Kontinuierliche Herstellung von Kautschukmischungen
Kontinuierliche Mischverfahren sind im Bereich der Kunststoffverarbeitung und für die Herstellung thermoplastischer Elastomere Stand der Technik.
Die Herstellung von Kautschukmischungen hingegen erfolgt traditionell batchweise im Innenmischer-Mischprozess. Dazu werden auf Basis definierter Mischungsrezepturen und in Abhängigkeit vom gewählten Füllgrad Rohstoffe wie z. B. Polymere, Füllstoffe, Mischungsadditive und Vernetzungschemikalien dosiert und unter Berücksichtigung der Mischreihenfolge und der Prozessparameter dem Mischprozess zugeführt. Dieses chargenweise Mischen hat jedoch von Batch zu Batch Qualitätsschwankungen zur Folge, die die Eigenschaften des Endproduktes beeinflussen.
Am DIK existieren Lösungsansätze die die kontinuierliche Herstellung von Kautschukmischungen durch Einsatz eines gleichlaufenden Doppelschneckenextruders ermöglichen. Durch diese kontinuierliche Fütterung ergeben sich gegenüber dem Innenmischer-Mischprozess einige Vorteile wie das Erreichen einer konstant hohen Mischgüte, eine Reduzierung von Mischstufen, ein reduzierter Energieverbrauch oder eine geringere Staubbelastung.
Zur Optimierung der Mischungsqualität bietet es sich an, folgende Stellgrößen an die jeweilige Rezeptur anzupassen:
- Dosierung und Zugabeform des Kautschuks
- Dosierzeit und -ort anderer Mischungskomponenten
- Auslegung der Schneckengeometrie
- Anpassung von Prozessparametern (z. B. Drehzahl, Zylinder- und Schneckentemperatur)
Die Qualitätsüberwachung erfolgt einerseits online durch Analyse von Prozessparametern wie z. B. dem Drehmoment und der Massetemperatur sowie offline durch die Bestimmung von Mischungseigenschaften durch Probennahme und Analyse in bestimmten Zeitintervallen (z. B. Dispersion der Füllstoffe, Verteilungsgüte von Mischungsbestandteilen mit Laser Induced Breakdown Spectroscopy - LIBS, Mooney-Viskosität oder den Kennwerten bei dynamisch mechanischer Belastung).
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