WO2012052502A1 - Procede et dispositif de regulation d'un moyen d'extrusion d'un melange d'elastomere comportant des produits vulcanisants - Google Patents

Procede et dispositif de regulation d'un moyen d'extrusion d'un melange d'elastomere comportant des produits vulcanisants Download PDF

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mixture
delay time
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Patrice Monnereau
Eddy Ferjoux
Jean-Jacques Charaudeau
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Societe De Technologie Michelin
Michelin Recherche Et Technique S.A.
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    • B29K2301/00—Use of unspecified macromolecular compounds as reinforcement
    • B29K2301/10—Thermosetting resins

Definitions

  • the invention relates to the field of tire manufacturing and in particular the extrusion machines of an elastomer mixture containing vulcanizing products. These machines are routinely used for shaping rubber products during a manufacturing step that precedes assembly to form a tire blank for insertion into a vulcanizing press.
  • the extrusion machines referred to in the present description are generally constituted by a sleeve in which the mixture is directed by a means able to put the mixture in circulation to an exit die in which the product acquires a specific profile.
  • the circulation of the mixture in the sheath can be provided indistinctly by a profiled screw, a discharge piston, a gear pump or any other means capable of conferring the mechanical transfer energy required for the mixture to propel itself to a pressure and a given speed from the entrance of the sheath to the exit die.
  • One of the problems generated by this type of shaping process is related to the thermal conditions seen by the mixture during its transfer from the entrance into the sheath until it leaves the die.
  • the temperature of the mixture increases as a function of the flow velocity of the mixture in the different parts of the sheath and the shear rate undergone by the mixture, but also as a function of the thermal control means intended for bring or extract calories from the mixture along its course.
  • the vulcanization or crosslinking products comprise elements based on sulfur (or a sulfur donor agent) and a primary vulcanization accelerator such as sulfenamides.
  • a primary vulcanization accelerator such as sulfenamides.
  • To this basic vulcanization system may be added various known secondary accelerators or vulcanization activators.
  • the formulation of the mixture is adapted by introducing products described in the publications dealing with rubber which have the effect of delaying the start of vulcanization (CBS) or slowing the vulcanization kinetics (DPG ).
  • CBS start of vulcanization
  • DPG slowing the vulcanization kinetics
  • the object of the invention is to take advantage of this knowledge to optimize the shaping processes of the elastomer blends.
  • the method according to the invention is intended for the implementation of an elastomer mixture containing vulcanization components.
  • This elastomer blend has an initial time delay at a reference vulcanization temperature.
  • the delay time consumed by an extrusion device in which said mixing volume passes from an entry point to an exit die is determined by undergoing mechanical work contributing to the increase. of its temperature
  • the extrusion device is cut between the entry point and the exit die in several sections of the same volume corresponding to the volume in question and, at a given sampling frequency:
  • the delay time consumed by said volume during the duration of its transfer within said extrusion device is determined by summing the delay times consumed by said mixing volume in each of the sections.
  • the transfer rate is adapted within the device so that the delay time of the mixing volume at the outlet of the extrusion device is less than the delay time of said volume at the input of the device.
  • the sampling frequency will be adjusted so that it is greater than 10 times the ratio between the maximum flow rate of the device and the mixing volume considered.
  • the section number is greater than or equal to the ratio between the volume of mixture contained by the device and the volume of the output die which correspond to the last volume just upstream of said die.
  • the temperature reached in a section may correspond to the temperature of the mixing volume in said section, estimated using a temperature measuring means placed in this section.
  • the transfer rate of the mixture within the extrusion device may simply correspond to the maximum flow rate of the extrusion device, assigned a coefficient corresponding to the ratio of the delay time remaining to the mixing volume contained in the last section. and the initial delay time of the same mixing volume at the inlet of the extruder
  • FIGS. 1 and 2 The description of the invention is based on FIGS. 1 and 2, in which:
  • FIG. 1 schematically illustrates an extrusion device
  • FIG. 2 illustrates the calculation mode of the initial delay time (T 0 ),
  • the device for extruding an elastomer mixture represented in FIG. comprises an entry point of the mixture (A) and an exit die (B). Between these two points, the mixture circulates inside a sheath under the action of a mechanical means capable of conferring on it the velocity and the pressure sufficient to allow the mixture to pass through the exit die where said mixture will acquire a given transverse profile.
  • the work transmitted to the mixture by mechanical means is likely to contribute to the increase of its temperature, particularly when the mixture passes through the outlet die.
  • This mechanical work may be conventionally provided by an extrusion screw or by other means such as, but not limited to, a piston or a gear device.
  • the section number n is preferably greater than or equal to the ratio between the volume of mixture contained by the device by the volume V n of the exit die and corresponding to the volume of the last section S n placed just upstream of said die.
  • a volume mixing sample V n thus passes successively from the section Si to the section S 2 and from the section S 2 to the section S 3 and so on until the section S n .
  • the instantaneous output flow of the mixture Q n corresponds to the transfer rate of the mixture in any section to the section immediately downstream. In other words, it is considered that the filling factor of any section is equal to 1, and that the mixture is incompressible.
  • T if it is estimated, at each sampling, the temperature of the mixture within the section considered, and the volume of the sample present in the section considered is assigned the maximum temperature seen by the sample during the sampling. time interval T si .
  • the sampling frequency must be sufficiently high to obtain sufficient calculation precision. In practice, this frequency can usefully be superior or equal to 10 times the ratio between the maximum flow rate Q max of the extrusion device and the volume V n of a section.
  • the temperature at the extrusion die is sufficiently high to significantly affect the delay time of the mixture at the outlet of the device.
  • the temperature of the mixture is measured in the only section S n placed immediately upstream of the exit die.
  • the temperature is measured at the outlet die.
  • This aging corresponds to the delay time T or consumed by the mixture during its stay in the section S, and is equivalent to the fraction of time consumed before the start of vulcanization to a given reference temperature.
  • the measurement of the initial delay time is carried out at a reference vulcanization temperature K v of 150 ° C (423 ° K) with an oscillating chamber rheometer according to DIN 53529 - Part 3 (June 1983).
  • the evolution of the rheometric torque, C as a function of time describes the evolution of the stiffening of the composition as a result of the vulcanization reaction.
  • the measurements are processed according to DIN 53529 - Part 2 (March 1983):
  • the initial delay time T 0 is the induction time, that is to say the time required for the beginning of the vulcanization reaction;
  • T xx (for example T 99 ) is the time required to reach a conversion of XX% (for example 99%), of the difference between the minimum (Cmin) and maximum (Cmax) couples.
  • the computation of the delay time of the sample of volume V, remaining at the temperature K, within a sectio time T if obeys the law of Arrhenius:
  • the transfer rate Q n of the mixture is then calculated as a function of the time remaining to be consumed, for example by affecting the maximum flow rate of the device by a coefficient corresponding to the ratio between the delay time (T n ) remaining at mixing volume (V n ) contained in the last section (S n ) and the initial delay time (T 0 ) of the same mixing volume at the inlet of the extrusion device:
  • M Tn is a specific coefficient of the mixture implemented using the method according to the invention.
  • the coefficient M Tn is determined experimentally.

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Abstract

Le procédé selon l'invention est destiné à la mise en oeuvre d'un mélange d'élastomère contenant des composants de vulcanisation. Ce mélange d'élastomère dispose d'un temps de retard initial à une température de vulcanisation de référence. Pour un volume (V) donné d'élastomère on détermine en appliquant la loi d'Arrhenius le temps de retard (Tn) consommé par un dispositif d'extrusion au sein duquel ledit volume (V) de mélange transite depuis un point d'entrée (A) vers une filière de sortie (B) en subissant un travail mécanique contribuant à l'augmentation de sa température (K), et puis on adapte le débit de transfert au sein du dispositif, de sorte que le temps de retard (Tn) du volume (Vn) de mélange en sortie (B) du dispositif d'extrusion soit inférieur au temps (T1) dudit volume (V1) en entrée du dispositif.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF DE REGULATION D'UN MOYEN D'EXTRUSION D'UN MELANGE D'ELASTOMERE COMPORTANT DES PRODUITS VULCANISANTS
[001 ] L'invention concerne le domaine de la fabrication des pneumatiques et en particulier les machines d'extrusion d'un mélange d'élastomère contenant des produits vulcanisant. Ces machines sont utilisées de manière courante pour la mise en forme des produits en caoutchouc au cours d'une étape de fabrication qui précède leur assemblage en vue de constituer une ébauche de pneumatique destinée à être introduite dans une presse de vulcanisation.
[002] Les machines d'extrusion dont il est question dans la présente description sont constituées en règle générale d'un fourreau dans lequel le mélange est dirigé par un moyen apte à mettre le mélange en circulation vers une filière de sortie dans laquelle le produit acquière un profil déterminé.
[003] La mise en circulation du mélange dans le fourreau peut être assurée indistinctement par une vis profilée, un piston de refoulement, une pompe à engrenage ou tout autre moyen apte à conférer l'énergie mécanique de transfert nécessaire au mélange pour se propulser à une pression et une vitesse donnée depuis l'entrée du fourreau vers la filière de sortie.
[004] Une des problématiques engendrée par ce type de procédé de mise en forme, est liée aux conditions thermiques vues par le mélange pendant son transfert depuis l'entrée dans le fourreau jusqu'à sa sortie de la filière.
[005] On observe en effet que la température du mélange augmente en fonction de la vitesse d'écoulement du mélange dans les différentes parties du fourreau et du taux de cisaillement subi par le mélange, mais aussi en fonction des moyens de régulation thermique destinés à apporter ou à extraire des calories du mélange le long de son parcours.
[006] En raison de la présence des produits de vulcanisation dans le mélange, l'élévation de la température au cours du cycle de mise en forme est susceptible d'initier le départ de la réaction de vulcanisation. Les effets liés à cette réaction sont largement décrits et se manifestent en particulier par une forte dégradation de l'état de surface des produits extrudés, par l'apparition d'agrégats de gomme vulcanisée plus communément dénommés grattons, et par une baisse de fluidité du mélange à l'intérieur du fourreau induisant un effort mécanique supplémentaire. Lorsque la vulcanisation atteint un degré avancé on peut provoquer une immobilisation complète de l'installation nécessitant une vidange complète du fourreau voire la rupture des organes mécaniques mobiles. [007] Les produits de vulcanisation ou de réticulation comprennent des éléments à base de soufre (ou d'un agent donneur de soufre) et d'un accélérateur primaire de vulcanisation tel que des sulfénamides. A ce système de vulcanisation de base peuvent encore s'ajouter divers accélérateurs secondaires ou activateurs de vulcanisation connus.
[008] Aussi, de manière connue, on adapte la formulation du mélange en introduisant des produits, décrits dans les publications traitant de caoutchouterie qui ont pour effet de retarder le départ de la vulcanisation (CBS) ou de ralentir la cinétique de vulcanisation (DPG). On se référera utilement aux publications FR 2 084 318, FR 2 131 653, FR 2 177 001 ou encore FR 2 331 247 pour avoir un aperçu de la variété des formulations possibles pour obtenir ce résultat. [009] Il n'en demeure pas moins que, même si ces produits additifs permettent de limiter les effets d'une exposition des mélanges à une élévation de température en donnant au transformateur une marge de manœuvre lui donnant la possibilité de réaliser les opérations courantes de mise en forme des produits, il continue d'exister une limite de durée d'exposition à une température donnée qu'il convient de ne pas dépasser à défaut d'encourir les inconvénients décrits ci-dessus.
[010] La détermination de cette limite reste néanmoins prédictible. La publication EP 063824 ou encore les publications US 3 819 915 et DE 60013209, basée sur l'utilisation des lois d'Arrhenius, donne des indications utiles pour connaître l'état du mélange d'élastomère avant l'activation de la réaction de vulcanisation, et reconstituer ainsi son histoire thermique. Cette histoire thermique peut s'exprimer sous la forme d'un temps de retard ou encore d'un temps de fixation qui indique le temps restant avant le départ de la vulcanisation proprement dite. Cette réserve de temps diminue chaque fois que l'on fait subir au mélange une élévation de température pendant un temps donné. Lorsque la réserve de temps s'annule, la réaction de vulcanisation démarre. Il est également connu d'adapter le temps de vulcanisation en fonction de la connaissance de la température et du temps de maintien d'un mélange à une température donnée comme cela est exposé dans les publications DE102005005544 ou DE 102006003751 .
[011 ] L'objet de l'invention consiste à tirer partie de ces connaissances pour optimiser les processus de mise en forme des mélanges d'élastomères.
[012] Le procédé selon l'invention est destiné à la mise en œuvre d'un mélange d'élastomère contenant des composants de vulcanisation. Ce mélange d'élastomère dispose d'un temps de retard initial à une température de vulcanisation de référence. Pour un volume donné d'élastomère, on détermine le temps de retard consommé par un dispositif d'extrusion au sein duquel ledit volume de mélange transite depuis un point d'entrée vers une filière de sortie en subissant un travail mécanique contribuant à l'augmentation de sa température
[013] A cette fin, on découpe le dispositif d'extrusion entre le point d'entrée et la filière de sortie en plusieurs sections de même volume correspondant au volume considéré et, à une fréquence d'échantillonnage donnée :
on détermine la température atteinte par le volume de mélange à l'intérieur de chacune des sections,
on détermine le temps de séjour du volume de mélange dans chacune des sections,
on détermine, en appliquant la loi d'Arrhenius, le temps de retard consommé par ledit volume pendant la durée de son transfert au sein dudit dispositif d'extrusion en faisant la somme des temps de retard consommé par ledit volume de mélange dans chacune des sections du dispositif,
- on adapte le débit de transfert au sein du dispositif de sorte que le temps de retard du volume de mélange en sortie du dispositif d'extrusion, soit inférieur au temps de retard dudit volume en entrée du dispositif.
[014] La mise en œuvre d'un procédé selon l'invention offre de nombreuses perspectives d'amélioration des processus d'extrusion en permettant d'adapter le débit de sortie de manière à éviter la formation de grattons dans le profilé. Ceci vaut aussi bien pour la détermination du débit maximum qu'il est possible d'atteindre avec ce dispositif, que pour apprécier les réductions de débit à opérer lorsque l'on doit gérer les débits transitoires lors du redémarrage du dispositif d'extrusion après une période d'arrêt.
[015] Dans ce dernier cas, les temps de séjour du volume considéré dans les différentes sections du dispositif ne sont pas égaux.
[016] De manière avantageuse, on ajustera la fréquence d'échantillonnage de manière à ce qu'elle soit supérieure à 10 fois le rapport entre le débit maximum du dispositif et le volume de mélange considéré. [017] Préférentiellement, le nombre de section est supérieur ou égal au rapport entre le volume de mélange contenu par le dispositif et le volume de la filière de sortie qui correspondent au dernier volume placé juste en amont de ladite filière.
[018] La température atteinte dans une section peut correspondre à la température du volume de mélange dans ladite section, estimée à l'aide d'un moyen de mesure de la température placé dans cette section.
[019] Toutefois, on peut utilement considérer que l'essentiel du temps de retard est consommé lorsque le mélange franchit la filière de sortie et, dans ces conditions, seule la température atteinte par le volume de mélange placé dans la dernière section située immédiatement en amont de la filière de sortie est estimée à l'aide d'un moyen de mesure de la température placé dans cette section, de préférence dans la filière de sortie.
[020] Pour un mélange d'élastomère donné, on peut donc déterminer, au sein des sections du dispositif placées en amont de la dernière section, l'apport thermique théorique conféré à un volume de mélange et la température atteinte par ledit volume de mélange dans ladite section, en fonction du débit de transfert dudit volume de mélange au sein de ladite section. Pour cela il est nécessaire de déterminer, de manière expérimentale les courbes permettant de relier le débit à la température au niveau de chaque section du dispositif.
[021 ] Mais également, de manière à simplifier la mise en œuvre du procédé de régulation, on peut considérer que les températures atteinte dans les sections placées en amont de la dernière section sont constantes et correspondent aux températures maximales atteintes par un volume de mélange dans chacune desdites sections lorsque le dispositif d'extrusion fonctionne de manière stabilisée à son débit maximum.
[022] Le débit de transfert du mélange au sein du dispositif d'extrusion peut simplement correspondre au débit maximal du dispositif d'extrusion, affecté d'un coefficient correspondant au rapport entre le temps de retard restant au volume mélange contenu dans la dernière section et le temps de retard initial du même volume de mélange à l'entrée du dispositif d'extrusion
[023] La description de l'invention s'appuie sur les figures 1 et 2, dans lesquelles :
- la figure 1 illustre de manière schématique un dispositif d'extrusion
la figure 2 illustre le mode de calcul du temps de retard initial (T0),
[024] Le dispositif d'extrusion d'un mélange d'élastomère, représenté à la figure 1 , comprend un point d'entrée du mélange (A) et une filière de sortie (B). Entre ces deux points, le mélange circule à l'intérieur d'un fourreau sous l'action d'un moyen mécanique apte à lui conférer la vitesse et la pression suffisante pour permettre au mélange de passer au travers de la filière de sortie où ledit mélange va acquérir un profil transversal donné.
[025] Le travail transmis au mélange par les moyens mécaniques est susceptible de contribuer à l'augmentation de sa température, en particulier lorsque le mélange passe au travers de la filière de sortie. Ce travail mécanique peut être fournit de manière classique par une vis d'extrusion ou par d'autres moyens tels que, de manière non exclusive, un piston ou un dispositif à engrenage.
[026] Le volume du dispositif d'extrusion situé entre le point d'entrée A et le point de sortie B est découpé en plusieurs sections S, dont les volumes (V1=V2=...Vi..=Vn) sont égaux. On s'arrange alors pour que le volume Vn soit suffisamment réduit pour éviter les phénomènes de pompage du moyen de régulation. En pratique, le nombre de section n est de préférence supérieur ou égal au rapport entre le volume de mélange contenu par le dispositif par le volume Vn de la filière de sortie et correspondant au volume de la dernière section Sn placée juste en amont de ladite filière.
[027] Un échantillon de mélange de volume Vn passe donc successivement de la section Si à la section S2 puis de la section S2 à la section S3 et ainsi de suite jusqu'à la section Sn.
[028] On considère que le débit instantané de sortie du mélange Qn correspond au débit de transfert du mélange dans d'une section quelconque vers la section située immédiatement en aval. En d'autres termes, on considère que le coefficient de remplissage d'une section quelconque est égal à 1 , et que le mélange est incompressible. [029] On peut alors estimer le temps de résidence Tsi de l'échantillon de mélange au sein d'une section quelconque S,, en estimant, à une fréquence d'échantillonnage donnée le débit de sortie, et en calculant le temps nécessaire à l'écoulement d'un volume V, égal au volume de l'échantillon. De même, pendant ce temps Tsi on estime, à chaque échantillonnage, la température du mélange au sein de la section considérée, et on affecte au volume de l'échantillon présent dans la section considérée la température maximale vue par l'échantillon pendant l'intervalle de temps Tsi.
[030] La fréquence d'échantillonnage doit être suffisamment élevée pour obtenir une précision de calcul suffisante. En pratique, cette fréquence peut utilement être supérieure ou égale à 10 fois le rapport entre le débit maximum Qmax du dispositif d'extrusion et le volume Vn d'une section.
[031 ] L'évaluation de la température vue par le mélange au sein de chaque section peut se faire de manière directe à l'aide d'un moyen de mesure placé directement dans le volume de cette section.
[032] Si on désire simplifier la mise en œuvre du procédé et éviter l'implantation d'un grand nombre de capteurs de température au sein du dispositif d'extrusion, on peut considérer que seule la température au niveau de la filière d'extrusion est suffisamment élevée pour affecter de manière sensible le temps de retard du mélange en sortie du dispositif. En conséquence, on mesure la température du mélange dans la seule section Sn placée immédiatement en amont de la filière de sortie. De préférence, on mesure la température au niveau de la filière de sortie.
[033] Il suffit alors de connaître la relation entre le débit instantané Q, du mélange et l'apport thermique conféré par l'écoulement du mélange dans cette section S, par les éléments mécaniques qu'elle contient, pour être en mesure de calculer l'élévation de température subie par le mélange au cours de son transfert au sein de cette section. Et par différence avec la température d'entrée du mélange Κμι dans la section S,, correspondant à la température vue par le mélange dans la section précédente S,.-, , on obtient la température K, vue par le mélange dans la section S,. En pratique, cette solution s'avère difficile à mettre en œuvre car elle nécessite des rebouclages fréquents entre les valeurs de températures calculées et les valeurs de température réelles, en raison de l'inertie thermique des mélanges d'élastomères, et de l'imprécision des constantes thermodynamiques à prendre en compte pour ces calculs.
[034] Aussi, on préférera adopter une hypothèse simplificatrice qui consiste à déterminer de manière expérimentale la température du mélange au sein de chacune des sections en mesurant cette température lorsque le dispositif fonctionne à son débit maximum Qmax et à considérer que cette température est constante au sein de la section considérée, quelque soit le débit du mélange au sein de ladite section. L'erreur de calcul reste faible et permet d'obtenir un calcul du temps de retard par défaut. [035] On peut alors estimer le vieillissement du mélange au sein de la section S,.
[036] Ce vieillissement correspond au temps de retard Tni consommé par le mélange pendant son séjour dans la section S, et équivaut à la fraction de temps consommée avant le départ de la vulcanisation à une température de référence donnée. [037] La mesure du temps de retard initial est effectuée à une température de vulcanisation de référence Kv de 150 °C (423 °K) avec un rhéomètre à chambre oscillante, selon la norme DIN 53529 - partie 3 (juin 1983). L'évolution du couple rhéométrique, C, en fonction du temps décrit l'évolution de la rigidification de la composition par suite de la réaction de vulcanisation. Les mesures sont traitées selon la norme DIN 53529 - partie 2 (mars 1983) : Le temps de retard initial T0 est le délai d'induction, c'est-à-dire le temps nécessaire au début de la réaction de vulcanisation ; Txx (par exemple T99) est le temps nécessaire pour atteindre une conversion de XX%(par exemple 99%), de l'écart entre les couples minimum (Cmin) et maximum (Cmax). [038] Le calcul du temps de retard de l'échantillon de volume V, demeurant à la température K, au sein d'une sectio temps Tsi obéit à la loi d'Arrhenius :
Figure imgf000009_0001
formule dans laquelle, E représente la constante universelle des gaz parfaits et R représente l'énergie d'activation du mélange considéré. [039] En faisant la somme des temps de retard consommés par l'échantillon de mélange dans chacune des sections du dispositif d'extrusion on obtient le temps de retard total Tn consommé par ledit échantillon lors de son transit depuis l'entrée A du dispositif jusqu'à la filière de sorti
Figure imgf000009_0002
[040] L'objet de l'invention est de s'assurer qu'à aucun moment, le temps de retard en sortie du dispositif Tn ne soit supérieur au temps de retard T0 du mélange.
[041 ] En régime stabilisé, lorsque le dispositif d'extrusion fonctionne à son régime nominal au débit maximum Qmax, le temps de séjour total de l'échantillon de mélange de volume Vn est, en règle générale suffisamment bref pour que ce temps de retard reste très en deçà du temps de retard limite T0, et il n'est alors pas nécessaire de prendre de dispositions particulières pour réduire le temps de retard du mélange en sortie du dispositif d'extrusion.
[042] En revanche, il arrive souvent que le dispositif d'extrusion fonctionne à vitesse très réduite ou soit mis à l'arrêt complet pendant un laps de temps donné. Cette situation se produit par exemple lors des changements d'outillage ou encore entre deux phases de travail lorsque le dispositif d'extrusion est directement couplé à un moyen d'assemblage. Il en résulte comme cela a été dit plus haut, que les temps de séjour de deux volumes de mélange distincts peuvent être différents.
[043] Plusieurs stratégies sont alors possibles, car il convient d'être particulièrement vigilant lors du redémarrage de l'installation avant d'atteindre le débit maximum Qmax. [044] Un des moyens de régulation possible, consiste à ajuster le débit de sortie Qn de manière à éviter réchauffement excessif du mélange au cours de son transit au sein du dispositif d'extrusion.
[045] Le débit de transfert Qn du mélange est alors calculé en fonction du temps de retard restant à consommer en affectant par exemple le débit maximal du dispositif d'un coefficient correspondant au rapport entre le temps de retard (Tn) restant au volume de mélange (Vn) contenu dans la dernière section (Sn) et le temps de retard initial (T0) du même volume de mélange à l'entrée du dispositif d'extrusion :
Figure imgf000010_0001
formule dans laquelle MTn est un coefficient spécifique du mélange mis en œuvre à l'aide du procédé selon l'invention. En pratique, le coefficient MTn est déterminé de manière expérimentale.
[046] Il est possible également d'adapter ce coefficient MTn, et de le rendre variable en fonction du temps de retard Tn, pour tenir compte de réchauffement possible du mélange en sortie de filière pendant les phases d'accélération. En pratique ΜΤη la loi liant le coefficient et le temps de retard Tn peut être une simple loi linéaire
[047] Une fois que le volume correspondant au volume de la dernière section Sn est évacué du dispositif, c'est le volume précédemment contenu dans la section Sn-i qui occupe la section Sn. On réitère alors le calcul du débit Qn pour l'ensemble des volumes de mélange contenus dans les sections amont lorsque lesdits volumes de mélange pénètrent dans la dernière section, jusqu'à ce que le débit soit proche du débit maximum
Q, max-
[048] On observe alors que le débit s'accroît progressivement en raison du fait que l'on fait pénétrer dans la dernière section des volumes de mélanges ayant connu des élévations de température pendant des temps de plus en plus courts, ce qui réduit en conséquence le temps de retard Tn affecté à ces volumes.
[049] Lorsque le débit Qn atteint un pourcentage significatif du débit maximum Qmax du dispositif, on considère que le temps de retard consommé par le dispositif est très inférieur au temps de retard initial T0 et on accélère le débit de sortie jusqu'à atteindre le débit nominal Qmax.
[050] Lorsque le temps d'arrêt est trop prolongé, et que le temps de retard du mélange en sortie du dispositif Tn est supérieur à T0 on peut émettre une alerte indiquant que le redémarrage n'est possible qu'à une vitesse très réduite, ou qu'il ne sera pas possible de redémarrer l'installation sans risquer de mettre en danger l'intégrité des éléments mécaniques qui la composent. Seuls les volumes de mélange ayant dépassé ce temps limite seront alors déclassés et la fabrication pourra reprendre à l'allure normale lorsque les premiers volumes de mélange frais sont introduits dans la machine.
[051 ] L'application du procédé selon l'invention tel que décrit dans les paragraphes qui précèdent peut être étendue utilement à un ensemble de dispositifs d'extrusion travaillant en cascade les uns derrière les autres. Dans ce cas, il est nécessaire d'établir un suivi du mélange en l'affectant d'un temps de retard donné et de faire la somme des temps de retard consommés par chacun des dispositifs pour obtenir le temps de retard en sortie du dernier dispositif.

Claims

REVENDICATIONS
1 ) Procédé dans lequel pour un volume donné d'un mélange d'élastomère (Vn) contenant des composants de vulcanisation et disposant d'un temps de retard initial (T0) à une température de vulcanisation de référence (Kv), on détermine le temps de retard (Tn) consommé par un dispositif d'extrusion au sein duquel ledit volume de mélange transite depuis un point d'entrée (A) vers une filière de sortie (B) en subissant un travail mécanique contribuant à l'augmentation de sa température caractérisé en ce que :
- on découpe le dispositif d'extrusion entre le point d'entrée (A) et la filière de sortie (B) en plusieurs (n) sections (S,) de même volume correspondant au volume considéré (Vn) et, à une fréquence d'échantillonnage Fe donnée, :
on détermine la température (K,) atteinte par le volume de mélange (Vn) à l'intérieur de chacune des sections (S,),
- on détermine le temps de séjour (Tsi) du volume de mélange dans chacune des sections (S,),
on détermine, en appliquant la loi d'Arrhenius, le temps de retard (Tn) consommé par ledit volume pendant la durée de son transfert au sein dudit dispositif d'extrusion en faisant la somme des temps de retard consommés par ledit volume de mélange dans chacune des (n) sections (S,) du dispositif, (
T = Y T. x eR [^ J ),
i=\
on adapte le débit de transfert (Qn) au sein du dispositif de sorte que, le temps de retard (Tn) du volume de mélange (Vn) en sortie du dispositif d'extrusion soit inférieur au temps de retard dudit volume en entrée du dispositif (T0). 2) Procédé selon la revendication 1 dans lequel, la fréquence Fe d'échantillonnage est supérieure à 10 fois le rapport entre le débit maximum Qmax du dispositif et le volume de mélange considéré (Vt).
3) Procédé selon la revendication 1 ou 2 dans lequel, le nombre de section n est supérieur ou égal au rapport entre le volume de mélange contenu par le dispositif et le volume Vn de la filière de sortie correspondant au volume de la section placée juste en amont de ladite filière. 4) Procédé selon l'une des revendications 1 à 3 dans lequel, les temps Tsi de séjour du volume de mélange considéré dans les différentes sections du dispositif (S,) ne sont pas égaux.
5) Procédé selon l'une des revendications 1 à 4 dans lequel, la température (K,) atteinte dans une section (S,) correspond à la température du volume de mélange dans ladite section, estimée à l'aide d'un moyen de mesure de la température placé dans cette section (S,).
6) Procédé selon l'une des revendications 1 à 4 dans lequel, seule la température (Kn) atteinte par le volume de mélange placé dans la dernière section (Sn) située immédiatement en amont de la filière de sortie est estimée à l'aide d'un moyen de mesure de la température placé dans cette section (Sn).
7) Procédé selon la revendication 6 dans lequel, on place le moyen de mesure de la température (Kn) du volume de mélange placé dans la dernière section (Sn) dans la filière de sortie du dispositif d'extrusion. 8) Procédé selon l'une des revendications 6 ou 7 dans lequel, les températures (K,) atteintes par le volume de mélange dans les sections (S,) placées en amont de la dernière section (Sn) sont constantes et correspondent aux températures maximales atteintes par un volume de mélange dans chacune desdites sections (S,) lorsque le dispositif d'extrusion fonctionne de manière stabilisée à son débit maximum. 9) Procédé selon l'une des revendications 6 ou 7 dans lequel, pour un mélange d'élastomère donné, on détermine, au sein des sections (S,) du dispositif placées en amont de la dernière section (Sn), l'apport thermique théorique conféré à un volume de mélange (V,) et la température (K,) atteinte par ledit volume de mélange dans ladite section, en fonction du débit de transfert (Q,) dudit volume de mélange au sein de ladite section.
10) Procédé selon l'une des revendications 1 à 9 dans lequel, le débit de transfert du mélange au sein du dispositif d'extrusion (Qn) correspond au débit maximal (Qmax) du dispositif d'extrusion, affecté d'un coefficient propre au mélange ΜΤη et d'un coefficient de proportionnalité correspondant au rapport entre le temps de retard (Tn) restant au volume mélange (Vn) contenu dans la dernière section (Sn) et le temps de retard initial (T0) du ême volume de mélange à l'entrée du dispositif d'extrusion (
Figure imgf000014_0001
■
1 1 ) Procédé selon la revendication 10 dans lequel, le coefficient ΜΤη, est variable en fonction du temps de retard Tn.
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