarad. Formsegmentene

oppvarmes på nytt til 120°C i oppvarmingsinnretninger 11 og 12, før formsegmentene begynner på den neste formesyklus.

Det vil fremgå at fjernelse av det formede gummibånd fra formen

i uvulkanisert tilstand samt den etterfølgende vulkanisering ved hjelp av stråling eller varme, eller begge deler, forenkler hurtig produksjon av et kontinuerlig banebånd, som deretter kan behandles på en slik måte at det blir velegnet for banepålegging.

Dersom det av en eller annen grunn er ønskelig å foreta en

viss vulkanisering av gummien før den fjernes fra formen, kan apparatet i henhold til oppfinnelsen tilpasses en slik prosess. Det kan f.eks. utføres en delvis varmevulkanisering langs hele banebåndet, idet det tilsettes midler for vulkanisering under tilberedning av gummiblandingen. Blandingen ekstruderes med moderat temperatur, f.eks. omtrent 100°C, for å unngå at vulkaniseringen starter i ekstruderingsmaskinen. Etter ekstru-dering kan blandingen oppvarmes jevnt. Ovnen vil øke temperaturen i gummien som kommer fra ekstruderingsmaskinen til en vulkaniseringstemperatur på omtrent 160° før blandingen over-føres til formen. Med denne prosess vil imidlertid ikke vulkaniseringen starte umiddelbart. Det vil forløpe en induk-sjonsperiode på flere minutter (omtrent 4 minutter for vanlige gummiblandinger ved 160°C), idet den nøyaktige tid vil avhenge av temperaturen og hvilket vulkaniseringssystem som anvendes. Fordi delvis vulkanisert gummiblanding ikke er lett å forme,

er det viktig å oppnå at vulkaniseringen av gummien starter når gummien allerede har kommet inn i formemaskinen og har fyllt alle hulrom i formen. Fortrinnsvis bør tilstrebes at vulkaniseringen starter når formsegmentene akkurat har passert høytrykkssonen. Ved anvendelse av en slik innledende vulkanisering finnes tre alternativer for å fullføre vulkaniseringen. Gummien kan varmevulkaniseres fullstendig i formen, eller den kan bare delvis vulkaniseres i formen, hvoretter vulkaniseringen fullføres ved hjelp av varme etter at banen er fjernet fra formen eller under banepåleggingen, eller gummien kan varmvulkaniseres delvis i formen, etterfulgt av vulkanisering ved hjelp av stråling etter at banen er fjernet fra formen. Ved den sist-

nevnte fremgangsmåte må det sikres at varmvulkaniseringen og vulkaniseringen ved hjelp av stråling til sammen gir den riktige qrad av vulkanisering. Det må således foretas henholdsvis en tilmåling av de midler som inngår i blandingen under tilbered-, ning av denne og av strålingsdosen. Ved alle de tre fremgangsmåter oppnås i det minste en viss vulkanisering ved hjelp av stoffer med svovelinnhold, slik at det ikke oppstår adhesjonsproblemer mellom den vulkaniserte bane og bindegummien som

senere påføres for banepåleggingen. I det følgende skal be-. skrives et eksempel der det inngår en delvis vulkanisering.

Eksempel III

Den gummiblanding som er angitt i eksempel I blandes med en del svovel pr. 100 deler gummi og 0,8 deler Santocure pr. 100 deler gummi.Blandingen vakuumekstruderes ved 100°C.

En kontinuerlig virkende mikrobølgeovn anvendes for å oppvarme blandingen til 170°C umiddelbart før formingen. Den varme blanding kommer inn i en 9 m lang formeenhet med en hastighet på omtrent 0,9 m pr. minutt. Trykkene og slippmidlet kan være det samme som i eksempel I. En formetid på 10 min. er tilstrekkelig til å oppnå de kjemiske reaksjoner som gir banen den ønskede modul. Alternativt kan formeenheten drives med større hastigheter (større enn 0,9 m/min.), hvilket vil medføre en delvis vulkanisering av banen. Vulkaniseringen kan deretter fullføres ved stråling etter'at banen er.fjernet fra formeenheten eller ved hjelp av varme. Varmvulkanisering kan utføres ved bruk av en ovn som er anbrakt på linje med formeenheten, eller det kan utføres under banepåleggingen. I så fall må imidlertid den forutgående vulkanisering overstige et visst minste nivå, tilstrekkelig til at banen motstår trykket under banepåleggingen.

En annen teknikk som kan anvendes for å oppnå fjernelse av banen fra formen uten at banen skades er å foreta vulkanisering av gummien i formen, over en del av eller hele overflaten. Ved en slik fremgangsmåte tilsettes gummiblandingen midler for å oppnå varmvulkanisering og ekstruderes ved moderat temperatur, f.eks. 100°C. Imidlertid utføres ingen oppvarming før gummien kommer inn i formemaskinen. Formsegmentene kan oppvarmes ved bruk av oppvarmingsinnretningene 10, 11 og 12, til en temperatur som passer for vulkanisering, f.eks. omtrent 170°C. Kontak-ten mellom segmentflåtene og gummien vil bevirke en betydelig varmeoverføring formen til gummien, og således en delvis eller fullstendig vulkanisering av gummien umiddelbart i nærheten av overflaten av formsegmentene. Fordi det kan forløpe en periode på flere minutter før vulkaniseringen starter, kan formingen av banen fullføres i høytrykkstrinnet før det skjer noen

t vulkanisering i overflaten av gummien. Gummien som således

blir vulkanisert i overflaten kan raskt fjernes fra formen,

med meget liten deformasjon i banemønsteret under og etter fjernelsen fra formen.

Fordelen med overflatevulkanisering er at den kan utføres uten at det trengs noen mikrobølge-forvarmeinnretning. Fullstendig vulkanisering av banen med denne teknikk kan utføres ved hjelp av stråling eller varme, slik-som varmluft, saltbad eller andre metoder.

Anvendelsen av vakuumekstrudering kan være nyttig i begge tilfeller, dvs. både for delvis vulkanisering og overflatevulkanisering, men vil sannsynligvis ikke være nødvendig i alle tilfeller.

For å forbedre adhesjonen mellom banen og bindegummien som påføres før banepåleggingen er det kommet frem til visse viktige faktorer. Det er funnet at dersom det tilsettes et svovelholdig

• material med 50 - 100 % av det som normalt brukes for fullstendig vulkanisering av gummiblandingen, oppstår ingen adhesjonsproblemer. Dersom imidlertid blandingen bare vulkaniseres ved hjelp av stråling, slik at det ikke tilsetttes svovelholdig material til blandingen, oppstår en for lav adhesjon mellom banen og bindegummien. I slike tilfeller er det funnet at dersom blandingen påsprøytes eller børstes med en oppløsning som inneholder svovel bg aktivator som normalt brukes for varmvulkanisering, oppnås at det tilføres en tilstrekkelig mengde vulkaniseringsmiddel til overflateskiktet av banen til å

unngå etterfølgende adhesjonsproblemer. Tilsetning av vulkani-

seringsmiddel til overflatelaget av banen ved behandling med en oppløsning bør utføres etter forming og vulkanisering, og også før sliping av banen, men før påføring av bindegummien.

Det følgende eksempel beskriver en fremgangsmåte der det

anvendes et svovelholdig stoff.

Eksempel IV

Gummiblandingen i henhold til eksempel I blandes med en del svovel pr. 100 deler gummi og 0,8 deler Santocure pr. 100 deler gummi. Blandingen vakuumekstruderes ved 100°C. Den ekstruderte bane tilføres en 9 m lang formeenhet drevetuimed ca. 1,8 m pr. min, og med en formetemperatur på 17 0°C. Trykk-forløpet og slippmidlet er det samme som i eksempel I. En formetid på 5 min. er tilstrekkelig for at de kjemiske reaksjoner skal gioverflateområdet av banen halvparten av den ønskede modul. Denne forvulkanisering ved hjelp av svovel bevirker at banen kan fjernes fra formen uten å deformeres. Banen kan deretter vulkaniseres fullstendig ved hjelp av stråling eller varme.

Den foreliggende oppfinnelse medfører således en fremgangsmåte og et apparat egnet for hurtig og effektiv fremstilling av en kontinuerlig gummibane til bruk ved banelegging av kjøretøydekk. Apparatet er egnet for gjennomføring av alle de foretrukne ut-førelsesformer av fremgangsmåten.

Claims (33)

1. Apparat for fremstilling av en kontinuerlig gummibane

utformet med et overflatemønster, karakterisert ved at det omfatter midler for å ekstrudere uvulkanisert gummi ved en temperatur under vulkani-ser ingstemperaturen , til en kontinuerlig gummibane, midler for å forme et overflatemønster på banen, omfattende et første bevegelig, endeløs belte med formsegmenter som under en del av sin bevegelse bringes sammen for dannelse av en mønsterbane som båndet føres inn i, et annet, bevegelig, endeløst belte med plane segmenter som under en del av sin bevegelse samvirker med og beveger seg sammen med formsegmentene, for å utforme et mønster ved hjelp av formsegmentene, samt midler for å ut-øve et høyt trykk, pa omtrent 70 kp/cm 2, mot banen nar denne presses inn i formsegmentene, og midler for å opprettholde et lavt trykk mot båndet etter utøvelsen av det høye trykk, mens båndet befinner seg i formeinnretningen, midler for å oppheve trykket mot båndet når det beveges ut av formeinnretningen, samt midler for å fjerne båndet fra formsegmentene etter bevegelsen ut av formeinnretningen.

2. Apparat som angitt i krav 1, karakterisert ved at midlene for å utøve det høye trykk omfatter en rammeinnretning for resiprokerende bevegelse langs bevegelsesbanen til det første og annet endeløse belte i formeinnretningen, samt presseanordninger anordnet på rammen, for å komme i kontakt med og å trykke mot suksessive plane segmenter, for å presse ■ båndet inn i mønsteret under bevegelsen av rammen i bevegelsesretningen til de endeløse belter.

3. Apparat som angitt i krav 1 eller 2, ■ karakterisert ved at midlene for å opprettholde det lave trykk omfatter en låseanordning på hvert av de plane segmenter, innrettet til å komme i kontakt med formsegmentene for å holde segmentene sammen.

4. Apparat som angitt i krav 3, karakterisert ved at midlene for å opprettholde det lave trykk videre omfatter en rammeanordning for resiprokerende bevegelse langs bevegelsesbanen til det første og annet endeløse belte i formeinnretningen, samt midler for å aktivere låseinnretningen på hvert plane segment under den suksessive bevegelse av rammen i bevegelsesretningen til det første og annet endeløse belte, for å gripe suksessive formsegmenter og sammenlåse samvirkende plane segmenter og formsegmenter.

5. Apparat som angitt i krav 3 eller 4, karakterisert ved at det omfatter midler for å løsgjøre låseanordningene fra formsegmentene.

6. Apparat som angitt i krav 1-5, karakterisert ved at det utenfor det sted der formsegmentene og de plane segmenter har fullført sin samvirkende funksjon under den felles bevegelse er anordnet midler for å fjerne den formede bane.

7. Apparat som angitt i krav 1-6, karakterisert ved at det omfatter midler for forhåndsoppvarming, anordnet mellom ekstruderingsinnretningen og formeanordningen, for oppvarming av banen før den føres inn i formeanordningen.

8. Apparat som angitt i krav 1-7, karakterisert ved at det omfatter midler for vulkanisering av gummien i den formede bane etter at banen er fjernet fra formsegmentene.

9. Apparat som angitt i krav 8, karakterisert ved at gummien inneholder svovel, og at midlene for vulkanisering omfatter midler for å frembringe en delvis vulkanisering ved hjelp av stråling samt midler for varmvulkanisering.

10. Apparat som angitt i krav 1-9, karakterisert ved at det annet endeløse belte er tilkoblet i det minste en trinse for å føre de plane segmenter, og at midlene for utøvelse av det høye trykk omfatter ruller innrettet til å komme i kontakt med formsegmentene, for å samvirke med trinsen eller trinsene for utøvelse av trykk mot båndet mellom segmentene.

11. Apparat som angitt i krav 1 - 10, karakterisert ved at det omfatter midler for å påføre et slippmiddel på båndet for å lette fjernelsen fra formsegmentene.

12. Apparat som angitt i krav 1-11, karakterisert ved at det omfatter midler for å påføre et slippmiddel på formsegmentene for å lette uttagningen av båndet.

13. Apparat som angitt i krav 1-12, karakterisert ved at det omfatter midler for å anbringe en smeltbar strimmel mellom båndet og mønsteret i formsegmentene.

14. Apparat som angitt i krav 13, karakterisert ved at det omfatter midler for å oppvarme strimmelen til over dens smeltepunkt før den anbringes mellom båndet og formsegmentene, samt midler for å kjøle strimmelen til under dens smeltepunkt mens den befinner seg mellom båndet og formsegmentene.

15. Apparat som angitt i krav 1-14, karakterisert ved at det omfatter midler for forutgående formning, anordnet mellom ekstruderingsinnretningen og formeanordningen, for å trykke båndet inn i formsegmentene før båndet kommer inn i formeanordningen.

16.. Apparat som angitt i krav 1 - 15, karakterisert ved at det. omfatter midler for hengselforbindelse mellom de plane segmenter, ved de flater som er i kontakt med gummibåndet.

17. Apparat som angitt i krav 1 - 16, karakterisert ved at det omfatter midler for hengselforbindelse mellom formsegmentene, ved de flater som befinner seg lengst fra de flater som er i kontakt med gummibåndet .

18. Apparat som angitt i krav 1-17, karakterisert ved at det omfatter midler for oppvarmning av formsegmentene.

19. Apparat som angitt i krav 1 - 18, karakterisert ved at det omfatter midler for å bevirke en fullstendig vulkanisering ved hjelp av stråling etter at båndet er fjernet fra formeanordningen.

20. Fremgangsmåte for fremstilling av et kontinuerlig gummibånd med et overflatemønster, karakterisert ved at uvulkanisert gummi ekstruderes til et sammenhengende bånd ved en temperatur under vulkaniseringstemperaturen, at et mønster trykkes inn i båndet ved at dette føres mellom bevegelige, samvirkende formsegmenter under utøvelse av et høyt trykk, på omtrent 70 kp/cm 2, for å trykke gummi inn i mønsteret i formen ved en temperatur under vulkaniseringstemperaturen til gummien, at et lavt trykk opprettholdes mot båndet etter utøvelse av det høye trykk mens båndet befinner seg mellom formsegmentene, at det formede bånd fjernes fra formsegmentene 1 uvulkanisert tilstand, og at båndet vulkaniseres.

21. Fremgangsmåte som angitt i krav 20, karakterisert ved at vulkanisering av gummien utføres ved hjelp av stråling.

22. Fremgangsmåte som angitt i krav 20, karakterisert ved at vulkanisering av gummien utføres delvis ved hjelp av stråling og delvis ved hjelp av oppvarming.

23. Fremgangsmåte som angitt i krav 20-22, karakterisert ved at det påføres et slippmiddel på båndet for å lette fjernelsen av dette fra formsegmentene .

24. Fremgangsmåte som angitt i krav 20 - 23, karakterisert ved at det påføres et slippmiddel på de bevegelige formsegmenter, for å lette fjernelsen av båndet.fra disse.

25. Fremgangsmåte som angitt i krav 20 - 24, karakterisert ved at det lave trykk er i området fra atmosfæretrykk til like under det høye trykk.

26. Fremgangsmåte som angitt i krav 20 - 25, karakterisert ved at det tilsettes svovel til gummien før formingen.

27. Fremgangsmåte som angitt i krav 20-25, karakterisert ved at baksiden av det uvulkaniserte, formede bånd sprøytes med en oppløsning av svovel før vulkanisering.

28. Fremgangsmåte som angitt i krav 20-27, karakterisert ved at kantene av det uvulkaniserte, formede bånd renskjæres før vulkanisering.

29. Fremgangsmåte som angitt i krav 20-28, karakterisert ved at det uvulkaniserte, formede bånd kjøles før vulkanisering.

30. Fremgangsmåte som angitt i krav 20-29, karakterisert ved at båndet oppvarmes før mønsteret formes.

31. Fremgangsmåte for fremstilling av et kontinuerlig gummibånd med et overflatemønster, karakterisert ved at en gummiblanding med et varmvulkaniseringsmiddel ekstruderes til et kontinuerlig bånd ved en temperatur under vulkaniseringstemperaturen til gummien, at båndet etter ekstruderingen oppvarmes jevnt til en temperatur som er tilstrekkelig til å bevirke delvis vulkanisering gjennom gummien, at det før vulkaniseringen starter trykkes et mønster i det oppvarmede bånd, ved å føre båndet mellom samvirkende formsegmenter som beveger seg sammen med båndet, under utøvelse av et høyt trykk, pa omtrent 70 kp/cm 2, for a trykke gummien inn i mønsteret i formen, opprettholdelse av lavt trykk mot banen etter utøvelse av det høye trykk, under delvis vulkanisering av gummien, mens banen befinner seg mellom de samvirkende formsegmenter, og fullføring av vulkaniseringen ved hjelp av varme etter at banen er fjernet fra formen.

32. Fremgangsmåte som angitt i krav 31, karakterisert ved at vulkaniseringen fullføres etter at i det minste en del av gummibanen er anbrakt på en dekkstamme for banepålegging.

33. Fremgangsmåte for fremstilling av en kontinuerlig gummibane med et overflatemønster, karakterisert ved at en uvulkanisert gummiblanding som inneholder et varmvulkaniseringsmiddel ekstruderes til en bane ved en temperatur under vulkaniseringstemperaturen for gummien, at et mønster trykkes inn i den varme, kontinuerlige bane ved å føre banen mellom samvirkende formsegmenter som beveger seg sammen med banen, under utøvelse av et trykk på omtrent 7 0 kp/cm 2 for a presse gummien inn i mønsteret i formen, at formen oppvarmes til en temperatur som er tilstrekkelig til å bevirke delvis vulkanisering av overflateområdet av gummibanen som er i kontakt med formflaten, at trykket mot banen senkes før vulkaniseringen starter, og at det opprettholdes et lavt trykk mot banen mens den delvise vulkanisering finner sted i overflaten og banen befinner seg mellom formsegmentene, at den formede bane med delvis vulkanisert overflateområde fjernes fra formsegmentene, og at vulkaniseringen av gummien fullføres etter fjernelsen fra formen.