用于连续生产自密封式轮胎生产用的半成品的方法和设备

申请号 CN201480068926.2 申请日 2014-11-21 公开(公告)号 CN105829059A 公开(公告)日 2016-08-03
申请人 倍耐力轮胎股份公司; 发明人 A·蒙特罗索; A·斯库拉蒂; S·特斯蒂;
摘要 一种用于生产包括构造轮胎(1)用的密封混合物条(51)的半成品(50)的设备(100)和相关方法,所述密封混合物包括至少一种不饱和苯乙烯热塑性弹性体、一种结合 树脂 以及一种交联剂;其中,所述设备包括:连续混合器(101),所述连续混合器包括用于接收密封混合物的成分的内腔室(103)并将所述成分连续混合,直到获得密封混合物;缓冲装置(110),其具有相应内腔室(111)且在连续混合器的下游以结构连续性 串联 地联接到连续混合器; 齿轮 泵 (120),其具有相应内腔室(121)和容置在相应内腔室中的齿轮系统(122),且在缓冲装置的下游以结构连续性联接到缓冲装置,挤出头(130)在齿轮泵的下游以结构连续性直接联接到齿轮泵,以在输入中从齿轮泵接收密封混合物且在输出中传递形式为具有预定横向尺寸的条的密封混合物,其中,缓冲装置(110)从连续混合器(101)接收密封混合物且向齿轮泵供给。
权利要求

1.一种用于生产包括构造轮胎(1)用的密封混合物的条(51)的半成品(50)的设备(100),所述密封混合物至少包括以下成分:
(a)至少一种不饱和苯乙烯热塑性弹性体;
(b)至少一种结合树脂
(c)至少一种交联剂;
其中,所述设备包括:
-连续混合器(101),其包括内腔室(103),构造成接收密封混合物的成分且连续混合所述成分,直到获得密封混合物;
-缓冲装置(110),其具有相应的内腔室(111)且在连续混合器的下游以结构连续性串联地联接到连续混合器,使得两个相应的内腔室不中断地物理连接;
-齿轮(120),其具有相应的内腔室(121)和容置在相应的内腔室中的齿轮系统(122),在缓冲装置的下游以结构连续性联接到缓冲装置,使得两个相应的内腔室不中断地物理连接;
-挤出头(130),其在齿轮泵的下游以结构连续性直接联接到齿轮泵,从而在输入中从齿轮泵接收密封混合物,且在输出中传递呈具有预定横向尺寸的所述条的形式的密封混合物,其中,缓冲装置(110)被设置且构造成从连续混合器(101)接收密封混合物且用于向齿轮泵供给。
2.根据权利要求1所述的设备,其中,连续混合器(101)包括容置在相应的内腔室(103)中的多个螺杆(104)或叶片,连续混合器设有能够将高剪应赋予混合物的混合部分(105)、和能够将正在被处理的混合物从内腔室(103)的一个纵向端传送到另一纵向端的传送部分(107)。
3.根据权利要求1或2所述的设备,其中,连续混合器(101)是共同旋转式双螺杆混合器。
4.根据前述权利要求任一所述的设备,其中,连续混合器具有大于或等于18mm和/或小于或等于420mm的内腔室直径,连续混合器构造成使得螺杆的旋转速率大于或等于100rpm和/或小于或等于1200rpm,且转矩大于或等于20%和/或小于或等于90%。
5.根据前述权利要求任一所述的设备,其中,连续混合器的、缓冲装置的、齿轮泵的相应的内腔室(103,111,121)以及挤出头位于相同的平高度上。
6.根据前述权利要求任一所述的设备,其中,缓冲装置是包括容置在相应的内腔室中的单传送螺杆(112)的单螺杆挤出器,其中,传送螺杆配置成沿内腔室的主延伸方向传送密封混合物,在密封混合物上施加基本为零或非常低的混合。
7.根据前述权利要求任一所述的设备,其中,缓冲装置具有大于或等于40mm和/或小于或等于750mm的内腔室直径,缓冲装置构造成使得螺杆的旋转速率大于或等于15rpm和/或小于或等于100rpm。
8.根据前述权利要求任一所述的设备,还包括:传送装置(140),其放置在挤出头(130)的下游以便接收所述条且将所述条从挤出头传送走;第一卷轴(150),服务膜(54)缠绕在第一卷轴上,第一卷轴适于将所述服务膜连续解绕在传送装置上,使得从挤出头退出的所述条抵接所述服务膜;第二卷轴(160),结构性膜(56)缠绕在第二卷轴上,第二卷轴适于将所述结构性膜连续解绕在传送装置上,使得所述结构性膜在相反于所述服务膜的一侧上粘附到所述条;第三和/或第四卷轴(170),由弹性体混合物(56)制成的相应细长元件缠绕在第三和/或第四卷轴中的每个上,第三和/或第四卷轴适于将由弹性体混合物制成的所述细长元件连续解绕在传送装置上,使得所述细长元件中的每个在所述条的相反两侧上至少部分地粘附到所述条。
9.根据前述权利要求任一所述的设备,还包括:收集站,其放置在传送装置的下游且配置成将所述半成品(50)缠绕在收集卷轴上;和冷却器,其适于在挤出头的出口和收集站之间冷却所述条(51)。
10.一种用于生产自密封式轮胎(1)的装备,其包括根据前述权利要求任一所述的设备。
11.一种用于生产包括构造轮胎(1)用的密封混合物的条(51)的半成品(50)的方法,所述密封混合物至少包括以下成分:
(a)至少一种不饱和苯乙烯热塑性弹性体;
(b)至少一种结合树脂;
(c)至少一种交联剂;
所述方法包括:
-将密封混合物的成分供给到包括内腔室(103)的连续混合器(101)中,且当所述成分在连续混合器中前进时混合所述成分,直到获得密封混合物;
-随后将密封混合物从连续混合器直接地连续供给到缓冲装置(110),所述缓冲装置具有相应的内腔室(111),在连续混合器的下游以结构连续性串联地联接到连续混合器,使得两个相应的内腔室不中断地物理连接;
-随后使密封混合物沿缓冲装置前进,吸收来自连续混合器的密封混合物的可能的流量脉冲,以便将密封混合物连续供给到齿轮泵(120),所述齿轮泵具有相应的内腔室(121)和容置在相应的内腔室中的齿轮系统(122),在缓冲装置的下游以结构连续性联接到缓冲装置,使得两个相应的内腔室不中断地物理连接;
-随后借助于齿轮泵将密封混合物连续供给到挤出头(130),所述挤出头以结构连续性直接联接到齿轮泵,以便在输出中从所述挤出头获得具有预定横向尺寸的所述密封混合物的条。
12.根据权利要求11所述的方法,其中,在挤出头的出口处的密封混合物的温度大于或等于60℃和/或小于或等于160℃,其中,密封混合物的流量大于或等于30kg/h和/或小于或等于5000kg/h。
13.根据权利要求11或12所述的方法,其中,密封混合物还包括至少一种二烯弹性体和/或至少一种塑化剂和/或至少一种加强填充物和/或至少一种胶溶剂
14.根据权利要求11或12或13所述的方法,其中,密封混合物包括从20至100phr的至少一种不饱和苯乙烯热塑性弹性体,从0至80phr的至少一种合成或天然二烯烃弹性体,从20至200phr、优选从30至150phr的至少一种结合树脂,从0.1至6phr的至少一种交联剂。
15.根据权利要求11至14中任一所述的方法,其中,缓冲装置相对于连续混合器的内腔室中的脉冲的幅度和/或频率减小了缓冲装置的内腔室中的瞬时流量脉冲的幅度和/或频率。
16.根据权利要求11至15中任一所述的方法,其中,密封混合物在从连续混合器到缓冲装置的内腔室的靠近于连续混合器的第一部分的通道中发生压降。
17.根据权利要求11至16中任一所述的方法,其中,缓冲装置在密封混合物沿缓冲装置的相应内腔室行进期间降低密封混合物的温度,在缓冲装置的入口处和出口处的温度之间的差异大于或等于5℃。
18.根据权利要求11至17中任一所述的方法,其中,所述条(51)具有沿正交截面截取的轮廓,所述轮廓具有两个相对的较长边,相对的较长边的长度大于相互的最长距离,其中,所述半成品还包括粘附到所述较长边之一的服务膜(54)、在相反于所述服务膜的一侧上粘附到所述条的结构性膜(55)、以及由弹性体混合物制成的第一和第二细长元件(56),第一和第二细长元件在所述条的相反两侧上部分粘附到所述条且至少部分地横向于所述较长边设置,且其中,所述方法包括:将所述挤出条从挤出头传送走;连续解绕所述服务膜,使得从挤出头退出的所述条抵接所述服务膜;连续解绕所述结构性膜,使得所述结构性膜粘附到所述条;且连续解绕由弹性体混合物制成的所述细长元件,使得所述细长元件至少部分地粘附到所述条。
19.一种用于生产自密封式轮胎(1)的方法,包括构造、硫化以及模制生轮胎,其中,构造生轮胎包括根据权利要求11至18中任一所述的方法生产包括密封混合物的条(51)的半成品(50)。

说明书全文

用于连续生产自密封式轮胎生产用的半成品的方法和设备

技术领域

[0001] 本发明涉及用于连续生产自密封式轮胎生产用的半成品、尤其包括密封混合物条的半成品的方法和设备。
[0002] 本发明还涉及用于生产自密封式轮胎的过程和装备。

背景技术

[0003] 在用于车轮的轮胎领域,自密封式轮胎已经已知数十年,例如在文献GB 739525中描述了自密封式轮胎,其根据权利要求能够防止由于被钉子或另一尖锐物体引起的刺穿而造成的空气损失以及所导致的放气。
[0004] 通常自密封式轮胎包括至少一层密封混合物(通常在自密封式轮胎的径向内部表面附近),所述密封混合物能够粘附到插入轮胎中的物体,且当所述物体被移除时也能够流动到孔中,因此密封孔自身,以防止或减慢空气从轮胎流出。所述混合物在轮胎的操作期间必须可变形且是粘性的,但是所述混合物尤其在获得轮胎期间必须拥有充分刚性的结构,以适于允许其维持形状。
[0005] 用于制备和成形密封混合物的方法和设备例如从以下文献已知。
[0006] 在专利文献US 2009/0272476中描述了用于制备非聚合密封合成物的方法,其中,各种成分通过利用用于橡胶的内部混合器而被混合。
[0007] 在专利文献US 2011/0213050中描述的是用于生产自密封式弹性体合成物的过程,其中,母料被生产,所述母料借助于在混合器(例如,混合螺杆挤出器)中的弹性体和热塑性树脂的混合而包括弹性体和热塑性树脂,随后通过在相同或不同混合器(例如,两辊开放式辊轧机类型的外部混合器)中混合所有东西而在母料中引入交联系统。
[0008] 在专利文献US 2005/0228076中描述了用于通过利用共同旋转式双螺杆挤出器连续生产包括橡胶、树脂和溶剂的合成物的方法。
[0009] 在专利文献US 2011/0198009中描述了一种轮胎,其设有由于自密封式合成物而耐刺穿的层。作为示例,合成物的成分在大约190℃的温度下借助于双螺杆挤出器混合。挤出器设有用于以期望尺寸挤出产品的挤出头。
[0010] 在专利文献US 8,226,868中描述了用于生产从热塑性弹性体胶成型的平坦元件的装置,所述装置包括挤出器(例如,共同旋转双螺杆挤出器)、挤出器模以及冷却液体槽。
[0011] 通常,为了生产自密封式轮胎,能够使用包括连续的密封混合物条的半成品,所述密封混合物条通常由密封混合物的至少一个支撑层支撑,以允许处理所述密封混合物(例如,经由铺设而缠绕在鼓上、传输、在构建期间铺设,等等)。这样一种半成品的示例在申请人的申请WO2011/064698A1中描述。

发明内容

[0012] 在最近以前,自密封式轮胎的市场需求量低,因此密封混合物和/或相关半成品的生产不必满足典型工业大量生产的要求,诸如,高产量、短生产时间、低成本、高自动化,等等。密封混合物和/或相关半成品的生产到目前为止通过手工或类似手工的方法执行,所述方法包括彼此不连续(例如,由用于从诸如混合器或挤出器的处理机器卸载半成品或成品混合物/将其加载到处理机器中的步骤隔开)的不同生产步骤(混合、成形,等等)。
[0013] 申请人最近已经证实,市场对自密封式轮胎的需求量已经显著增加,因此申请人认为需要一种用于生产包括密封混合物的连续条的半成品的方法,该方法适于以有限成本(例如,需要的总处理时间短和/或高度自动化)生产高产量的半成品。
[0014] 申请人也已经察觉到,在轮胎内的密封混合物层的性能能够取决于层厚度,以及沿跟随轮胎周向延伸部分的准线的厚度的均匀性。
[0015] 因此在这种背景下,申请人已经提出了实现用于生产自密封式轮胎生产用的包括密封混合物的连续条的半成品的方法和设备的问题,所述方法和设备适于以有限成本进行工业大量生产,同时确保所述条的横向尺寸(例如,高度和宽度)的高纵向均匀性。
[0016] 申请人认为,用于生产包括密封混合物的连续条的半成品的、在不同步骤中实施已知方法由于它们的复杂性和/或执行时间的长度而不适于需要高产量、短处理时间和/或低成本的工业生产,并且/或者它们不确保横向尺寸的纵向均匀性的精确控制。
[0017] 在第一方面,本发明涉及用于生产构造轮胎用的包括密封混合物的条的半成品的设备。
[0018] '半成品'指的是构成生轮胎的元件,所述元件具有用于其结合在生轮胎中的在正交截面上的轮廓和横向尺寸。
[0019] '条'指的是连续细长元件,所述连续细长元件具有比横向尺寸大得多(例如,两个或更多个数量级)的纵向尺寸。
[0020] '密封混合物'指的是成品混合物,即,完全具有分散在一起的所有成分,且准备结合在生轮胎中,以便在成品轮胎的操作期间赋予本发明的应用所需的密封特征。例如,在成品轮胎中的密封混合物具有:粘弹性特征,以使其能够在胎体结构上的由尖锐元件产生的穿孔内流动;和粘性,以经由与移动的尖锐元件接触而产生在密封混合物上施加的拖拽(例如,当尖锐元件在轮胎的滚动期间被逐出时)。
[0021] 密封混合物例如能够包括:
[0022] (a)至少一种不饱和苯乙烯热塑性弹性体;
[0023] (b)至少一种结合树脂;
[0024] (c)至少一种交联剂;
[0025] (d)可选地至少一种二烯弹性体。
[0026] 可选的,密封材料还能够包括e)至少一种塑化剂,f)至少一种加强填充物和g)至少一种胶溶剂。
[0027] 生产设备包括连续混合器,所述连续混合器构造成接收密封混合物的成分(彼此不同地分开和/或已经混合在一起,即使是部分地和/或在子组中混合在一起),且将所述成分连续混合直到获得密封混合物。
[0028] 术语'连续混合器'旨在表示混合装置,所述混合装置适于通常借助于受控的剂量计接收连续供给的弹性体混合物的成分(除了在可能的停止混合装置以进行维护期间、或修改弹性体混合物配方期间),且使所述成分混合以获得(可能在多个混合步骤中)成品弹性体混合物,且与定期加载/卸载不连续混合装置(诸如BanburyTM,等等)相比,所述混合装置适于以连续流动卸载弹性体混合物。在用于弹性体混合物的混合器领域术语中,连续混合器有时用在此被认为等同于'连续混合器'的术语'混合挤出器'指示,即使在本发明的优选实施方式中,连续混合器在使用期间也不执行成品混合物的实际'挤出'(而是将成品混合物传递到缓冲装置)。
[0029] 连续混合器包括至少一个(基本柱形)内腔室,螺杆、或多个螺杆、或叶片(在行星式混合器的情况下)通常在内腔室内旋转。材料的混合在其沿内腔室的主延伸方向行进期间发生。
[0030] 连续混合器的主要功能是通过增加温度以使得弹性体材料柔软且具有塑性而处理所述弹性体材料,从而有助于配料在聚合物基体内的合并和/或分布。连续混合器因此主要设有能够给混合物赋予高剪应力的混合部分,且可能设有重新分布部分。连续混合器还设有能够将正在被处理的混合物从内腔室的一个纵向端传送到另一纵向端的传送部分。
[0031] 所述设备在连续混合器的下游包括缓冲装置,且在缓冲装置的下游包括齿轮,缓冲装置和齿轮泵都设有相应的内腔室。
[0032] 缓冲装置被设置且构造成从连续混合器接收密封混合物且向齿轮泵供给。
[0033] 表达方式'上游'、'下游'、'终端'、'纵向'等等参考在设备中正在被处理的密封混合物的流动方向来使用。
[0034] 缓冲装置优选以结构连续性串联地联接到连续混合器,以使得两个相应的内腔室不中断地物理连接(例如,基本没有到外部环境的出口)。
[0035] 缓冲装置的示例能够包括单螺杆挤出器、双螺杆挤出器(TSE)等等。
[0036] '单螺杆挤出器'指的是包括容置在相应内腔室中的单传送螺杆的装置,其中,传送螺杆(通常具有螺旋形构造)被配置成沿内腔室的主延伸方向传送密封混合物,在所述密封混合物上施加基本为零或非常低的混合。要注意的是,尽管术语为'挤出器',但是在本发明中,混合物不会通过在单螺杆挤出器的下游的终端处挤出而被卸载到外部。
[0037] 齿轮泵具有容置在相应内腔室中的齿轮系统,且以结构连续性在缓冲装置的下游联接到缓冲装置,使得两个相应内腔室不中断地物理连接。
[0038] 所述设备还包括挤出头,所述挤出头在齿轮泵的下游以结构连续性直接联接到齿轮泵,从而在输入中从齿轮泵接收密封混合物,在输出中传递形式为预定横向尺寸的所述条的密封混合物。
[0039] 在第二方面,本发明涉及用于生产构造轮胎用的包括所述密封混合物的条的半成品(例如,具有在此描述的特征)的方法。
[0040] 所述方法包括将密封混合物的成分(彼此不同地分开和/或已经混合一起,即使是部分地和/或在子组中混合一起)供给到连续混合器(具有以上描述的特征)中,且在所述成分在连续混合器中前进时混合所述成分,直到获得密封混合物。
[0041] 所述方法后续包括将密封混合物从连续混合器直接连续供给到缓冲装置(例如,具有以上描述的特征),所述缓冲装置在连续混合器的下游以结构连续性串联地联接到连续混合器,使得两个相应内腔室不中断地物理连接。
[0042] 所述方法后续包括使密封混合物在缓冲装置中前进,以便将密封混合物连续供给到齿轮泵(例如,具有前述特征),所述齿轮泵具有相应内腔室和容置在相应内腔室中的齿轮系统,且在缓冲装置的下游以结构连续性联接到缓冲装置,使得两个相应内腔室不中断地物理连接。
[0043] 所述方法后续包括借助于齿轮泵将密封混合物连续供给到挤出头(例如,具有前述特征),所述挤出头以结构连续性直接联接到齿轮泵的出口,以便在输出中从所述挤出头获得具有预定横向尺寸的所述密封混合物的条。
[0044] 申请人认为,本发明的设备和方法允许连续生产包含具有横向尺寸的良好纵向均匀性的连续密封混合物条的半成品,单个连续生产过程包括原料成分的混合和条的成形,因此有利地适于在轮胎的工业生产中使用,工业生产的特征在于要求半成品的高产量、低执行时间(总体低成本)以及高均匀性。
[0045] 申请人认为,包括密封混合物条的半成品的生产借助于在相应内腔室之间不中断地以结构连续性物理连接到彼此的一系列连续混合器、缓冲装置、齿轮泵和挤出头中的连结,这允许将混合密封混合物的原料成分的操作与成形连续条的操作有效地分离。
[0046] 在获得本解决方案之前,申请人尝试通过挤出头以结构连续性直接联接到连续双螺杆混合器出口的第一比较性构型而在包括混合和成形的单个连续过程中生产连续密封混合物条。获得的结果就挤出条的尺寸稳定性而言不令人满意。
[0047] 因此,申请人尝试第二比较性构型,在第二比较性构型中,挤出头以结构连续性直接联接到齿轮泵,齿轮泵继而以结构连续性直接联接到连续双螺杆混合器的出口。即使相对于第一比较性构型有所改进,获得的结果就挤出条的横向尺寸的纵向均匀性而言也是不令人满意的。
[0048] 申请人继而微调到根据本发明的解决方案,其中,作为第二比较性构型的补充,缓冲装置(例如,单螺杆挤出器)以结构连续性插入连续混合器(例如,双螺杆混合器)和齿轮泵之间,意外地获得具有良好纵向尺寸均匀性的条。
[0049] 此外,申请人已经根据经验观察到,从在本发明的解决方案中的挤出头退出的温度相对于第一和第二比较性构型而言在给定相同流量下更低,从而抵消或显著限制灼热混合物的险。此外,尽管由缓冲装置在密封混合物上实施进一步处理,但是由缓冲装置引入的密封混合物的更多的热控制和松弛时间允许申请人获得就尺寸稳定性和减小内部张力而言更容易控制的密封混合物,以允许形成设备(齿轮泵+挤出头)正确供给在设备下游的半成品。
[0050] 不希望被阐释理论所约束,申请人认为,在第一和第二比较性构型中,连续混合和成形的两个操作紧密关联,彼此影响且干扰。例如,认为在第一和第二比较性构型中,由连续计量系统和/或连续混合器施加到密封混合物的压力/流量脉冲在挤出头中反映,造成横向尺寸的纵向非均匀性。在这种情况下,难于同时优化混合和成形。然而,在本解决方案中,前述分离限制或抵消了一个操作对另一个的影响,因此能够在可更容易识别和获得的最佳条件下执行。例如,前述脉冲能够由缓冲装置、且可能和附加地由齿轮泵吸收(即,具有较低频率和/或幅度)。
[0051] 对于以上全部,认为本解决方案已经克服本领域技术人员的偏见或在任何情况下的自然取向(例如,从例如US 2011/0198009和US 8,226,868的以上描述的文献显现的),所述偏见或自然取向已经排除任何一种在挤出头(用于成形连续条)和连续混合器(用于混合用于获得密封混合物的成分)之间插入缓冲装置(例如,单螺杆挤出器)和齿轮泵的用法,所述四个装置以相应内腔室的结构连续性串联地连结。
[0052] 依据第一和/或与第二方面,本发明提供以下优选解决方案。
[0053] 优选地,连续混合器的内腔室、缓冲装置的内腔室、齿轮泵的内腔室、以及挤出头位于相同平高度上。
[0054] 优选地,连续混合器的内腔室和缓冲装置的内腔室在相对彼此为横向的轴线上延伸、更优选在相互正交轴线上延伸。
[0055] 优选地,连续混合器是包括容置在内腔室中的至少两个螺杆的类型,所述至少两个螺杆共同旋转或反向旋转。
[0056] 在替换性实施方式中,连续混合器是具有行星辊(心轴)的类型。
[0057] 在另一替换性实施方式中,连续混合器是具有多螺杆的环挤出器(例如,具有六个或更多个螺杆的环挤出器)、或具有振荡螺杆的搅拌器 或长的连续混合器(LCM)。
[0058] 优选地,连续混合器是双螺杆混合器,所述双螺杆混合器具有至少部分地贯穿的共同旋转螺杆,更优选内腔室的直径大于或等于18mm和/或小于或等于420mm。
[0059] 优选地,连续混合器构造成使得螺杆的旋转速率大于或等于100rpm和/或小于或等于1200rpm,更优选转矩相对于最大转矩大于或等于20%和/或小于或等于90%。最大转矩指的是在机器转子或轴旋转的最大标称功率和最大标称速率之间的比率(由制造商提供的标称数据)。
[0060] 优选地,缓冲装置的内腔室的直径大于或等于40mm和/或小于或等于750mm的。
[0061] 优选地,缓冲装置构造成使得(一个或多个)螺杆的旋转速率大于或等于15rpm和/或小于或等于100rpm。
[0062] 优选地,齿轮泵的内腔室的直径大于或等于20mm和/或小于或等于180mm。
[0063] 优选地,齿轮泵构造成使得齿轮的旋转速率大于或等于10rpm和/或小于或等于50rpm。
[0064] 优选地,在挤出头的出口处的密封混合物的温度大于或等于60℃和/或小于或等于160℃
[0065] 优选地,密封混合物的流量大于或等于30kg/h和/或小于或等于5000kg/h。
[0066] 优选地,连续混合器内的密封混合物的可能瞬时流量脉冲(例如,来自连续计量系统和/或连续混合器自身)在缓冲装置中显著受限和/或几乎被消除。更优选地,缓冲装置相对于连续混合器的内腔室中的脉冲的幅度和频率分别减小了缓冲装置的内腔室中的瞬时流量脉冲的幅度和/或频率。如此,缓冲装置能够连续填充齿轮泵的腔室,且流量最多是缓慢变化的。
[0067] 优选地,连续混合器和靠近于连续混合器的缓冲装置的内腔室的至少一个第一纵向部分成形为使得密封混合物在从连续混合器到缓冲装置的内腔室的所述第一近侧部分的通道中发生压降。优选地,在连续混合器的终端纵向部分中的密封混合物的压力最大值和所述第一近侧部分中的密封混合物的压力的最小值之间的差异是正的、或大于或等于所述最大值的25%、更优选大于或等于所述最大值的40%、仍更优选大于或等于所述最大值的60%。在一个实施方式中,压降将密封混合物的压力基本带到环境压力的值。优选地,缓冲装置的所述第一近侧内腔室部分的正交截面的自由表面积大于靠近于缓冲装置的连续混合器的终端内腔室部分的正交截面的自由表面积。优选地,所述第一近侧部分的正交截面的自由表面积(与可用于混合物的自由空间对应)大于或等于连续混合器的所述终端内腔室部分的正交截面的自由表面积的110%、更优选大于或等于120%。
[0068] 申请人认为,在半成品的混合和成形的操作之间的前述分离已经被证明当下述情况时甚至更有效:靠近于连续混合器的缓冲装置(例如,单螺杆挤出器)的内腔室的纵向部分成形为使得密封混合物在从连续混合器到缓冲装置的近侧内腔室部分的通道中发生压降。
[0069] 优选地,缓冲装置在密封混合物沿缓冲装置的相应内腔室行进期间降低密封混合物的温度,在装置的入口处和出口处的温度之间的差异更优选大于或等于5℃、仍更优选大于或等于10℃。
[0070] 密封混合物能够例如包括从20至100phr的至少一种不饱和苯乙烯热塑性弹性体,从0至80phr的至少一种合成或天然二烯烃弹性体,从20至200phr、优选从30至150phr的至少一种结合树脂,从0.1至6phr的至少一种交联剂。
[0071] 通常密封混合物还包括从10至200phr、优选从20至60phr的塑化剂(例如,油或液体聚合物),且优选从1至40phr、更优选从5至30phr的至少一种加强填充物。
[0072] 根据优选实施方式,密封混合物还能够包括从大约1phr至大约20phr的至少一种同质剂。
[0073] 优选地,密封混合物还能够包括从0.05phr至5phr的至少一种胶溶剂。
[0074] 术语'phr'("对每100份橡胶的份数"的首字母缩写)旨在指示每100份总弹性体基质的重量份数。对于100份的总弹性体基质的计算,不考虑可能的添加剂(诸如,可能的弹性体树脂或拉伸油)。
[0075] 优选地,所述条具有沿正交截面截取的轮廓,所述轮廓具有通常称为水平方向、沿最大尺寸指向的第一方向和通常称为高度方向、正交于所述水平方向的第二方向。
[0076] 优选地,所述条具有沿正交截面截取的轮廓,所述轮廓具有两个相反的较长边(通常相互平行),所述相反的较长边的长度比相互之间的最大距离大得多(例如,至少是五倍、优选至少是十倍)。优选地,所述轮廓是基本梯形状的,所述两个边与梯形的较长和较短的基底一致。
[0077] 优选地,在所述两个较长边之间的最大距离大于或等于2mm、优选大于或等于3mm、和/或小于或等于6mm、优选小于或等于5mm。
[0078] 优选地,所述半成品还包括用于所述密封混合物条以允许处理(例如,经由铺设在鼓上缠绕、传输、在构造期间铺设,等等)密封混合物的服务膜。优选地,所述服务膜更优选在所述梯形的较长基底处粘附到所述较长边之一。优选地,所述服务膜由塑料例如聚酯(PET)制成。通常,在轮胎生产期间,服务膜在半成品铺设到鼓上之前与所述条分开并回收。
[0079] 优选地,所述半成品还包括在相反于所述服务膜的一侧上、更优选在所述梯形的较短基底处粘附到所述条的结构性膜。优选的,所述结构性膜是自支撑的,且能够由热塑性材料和/或弹性体热塑性材料和/或弹性体材料制成。例如,结构性膜能够由例如尼龙的聚酰胺制成,或由例如PET的聚酯制成。优选地,结构性膜的厚度低于大约100μm。
[0080] 优选地,所述半成品还包括由弹性体混合物制成的第一和第二细长元件(即,薄层),第一和第二细长元件在所述条的相反两侧上部分地粘附到所述条且至少部分地横向于所述较长边设置,更优选地,每个细长元件定位在所述梯形的相应斜边处。优选的,由弹性体材料制成的每个细长元件在正交截面上具有在相反于所述密封材料条的一侧上与所述结构性膜接触地设置的第一终端部分、与所述服务膜接触地设置的第二终端部分、以及与所述密封材料条接触地设置的中间部分。
[0081] 有利地,在轮胎的成形和硫化期间,当在模具内的压力使胎体挤压模具自身的内壁时,由弹性体混合物制成的细长元件容纳密封混合物。
[0082] 所述细长元件也在轮胎的成形期间防止结构性膜在其终端边缘处与密封混合物条分开。
[0083] 优选地,所述设备包括放置在挤出头下游的传送装置(例如,传送带),以便接收所述条且将所述条从挤出头传走。
[0084] 优选地,所述设备包括第一卷轴,服务膜(优选地,前述服务膜)缠绕在第一卷轴上,第一卷轴适于将所述服务膜连续解绕在传送装置上,使得从挤出头退出的所述条抵接所述服务膜。
[0085] 优选地,所述设备包括第二卷轴,结构性膜(优选地,前述结构性膜)缠绕在第二卷轴上,第二卷轴适于将所述结构性膜连续解绕在传送装置上,使得所述结构性膜在相反于所述服务膜的一侧上、更优选在所述梯形的较短基底处粘附到所述条。优选地,所述结构性膜拥有这样的机械特性,以允许在半成品例如朝向构造鼓传输期间无变形地支撑结构性膜的重量以及设置在其上的密封材料条的重量,所述半成品必须被施加在构造鼓上。如果密封材料条不被支撑在任何支撑件上,所述密封材料条实际上将在其自身重量下变形。
[0086] 优选地,所述设备包括第三和/或第四卷轴,由弹性体混合物制成的相应细长元件(优选前述由弹性体混合物制成的细长元件的一个相应细长元件)缠绕在第三和/或第四卷轴中的每个上,第三和/或第四卷轴适于将由弹性体混合物制成的所述细长元件连续解绕在传送装置上,使得所述细长元件中的每个在所述条的相反两侧上至少部分地粘附到所述条,更优选地,每个细长元件定位在所述梯形的相应斜边处。
[0087] '密封复合物'在成品轮胎中被定义为复合物,所述密封复合物对应于至少包括所述密封材料条和所述结构性膜的半成品、优选还包括由弹性体材料制成的所述细长元件。
[0088] 优选地,所述设备包括收集站,所述收集站放置在传送装置的下游且配置成将所述半成品(优选具有所述服务膜和/或所述结构性膜和/或由弹性体材料制成的所述细长元件)缠绕到收集卷轴上。
[0089] 优选地,所述设备包括适于在挤出头的出口和收集站之间冷却所述条的冷却器。附图说明
[0090] 通过对依据本发明的用于连续生产包括生产轮胎用的密封混合物条的半成品的方法和设备的优选但不唯一的实施方式的描述,其它特征和优点将更明显。
[0091] 以下将参考附图给出所述说明,所述说明被提供用于举例且因此用于非限定性目的,其中:
[0092] -图1以径向半截面示意性示出用于车轮的自密封式轮胎;
[0093] -图2示出半成品的部分透视图,所述半成品包括由弹性体材料制成且旨在形成图1的自密封式轮胎的一部分的两根细长元件;
[0094] -图3a部分地以功能单元且部分地以横截面示出根据本发明的设备的第一部分的示意性平面图;
[0095] -图3b部分地以功能单元示出根据本发明的设备的第二部分的侧向示意图;
[0096] -图4以定性方式且以任意比例示出沿根据本发明的设备的温度和流量的特征曲线。

具体实施方式

[0097] 用于车轮的自密封式轮胎以附图标记1在图1中指出;这种自密封式轮胎一般包括胎体结构2,所述胎体结构包括至少一个胎体帘布层3,所述胎体帘布层具有与相应环形锚固结构4接合的相对的终端垫带,所述环形锚固结构可能与弹性体填充物4a关联,所述弹性体填充物结合在通常称为"胎圈"的区域5中。胎体帘布层3包括平行于彼此设置且至少部分地由弹性体材料层覆盖的多根织物或金属加强帘线
[0098] 胎体结构2与包括一个或多个带束层的带束结构6关联,所述一个或多个带束层相对于彼此且相对于通常具有金属加强帘线的胎体帘布层3径向叠加地定位。
[0099] 就像构成轮胎1的其它半成品那样,由弹性体混合物制成的胎面带7施加在相对于带束结构6的径向外部位置中。
[0100] 由弹性体混合物制成的相应侧壁8也施加在胎体结构2的侧向表面上的轴向外部位置中,每个侧壁从胎面带7的侧向边缘之一延伸直到用于锚固到胎圈5的相应环形结构。
[0101] 在相对于胎体2的径向内部位置中还优选设置基本不透气的弹性体材料层或所谓衬里9。
[0102] 在图1中示出的实施方式中,轮胎1是用于汽车的类型;然而,本发明也能够施加到旨在用于重型车辆或摩托车辆类型的轮胎。
[0103] 自密封式轮胎1还包括在轮胎1的胎冠区域处且在相对于衬里9的径向内部位置中设置的密封混合物层10。密封混合物层10在轮胎1的整个周向延伸部分上延伸。密封混合物层10具有基本在成品轮胎1(即,模制且硫化轮胎)的中间平面"X"处的最大厚度"t1",且朝向胎冠区域的轴向端变薄(图1)。优选地,所述最大厚度"t1"介于大约2.5mm和大约6mm之间。
[0104] 密封混合物10例如包括:从20phr至100phr的至少一种不饱和苯乙烯热塑性弹性体,从0至80phr的至少一种合成或天然二烯烃弹性体,从0.1至6phr的至少一种交联剂,从20至200phr、优选从30phr至150phr的至少一种结合剂,从10phr至200phr、优选从20phr至
60phr的塑化剂(油或液体聚合物),以及优选从1至40phr、优选从5至30phr的至少一种加强填充物。优选地,密封混合物还能够包括从大约1phr至大约20phr的至少一种同质剂。优选地,密封混合物还能够包括从0.05phr至5phr的至少一种胶溶剂。
[0105] 根据优选实施方式,不饱和苯乙烯热塑性弹性体是从苯乙烯/丁二烯/苯乙烯(SBS)、苯乙烯/异戊二烯/苯乙烯(SIS)、苯乙烯/丁二烯/异戊二烯/苯乙烯(SBIS)嵌段共聚物及其混合物之间选择的苯乙烯聚合物,也可选地包括对应的二嵌段热塑性弹性体,诸如,苯乙烯-丁二烯(SB)和苯乙烯-异戊二烯(SI)。尤其优选的是包含至少50%的苯乙烯/异戊二烯/苯乙烯嵌段共聚物的一种或多种不饱和苯乙烯热塑性弹性体的苯乙烯/异戊二烯/苯乙烯嵌段共聚物或混合物。
[0106] 尤其优选的是苯乙烯/异戊二烯/苯乙烯嵌段共聚物,其苯乙烯的含量等于或小于20%、更优选介于14%和20%之间。
[0107] 这些共聚物例如以Polimeri Europa的 SOLT190、T9133,Dexco Polymers的 4113、4114,Kraton的 D1111、D1112和D1107J的名称出售。
[0108] 根据优选实施方式,包括在密封混合物中的合成或天然弹性体能够从通常在能够与硫磺或过化物交联的弹性体材料之间使用、尤其适于轮胎产品的弹性体之中选择,即,从具有不饱和链的弹性体聚合物或共聚物中选择,它们具有一般低于20℃、优选在范围0℃至-110℃中的玻璃化转变温度(Tg)。这些聚合物或共聚物能够是天然来源,或它们能够借助于一种或多种共轭二烯烃的溶液相聚合作用、乳浊液聚合作用或气相聚合作用获得,所述一种或多种共轭二烯烃与至少一种共聚用单体可选地混合,所述共聚用单体从在数量方面重量不大于60%的单乙烯基芳烃和/或极性共聚用单体之中选择。共轭二烯烃一般包含4至12个、优选4至8个原子,且它们能够例如从包括以下的组中选择:1,3-丁二烯,异戊二烯,2,3-二甲基-1,3-丁二烯,1,3-戊二烯,1,3-己二烯,3-丁基-1,3-辛二烯,2-苯基-1,3-丁二烯,或其混合物。尤其优选的是1,3-丁二烯或异戊二烯。可使用的极性共聚用单体能够例如从以下之中选择:乙烯基吡啶、乙烯基喹啉、丙烯酸酯以及烷基丙烯酸酯、腈类、或其混合物,诸如,丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯腈或其混合物。优选地,包括在密封材料中的合成或天然弹性体能够例如从以下之中选择:顺式-1,4-聚异戊二烯(天然或合成橡胶、优选天然橡胶),3,4-聚异戊二烯,聚丁二烯(尤其具有高1,4-顺式含量的聚丁二烯),可能卤化的异戊二烯/异丁烯共聚物,1,3-丁二烯/丙烯腈共聚物,苯乙烯/1,3-丁二烯共聚物,苯乙烯/异戊二烯/1,3-丁二烯共聚物,苯乙烯/1,3-丁二烯/丙烯腈共聚物,或其混合物。
[0109] 在本发明中有利地使用的结合剂能够在一组烃树脂中选择,所述烃树脂具有介于数百和数千之间的平均数分子量,且当树脂与天然或合成橡胶混合时提供粘性。
[0110] 能够使用各种类型的合成树脂作为树脂。前述平均数分子量(Mn)能够根据现有技术中已知的技术测量,诸如,例如通过凝胶渗透色谱法(GPC)测量。具体地,以下能够被用作结合剂:烃树脂,苯酚基树脂,碳基树脂,二甲苯基树脂以及天然树脂,诸如,松香基树脂或萜烯基树脂。
[0111] 商用烃树脂产品的示例包括:芳烃石油基树脂,诸如,由Tosoh有限公司生产的PETCOAL;C5/C9烃基树脂,诸如,由Tosoh公司生产的PETROTACK;C5烃基树脂,诸如,1102(由ExxonMobil生产)。
[0112] 苯酚基树脂的示例包括烷基苯酚-甲基树脂、被松香改性的衍生树脂、烷基苯酚-乙炔基树脂、烷基苯酚以及萜烯-苯酚改性树脂。由商标指出的特定示例包括商用产品,诸如,作为辛基苯酚-甲醛树脂的RESIN SP-1068(由SI GROUP股份有限公司生产)和由p-t-丁基苯酚-乙炔树脂制成的KORESIN(由BASF公司生产)。
[0113] 碳基树脂的示例包括苯并呋喃-茚树脂。特定示例包括与商标相关的商用产品,诸如,作为合成苯并呋喃-茚树脂(诸如,NOVARES C10、C30、以及C70)的NOVARES C树脂(由RUTGERS CHEMICAL GmbH生产)。
[0114] 天然树脂的示例是松香树脂和萜烯树脂,它们能够原样使用或改性:这些类别的示例是由DRT生产的DERCOLYTE萜烯树脂,从由DRT生产的松香酸DERTOLINE、GRANOLITE和HYDROGRAL衍生的树脂。
[0115] 二甲苯基树脂的示例包括二甲苯-甲醛树脂。
[0116] 前述结合剂能够以其自身或混合在一起被使用。
[0117] 合适的交联剂在存在包含锌和脂肪酸、或过氧化物的混合物的情况下是硫磺或包含硫磺的分子。
[0118] 在密封材料中能够用作交联剂以获得自密封式轮胎的包含硫磺的分子的特定示例是:单质硫磺;秋兰姆类,诸如,四异丁基秋兰姆化二硫或四苄基秋兰姆化二硫;或二硫代磷酸盐,诸如,锌二正丁基二硫代磷酸酯;或与ZnO或包含锌的混合物一起的二硫代甲酸酯,诸如,锌二甲基二硫代氨基甲酸酯;脂肪酸和亚磺酰胺,诸如,N-叔丁基-2-苯并噻唑次黄酰胺(TBBS)或N-环己基-2-苯并噻唑次黄酰胺(CBS);或噻唑,诸如,2,2'-二硫基-(苯并噻唑)(MBTS)。
[0119] 在密封材料中能够用作交联剂以获得自密封式轮胎的过氧化物的特定示例是有机过氧化物,诸如,过氧化二异丙苯(DCP),2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷(DBPH),双(2,4-二氯苯甲酰)过氧化物(DCBP),二叔丁基过氧化物。
[0120] 优选过氧化物、仍更优选2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷(DBPH)被用作交联剂。
[0121] 可用DBPH的特定示例是Arkema的以名称Luperox 101 XL45出售的45%的DBPH与碳酸土的混合物。
[0122] 过氧化物的数量优选介于大约0.1phr和大约6phr之间。
[0123] 过氧化物或硫磺或另一交联剂的存在允许在轮胎的硫化期间以改进密封材料层的化学密封特征的方式部分地化学交联密封合成物。
[0124] 至少一种加强填充物能够被有利地添加到上述可交联弹性体合成物,数量一般从0phr至120phr、优选从20phr至90phr。加强填充物能够从以下通常用于交联产品、尤其用于轮胎的加强填充物之中选择,诸如,碳黑、硅土、硅酸铝、碳酸钙、瓷土或其混合物。尤其优选的是碳黑、硅土及其混合物。
[0125] 根据优选实施方式,所述碳黑加强填充物能够从具有不小于20m2/g的表面积(根据ISO 18852:2005,由STSA,即,统计厚度表面积确定)的碳黑加强填充物之中选择。
[0126] 结构性膜11设置在相对于密封混合物层10的径向内部位置中且与所述密封混合物层10直接接触,所述结构性膜能够由热塑性聚合物和/或热塑性-弹性体聚合物和/或弹性体聚合物制成。
[0127] 热塑性聚合物指的是包括线性链或彼此不结合(即,不交联)的具有很少分支的链的聚合物:为了将这种聚合物带到粘性状态,增加温度就足够了。
[0128] 热塑性弹性体(TPE)或热塑性橡胶是共聚物或具有热塑性和弹性体特性的聚合物混合物(通常一种塑料和一种橡胶)的类别。虽然大多数弹性体是热固的,但是TPE相对易于例如通过注射成型在生产中使用。热塑性弹性体显示出塑料和橡胶两者的典型优点。在热固弹性体和热塑性弹性体之间的主要差异是它们结构交联的类型。实际上,交联是造成赋予高弹性特性的基本结构性因素。
[0129] 结构性膜11是自支撑的,且能够借助于诸如热塑性聚氨酯的嵌段共聚物由弹性体热塑性材料制成、和/或由聚酰胺制成、和/或由聚酯制成。自支撑膜11像密封混合物层10一样在轮胎1的整个周向延伸部分上延伸,且具有比所述层10的横向延伸部分稍小的宽度(即,横向延伸部分)。
[0130] 优选的,在成形之前,由弹性体热塑性材料制成的所述自支撑膜11具有介于大约10μm和大约100μm之间的厚度"t2"。
[0131] 结构性膜11能够是热塑性的,由聚酰胺或聚酯制成。优选的,所述自支撑热塑性膜在成形之前具有小于50μm的厚度。
[0132] 优选的,所述自支撑热塑性膜在成形之前具有介于大约10μm和大约30μm之间的厚度。
[0133] 优选的,在成品轮胎中,结构性膜具有比在成形之前测量的厚度小10%至40%的厚度。
[0134] 优选的,在成品轮胎中,所述自支撑膜具有小于大约30N的刺穿强度。
[0135] 密封混合物层10和自支撑膜11形成密封复合物12。当尖锐元件(诸如,钉子)刺穿到轮胎中且穿过密封混合物层10和自支撑膜11时,密封复合物12能够粘附到插入其中的物体,且当所述物体被移除时也能够以密封孔自身且防止空气从轮胎流出的方式在孔内流动。密封复合物12能够由尖锐元件容易地穿孔,同时在逐出尖锐元件期间维持有助于密封混合物转移的变形性和粘性。轮胎1还优选包括由弹性体材料13制成的两个细长元件,每个细长元件设置在密封复合物12的周向边缘处。由弹性体材料13制成的每个细长元件的轴向内部部分13a部分地叠加在密封复合物12上且设置在相对于所述密封复合物12的径向内部位置中。由弹性体材料13制成的每个细长元件的轴向外部部分13b与衬里9直接接触地布置。轴向内部部分13a指的是相对于轴向外部部分13b更靠近于轮胎1的中间平面"X"的部分。
[0136] 更详细的,轴向内部部分13a又具有直接施加在结构性膜11上的轴向内部区域和直接施加在密封混合物层10的一个表面上的轴向外部区域。实际上,密封混合物层10具有比结构性膜11的轴向延伸部分大的轴向延伸部分。由此,由弹性体材料13制成的每个细长元件与密封混合物层10和结构性膜11两者直接接触。
[0137] 如上所述包括密封复合物12的轮胎1的未硫化前体的构造优选借助于将相应半成品组装在未示出的一个或多个成形支撑件上而致动。
[0138] 胎体结构和带束结构一般在相应工作站中彼此分开地制造,从而在后来相互组装。
[0139] 密封复合物12对应于半成品50(其生轮胎中的前体)。
[0140] 作为示例在图2中部分地示出的半成品50包括密封混合物条51(密封混合物10的前体),所述密封混合物条的沿正交截面截取的轮廓(以透视图在图2中示出)具有沿最大尺寸指出的第一水平方向52和正交于水平方向的第二高度方向53。作为示例,这种轮廓具有梯形形状。
[0141] 优选的,半成品还包括服务膜54以允许处理密封混合物51,所述服务膜在将半成品施加在构造鼓上之前被移除。优选的,服务膜粘附到梯形的较长底。优选的,半成品50还包括在梯形的较短底处在相反于服务膜54的一侧上粘附到连续条51的结构性膜55(前述结构性膜11的前体)。
[0142] 优选的,半成品50还包括在连续条的相反两侧上部分地粘附到连续条51的、由弹性体混合物制成的第一和第二细长元件56(前述细长元件13的前体)。优选的,每个细长元件在正交截面上具有在相反于密封材料条一侧上与结构性膜55接触地设置的第一终端部分56a、与服务膜54接触地设置的第二终端部分56b以及(在倾斜侧处)与密封材料条接触地设置的中间部分56c。
[0143] 密封材料条51具有沿所述高度介于大约2.5mm和大约6mm之间的厚度"t3"。
[0144] 在半成品50合并到轮胎1的前体及其成形之前,结构性膜55具有小于50μm且优选介于大约10μm和大约30μm之间的厚度"t4"。
[0145] 胎体结构的获得首先提供了依据本发明的半成品50的连续生产,所述半成品后续被正交切割成合适长度的区段且围绕构造鼓的径向外部表面缠绕,以将结构性膜55维持在径向更内部的位置中。半成品50的相反终端垫带借助于例如粘附剂类型相互结合。
[0146] 衬里9和一个或多个胎体帘布层3被施加在半成品50上以形成通常基本柱形的所谓"胎体套筒"。用于锚固到胎圈5的环形结构4被装配或形成在所述一个或多个胎体帘布层3的相反终端垫带上,所述相反终端垫带后续围绕环形结构4自身卷起,以便将环形结构以类似套索包封。
[0147] 在第二鼓或辅助鼓上获得所谓"外部套筒",其包括以相互径向叠加方式施加的带束层6和可能在相对于带束层6的径向外部位置中施加的胎面带7。外部套筒然后通过辅助鼓抽出以联接到胎体套筒。为了所述目的,外部套筒围绕胎体套筒共轴地设置,在此之后所述一个或多个胎体帘布层3借助于下述方式根据环面构造成形:使胎圈5相互轴向靠近且同时将加压流体插入胎体套筒内侧,以便确定胎体帘布层3的径向膨胀,直到胎体帘布层抵靠外部套筒的内部表面粘附。
[0148] 在构造生轮胎1之后,执行模制成型和硫化处理,旨在借助于弹性体混合物的交联导致轮胎1的结构性稳定、以及在胎面带7上施加期望的胎面花纹且在侧壁8处施加可能的标记。在硫化之后,密封混合物层10具有变形性和粘性的期望特征(密封材料条51能够已经拥有变形性和粘性的期望特征)。
[0149] 图3a和3b示意性示出用于生产包括密封混合物条51的半成品50的设备100的实施方式。
[0150] 所述设备100包括连续混合器101,所述连续混合器构造成接收密封混合物的成分且将所述成分连续混合,直到获得密封混合物。在图3a中示意性示出用于供给密封混合物的成分的料斗部102,所述料斗部在混合器的一个终端处。然而,混合器能够包括(且通常包括)例如沿主要延伸方向F(其限定正在被处理的混合物的流动方向)分布的多于一个的供给嘴部或料斗部。作为示例,连续混合器包括在用于母料(即,预先混合的混合物,至少包括例如不饱和苯乙烯热塑性弹性体,但仍缺少某些成分)的混合器的上游终端处的至少一个供给嘴部、和在更下游处(未示出)的用于结合树脂的供给嘴部、用于塑化剂('油')的一个或多个供给嘴部、以及用于交联剂的供给嘴部。通常借助于设置在装备100自身的上游的连续计量系统(未示出)将所述成分供给到连续混合器。
[0151] 连续混合器101包括至少一个内腔室103,例如至少一个蜗杆104在所述至少一个内腔室内旋转、或多个螺杆在所述至少一个内腔室内旋转。材料的混合在其沿内腔室103的主要延伸方向F行进期间发生。连续混合器主要设有能够将高剪应力赋予混合物的混合部分105,且可能设有重新分布部分。连续混合器还设有用于将正在被处理的材料从内腔室的一个纵向端传送到另一个的传送部分107。
[0152] 在一个示例性实施方式中,连续混合器是共同旋转式双螺杆混合挤出器MarisTMTM58HT,其具有58mm的直径(D),长度(L)和直径(D)之间的比率等于L/D=56。
[0153] 所述设备100在连续混合器101的下游包括缓冲装置110且在缓冲装置的下游包括齿轮泵120,缓冲装置和齿轮泵设有相应的内腔室111和121。
[0154] 缓冲装置被设置且构造成从连续混合器接收密封混合物且向齿轮泵供给(同时吸收来自连续混合器的混合物的可能流量脉冲)。缓冲装置优选以结构连续性串联地联接到连续混合器,以使得所述两个相应内腔室103和111不中断地物理连接。例如,缓冲装置110直接以凸缘连接到连续混合器101,如图3a中的示例所示。
[0155] 优选的,缓冲装置是例如商标为MarisTM的单螺杆挤出器,具有等于70mm的直径(D),长度(L)和直径(D)之间的比率等于L/D=10。
[0156] 单螺杆挤出器包括螺旋形单传送螺杆112,螺旋形单传送螺杆容置在相应内腔室111中且配置成沿流动方向F推动材料,在所述材料上施加基本为零或非常低的混合。
[0157] 齿轮泵120(例如MaagTM,具有等于50mm的腔室内径)具有容置在相应内腔室122中的齿轮系统122,且在缓冲装置的下游以结构连续性联接到缓冲装置110,以使得所述两个相应内腔室不中断地物理连接。例如,齿轮泵120直接以凸缘连接到缓冲装置110,如图3a中的示例所示。
[0158] 所述设备100还包括挤出头130,所述挤出头在齿轮泵的下游以结构连续性直接联接到齿轮泵120,以在输入中从齿轮泵接收密封混合物且在输出中传递形式为具有预定横向尺寸的所述条51的密封混合物。作为示例,挤出头是具有200mm×5mm的输出截面的平坦恒温头。
[0159] 所述设备100优选包括放置在挤出头下游的传送装置140(例如,传送带),以便从挤出头接收所述条51且将所述条从挤出头传走,如图3b中的示例所示。
[0160] 优选地,所述设备包括第一卷轴150,服务膜54缠绕在第一卷轴上,用于将服务膜连续解绕在传送装置上,以使得在输出中来自挤出头的所述条51抵接服务膜54。
[0161] 优选地,所述设备包括第二卷轴160,结构性膜55缠绕在第二卷轴上,用于将结构性膜连续解绕在传送装置上,以使得结构性膜在相反于服务膜54的一侧上粘附到所述条51。
[0162] 优选地,所述设备100包括第三和/或第四卷轴170(在图3中仅示出一个卷轴),由弹性体混合物56制成的相应细长元件缠绕在第三和/或第四卷轴中的每个上,以用于相应细长元件在传送装置140上连续解绕,以使得每个细长元件在所述条的相反侧上至少部分地粘附到条51。
[0163] 所述设备100还能够包括设置在传送装置140下游的冷却站(未示出)。冷却站能够是另外的传送带或传送装置的传送带的另外的区段,合适的风扇设置在冷却站处以用于空气冷却。
[0164] 所述设备100能够包括一系列鼓(未示出),所述鼓为了半成品50的吊挂设置在冷却站的下游,以生成用于半成品50的缓冲器
[0165] 优选的,所述设备100包括设置在冷却站和/或一系列鼓下游的收集站(未示出),所述收集站配置成将半成品(可能与服务带一起)缠绕在合适的收集卷轴上。
[0166] 在使用期间,所述设备100实施用于生产包括构造轮胎用的密封混合物条51的半成品50的前述方法。
[0167] 所述方法包括:将密封混合物的成分供给到连续混合器101中,且在所述成分在连续混合器中前进时混合所述成分,直到获得密封混合物(其具有本发明的期望均匀性和特征);将密封混合物从连续混合器直接连续供给到缓冲装置110;使密封混合物前进到缓冲装置中,以便将密封混合物连续供给到齿轮泵120;借助于齿轮泵将密封混合物连续供给到挤出头130,以便在输出中从挤出头获得具有预定横向尺寸的密封混合物条51。
[0168] 作为示例,通过利用如以上示例指示的装置,所述方法提供等于150kg/h的密封混合物的流量。连续双螺杆混合器101(TSE)的工作条件如下:螺杆的旋转速率为300rpm,转矩为35%,压力等于10bar。单螺杆挤出器110的工作条件如下:螺杆的旋转速率为50rpm,转矩为10%,压力为10bar。齿轮泵120的工作条件如下:螺杆的旋转速率为25rpm,转矩为15%,在输出处的压力为50bar。在挤出头的出口处的混合物的温度等于110℃。
[0169] 挤出条51由带140接收,且在挤出条的下表面和上表面处插入两个膜54和55之间,且由具有密封垫带功能的所述两个细长元件56在侧部处界定。半成品50然后前进到冷却站,半成品在冷却站处冷却,以使得半成品硬化且变得适于存储和在构造轮胎1中使用。为了冷却,半成品被吊挂在一系列鼓上,所述鼓具有在收集站中的卷轴更换期间继续从生产线收集到来的半成品的功能。最终,半成品50到达收集站,半成品在收集站处与服务带一起缠绕在收集卷轴上。
[0170] 图4以定性方式和任意的比例示出密封混合物的温度T的进展(虚线401)和沿设备100的密封混合物的瞬时流量Q的进展(实线402)。水平轴线以任意比例代表沿设备100的位置L。在图表中借助于对应附图标记的使用简短示出了与构成所述设备的各种装置对应的设备100的截面。瞬时流量指的是在任意时刻通过设备截面的混合物的流量。
[0171] 能够从图4观察到,依据本发明的缓冲装置110通过冷却特征曲线实施控制混合物温度且因此控制其粘性的功能。此外,缓冲装置有效地吸收通常由混合器(流量脉冲如果到达齿轮泵和/或挤出头将导致横向尺寸的对应波动)引起的流量脉冲(就瞬时频率和/或幅度而言)。如此,缓冲装置能够连续填充齿轮泵的腔室,且流量最多是缓慢变化的。
[0172] 齿轮泵120就其本身而言从缓冲装置接收材料且确保容量稳定性和材料的热控制,以正确地供给挤出头,而且吸收由缓冲装置传递的可能的慢流量脉冲。
[0173] 结果是这样的密封混合物条51,其具有对于在半成品50中直接使用而言足够准确且稳定的几何特征(即,需要另外的成形处理)。
[0174] 如以上指出的,在获得根据本发明的方法和设备之前,申请人实施第一比较性构型,在第一比较性构型中,输出截面为200mm×5mm的平坦恒温挤出头以结构连续性直接联TM接到共同旋转式双螺杆混合挤出器Maris TM58HT的出口,共同旋转式双螺杆混合挤出器具有58mm的直径(D),长度(L)和直径(D)之间的比率等于L/D=56,且申请人实施第二比较性构型,在第二比较性构型中,前述挤出头以结构连续性直接联接到内径等于50mm的齿轮泵MaagTM,齿轮泵进而以结构连续性直接联接到前述连续双螺杆混合器的出口。
[0175] 相对于前述第一和第二比较性构型,申请人已经在由本发明的一个示例性实施方式生产的密封材料条中发现显著改进,在所述示例性实施方式中,直径(D)等于70mm且长度(L)和直径(D)之间的比率等于L/D=10的单螺杆挤出器MarisTM被引入第二比较性构型中,以结构连续性插入前述连续双螺杆混合器和前述齿轮泵之间。
[0176] 具体的,申请人已经根据经验确定,根据本发明的前述实施方式生产的密封混合物条的每个横向尺寸的方差(旨在作为最大可变性的区间)在给定相同流量下是由第一构型引入的方差的大约三分之一和由第二构型引入的方差的大约一半。
[0177] 此外,申请人已经根据经验确定,在本发明的前述实施方式中产生的在挤出头的出口处的密封混合物的温度在给定相同流量下低于第一构型中的输出温度大约20℃且低于第二构型中的输出温度大约10℃。
QQ群二维码
意见反馈