用于生产橡胶混合物的方法、以及适用于执行该方法的装置的用途制造方法及图纸

一种用于生产橡胶混合物和/或未硫化的车辆轮胎部件和/或车辆轮胎的装置，包括：第一混合器，该第一混合器包括具有至少一个第一混合转子并具有第一容积比的混合室；以及第二混合器，该第二混合器包括具有至少一个第二混合转子并具有第二容积比的混合室，其中，所述第一容积比与所述第二容积比的比率在50:1至1:10的范围内。还披露了该装置的用途和一种用于生产未硫化的车辆轮胎部件和/或车辆轮胎的方法。法。法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生产橡胶混合物的方法、以及适用于执行该方法的装置的用途


[0001]本专利技术涉及一种用于生产橡胶混合物的方法，以及适合于执行用于生产橡胶混合物的方法的装置的用途。

技术介绍

[0002]在橡胶工业中，必须大规模地生产具有尽可能精确且均匀分布的组成的各种橡胶混合物。因此，将各个橡胶混合物成分混合在一起总是涉及尽可能快地生产橡胶混合物与实现橡胶混合物的尽可能高的质量之间的目标冲突。特别是对于后者，各种参数在生产期间起作用，并且对最终产品具有极大影响，该最终产品例如可以是车辆充气轮胎。这里最重要的参数之一是填料在橡胶混合物中的分散性和各个成分在橡胶混合物中的分布均匀性。
[0003]由于这些不同要求，已知了用于生产橡胶混合物的各种装置，比如密闭式混合器，这些密闭式混合器例如在以下文件中更详细地进行了描述。
[0004]EP 2736690 B1披露了“用于生产起始混合物的方法”，在该方法的过程中相继地执行以下步骤：A
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将除交联体系之外的橡胶基质、增强填料和任选的其他组分引入密闭式混合器(100)型的混合装置中，该类型的混合装置包括混合罐(116)，在该混合罐中安装了转子(112，113)，这些转子旋转并装备有径向凸出部，这些径向凸出部在其本身与罐之间形成空气间隙(e)；B
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将上述组分在罐中混合，直到获得均匀的混合物，同时确保混合物的温度保持低于或等于170℃[...]”(见权利要求1)。
[0005]EP 0618055 B1描述了一种用于使用压砣式混合器(ram mixer)将含有非反应性添加剂的基础橡胶混合物加工成成品橡胶混合物的方法，其中，将先前生产的成品基础混合物供应到压砣式混合器以进行塑化，并且在塑化后，将批料立即供应到无压砣式混合器，以便通过添加反应性添加剂在比压砣式混合器中的温度低的温度下最终混合成品混合物。
[0006]用于生产橡胶混合物的更常用的装置是现有技术中公知的所谓的串联式混合器：
[0007]DE 4309451 A1描述了一种用于生产橡胶混合物的方法，其中，在第一阶段中，使用压砣式混合器，分批生产橡胶和非反应性添加剂的基础混合物，并且在添加了反应性添加剂的情况下、也分批并在降低的温度下将基础混合物在没有中间储存的情况下最终在第二阶段中在无压砣式混合器中混合。
[0008]这种串联式混合器大大减少了橡胶混合物的批料的生产时间。因此，在现有技术中需要在串联式混合器中实现填料在橡胶混合物中的足够高的分散性和/或各个成分在橡胶混合物中的足够高的分布均匀性，而不会增加生产时间。这特别适用于含有高比例的二氧化硅的现代橡胶混合物。

技术实现思路

[0009]相应地，本专利技术所解决的问题是以某种方式修改用于生产车辆轮胎的方法或用于生产橡胶混合物的装置的用途，使得不再遇到现有技术的上述缺点。
[0010]根据本专利技术，此问题通过一种用于生产橡胶混合物的方法来解决，该方法包括以下步骤：
[0011]A)在第一混合器中混合橡胶混合物，其中，该第一混合器具有混合室以及在该第一混合器的混合室中的至少一个混合转子，其中，
[0012]i.该第一混合器的混合室具有第一室容积，
[0013]ii.该第一混合器的混合室由室壳体、第一填充开口和第一喷射开口界定，并且
[0014]iii.该第一混合器的至少一个混合转子具有混合转子芯和至少两个第一转子叶片，
[0015]B)将在该第一混合器中混合的该橡胶混合物转移到第二混合器中，其中，该第二混合器具有混合室以及在该第二混合器的混合室中的至少一个混合转子，其中，
[0016]i.该第二混合器的混合室由室壳体、第二填充开口和第二喷射开口界定，
[0017]ii.该第二混合器的混合室具有第二室容积，其中，该第二混合器的混合室的室容积与该第一混合器的混合室的室容积的容积比在15:1至1:1的范围内，
[0018]并且
[0019]iii.该第二混合器的至少一个混合转子具有混合转子芯和至少两个第二转子叶片，
[0020]C)在该第二混合器中混合在该第一混合器中混合的该橡胶混合物，其中，在步骤C)期间在该第二混合器的混合室中作用在该橡胶混合物上的叶片场速度低于在步骤A)期间在该第一混合器的混合室中作用在该橡胶混合物上的叶片场速度。
[0021]令人惊讶的是，已发现，与第二混合室中的叶片场速度相比，通过增大第一混合室中的叶片场速度，在橡胶混合物中实现了填料的较好的分散性和/或较高的均匀性。不希望受限于科学理论，假设第一混合室中的叶片场速度较高，则实现了橡胶混合物的填料的较大分散性，该橡胶混合物接着较好地分布在第二混合室中。因此，可以实现橡胶混合物的成分的较大均匀性。
[0022]叶片场速度的增大可以
[0023]‑
定性地实现，即与剪切速度成比例地实现，
[0024]或
[0025]‑
定量地实现，即与形成剪切速度的面积成比例地实现。后者在下文藉由叶片场速度的公式来量化。
[0026]仅仅剪切速度的增大或者仅仅形成剪切速度的面积的增大在对应混合室中导致填料的较好分散性和/或橡胶混合物的成分的较大均匀性，该混合室在这里优选且有利地是根据本专利技术的装置的第一混合室。如果剪切速度和形成剪切速度的面积这两者同时增大，那么橡胶混合物中的填料的分散性和/或成分的均匀性在对应混合室中不成比例地提高，该混合室在这里有利地是根据本专利技术的装置的第一混合室。
[0027]在本专利技术的上下文中，表述“第一混合器的混合室”和“第一混合室”被同义地使用。在本专利技术的上下文中，表述“第二混合器的混合室”和“第二混合室”被同义地使用。在本专利技术的上下文中，表述“混合转子”和“混合器转子”被同义地使用。
[0028]一种方法优选是如上所述的或如上作为优选所述的，其中，每个混合室如上所述包括至少两个混合转子，优选精确地如上所述为两个混合转子。
[0029]一种方法优选是如上所述的或如上作为优选所述的，其中，在步骤A)期间在该第一混合器的混合室中作用在该橡胶混合物上的叶片场速度与在步骤C)期间在该第二混合器的混合室中作用在该橡胶混合物上的叶片场速度的比率在1 000 000:1至1.01:1的范围内，优选在100 000:1至5:1的范围内，特别优选在10 000:1至10:1的范围内，非常特别优选在500:1至100:1的范围内。
[0030]本专利技术的上述方面的一个优点在于，与第二混合室中的叶片场速度相比，第一混合室中的上述相对高的叶片场速度进一步改善了所述均匀性和/或填料在橡胶混合物中的所述分散性。
[0031]优选的是如上所述的或如上作为优选所述的方法，其中，
[0032]‑
在步骤A)期间在该第一混合器的混合室中作用在该橡胶混合物上的叶片场速度在10m/s至300m/s的范围内，优选在20m/s至200m/s的范围内，特别优选在30m/s至150m/s的范围内，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于生产橡胶混合物的装置，其中，该装置包括以下部件：
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第一混合器，该第一混合器包括具有至少一个第一混合转子(1)的混合室，其中，该第一混合器的混合室：
‑
具有第一室容积，并且
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由室壳体、第一填充开口和第一喷射开口界定，其中，该至少一个第一混合转子(1)中的每一个第一混合转子具有混合器转子芯(2)和至少两个第一转子叶片(3a，3b)，其中，所有第一混合转子(1)的所有第一转子叶片(3a，3b)的总体积与所述第一混合器(1)的混合室的混合容积的比率构成第一容积比，以及
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第二混合器，该第二混合器包括具有至少一个第二混合转子(1)的混合室，其中，该第二混合器的混合室：
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具有第二室容积，并且
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由室壳体、第二填充开口和第二喷射开口界定，其中，该至少一个第二混合转子(1)具有混合器转子芯(2)和至少两个第二转子叶片(3a，3b)，其中，所有第二混合转子(1)的所有第二转子叶片(3a，3b)的总体积与该第二混合器的混合室的混合容积的比率构成第二容积比，其中，该第二混合器的混合室的第二室容积与该第一混合器的混合室的第一室容积的比率在15:1至1:1的范围内，其特征在于，所述第一容积比与所述第二容积比的比率在50:1至1:10的范围内，优选在20:1至1:1的范围内，优选在15:1至1.1:1的范围内，特别优选在10:1至2:1的范围内。2.如权利要求1所述的装置，其中，所述第一容积比与所述第二容积比的比率在5:1至1:10的范围内，优选在1:1至1:10的范围内，特别优选在1:1.01至1:10的范围内。3.如前述权利要求中任一项所述的装置，其中，
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该第一混合器中的所有混合转子(1)的至少一个第一转子叶片(3a，3b)或每个第一转子叶片(3a，3b)具有第一纵横比，其中，由这些第一转子叶片(3a，3b)中的一个第一转子叶片的高度与所述一个第一转子叶片(3a，3b)的有效直径形成的该第一纵横比在50:1至1:10的范围内，优选在20:1至1.01:1的范围内，特别优选在15:1至1.1:1的范围内，非常特别优选在10:1至2:1的范围内，尤其非常特别优选在8:1至5:1的范围内，并且/或者
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该第二混合器中的所有混合转子(1)的至少一个第二转子叶片(3a，3b)或每个第二转子叶片(3a，3b)具有第二纵横比，其中，由这些第二转子叶片(3a，3b)中的一个第二转子叶片的高度与所述一个第二转子叶片(3a，3b)的有效直径形成的该第二纵横比在50:1至1:10的范围内，优选在20:1至1:10的范围内，特别优选在5:1至1:10的范围内，非常特别优选在2:1至1:5的范围内，尤其非常特别优选在1:1至1:2的范围内。4.如前述权利要求中任一项所述的装置，其中，该第一纵横比与该第二纵横比的比率在100:1至1:10的范围内，优选在50:1至1.01:1的范围内，特别优选在20:1至1.1:1的范围内，非常特别优选在20:1至2:1的范围内，尤其非常特别优选在10:1至5:1的范围内。5.如前述权利要求中任一项所述的装置，其中，以下两者的比率在10:1至1:50的范围内，优选在5:1至1:20的范围内，特别优选在1:1至1:8的范围内，非常特别优选在1:1.1至1:
2的范围内：第一转子叶片(3a，3b)的转子叶片端头(4)与该第一混合器的室壳体的内壁之间的最小距离、第二转子叶片(3a，3b)的转子叶片端头(4)与该第二混合器的室壳体的内壁之间的最小距离。6.如前述权利要求中任一项所述的装置，其中，该第一混合器和该第二混合器各自具有两个混合转子(1)，其中，以下两者的比率在50:1至1.01:1的范围内，优选在20:1至1.1:1的范围内，特别优选在20:1至2:1的范围内，非常特别优选在10:1至5:1的范围内：该第一混合器的混合转子(1)的第一转子叶片(3a，3b)的转子叶片端头(4)与该第一混合器的另一混合转子(1)的混合转子芯(2)的外壁(10)之间的最小距离、该第二混合器的混合转子(1)的第二转子叶片(3a，3b)的转子叶片端头(4)与该第二混合器的另一混合转子(1)的混合转子芯(2)的外壁(10)之间的最小距离。7.如前述权利要求中任一项所述的装置，其中，
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该第二混合器的混合室的第二室容积与该第一混合器的混合室的第一室容积的容积比在14:1至1.1:1的范围内，优选在10:1至1.5:1的范围内，特别优选在5:1至2:1的范围内，并且/或者
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该装置适合于生产未硫化的车辆轮胎部件和/或车辆轮胎。8.一种如前述权利要求中任一项所述的装置的用途，该装置用于生产橡胶混合物或用于生产未硫化的车辆轮胎部件和/或车辆轮胎。9.如前一权利要求8所述的用途，包括以下使用步骤：A)在第一混合器中混合橡胶混合物，其中，该第一混合器具有混合室以及在该第一混合器的混合室中的至少一个混合转子，其中，ii.该第一混合器的混合室具有第一室容积，iii.该第一混合器的混合室由室壳体、第一填充开口和第一喷射开口界定，并且iv.该第一混合器的至少一个混合转子(1)具有...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯托夫，
申请(专利权)人：大陆轮胎德国有限公司，
类型：发明
国别省市：