用于加工弹性体复合物的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于在辊磨机上加工弹性体复合物的方法和为此的装置。
【背景技术】
[0002] 水平双辊磨机，常常称作开炼机，通常用在橡胶和塑料工业中以塑炼基于聚合物 的材料。通常，所述磨机包括位于单个水平面中或接近于单个水平面的两个圆柱形的辊。所 述辊是空心的且可被加热或冷却。所述两个辊不需要为相同的尺寸且可以相同或不同的速 度旋转。
[0003] 在加工粘性材料例如弹性体复合物时，在磨机上加工的材料可不适当地粘附到 辊；在这样的情况中，操作者必须够到辊下面，抓住材料的末端并将其带回到辊的表面或者 一直向上到两个辊之间的辊隙（nip)。在操作磨机时，两个辊之间的表面速度的差异导致材 料聚集在辊之一上，在所述辊之一处，其被另一个辊塑炼。一些橡胶最初例如在启动时可聚 集在"错误的"辊上，于是操作者必须从"错误的"辊切割材料并将切割的材料的末端进料 在正确的辊上方。
[0004] 即使正常的塑炼程序也可要求材料被切割且重新进料在辊上方或辊之间的辊隙 中。例如，当配混弹性体复合物时，可将材料切割以容许带状材料的一部分离开辊远离带材 (band)。取决于材料是如何切割的，材料可捡起它自己并进料到辊隙中，或者操作者可能必 须将条（strip)的末端进料到棍隙中。该操作促进新鲜材料向磨机的添加以及堆积（bank) 在棍隙上方的材料和在棍上成带的（banded)材料之间的交换。认为该将材料重新进料到 辊隙中确保了塑炼的足够的水平（参见，例如，"Safe Use of the Horizontal Two Roll Mill"，New Zealand Department of Labour, 1984,可在 www. osh. dol. govt, nz/order/ catalogue/tworollmill. shtml 处得到）。
[0005] 为了实现较高的生产量，期望以较高的表面速度操作辊磨机。然而，对于人类操作 者的需要降低最大安全辊表面速度。此外，可期望辊磨机的自动操作，即使是以较低的速 率。然而，辊磨机必须被配置成在没有对正被加工的材料的手动操纵的情况下操作。
【发明内容】
[0006] 本发明促进辊磨机的操作而没有对材料的手动操纵，并减少或消除辊上的带状材 料的手动切割以容许新的材料到磨机上。我们已发现，为了实现此，与其中进料到辊磨机中 的材料立即形成均匀的带材的典型的配混操作相反，必须在辊磨机的输入区域处的带材中 具有空隙。材料可在一端进料到磨机中并沿着磨机行进到排放端而没有被操作者运送。该 材料从在辊磨机的输入区域处的短粗的、不连续的状态被加工成从辊磨机的输出端取出的 光滑的、连续的条。该工艺可以对于辊磨机操作是典型的表面速度或以高得多的表面速度 操作。
[0007] 在一种实施中，通过双辊磨机（所述双辊磨机具有沿着两个辊的第一个彼此轴向 地隔开的输入区域和输出区域）加工弹性体复合物（复合材料）的连续方法包括：将弹性 体复合物的离散的块（piece)在输入区域处供给到双辊磨机；调节辊磨机的辊隙间隙宽 度、滚筒速比、表面速度和冷却剂温度的一种或多种，使得A)所述辊磨机上的弹性体复合 物的带材具有多个空隙，通过所述多个空隙，所述第一辊的表面被暴露，和B)作为所述磨 机的作用的结果，弹性体复合物从输入区域向下游进动到输出区域；和与供给同时地，将通 过双棍磨机塑炼的弹性体复合物从第一磨机上的预定的轴向位置作为连贯（coherent)的 输出条排放；其中，在排放期间，从双辊磨机移除的任何弹性体复合物被连续地移除。
[0008] 在一种替代性实施中，通过双辊磨机（所述双辊磨机具有沿着两个辊的第一个彼 此轴向地隔开的输入区域和输出区域）加工弹性体复合物的连续方法包括：将弹性体复合 物的离散的块在输入区域处供给到双辊磨机；调节所述辊磨机的辊隙间隙宽度、滚筒速比、 表面速度和冷却剂温度的一种或多种，使得A)所述辊磨机上的弹性体复合物的带材具有 多个空隙，通过所述多个空隙，所述第一辊的表面被暴露，和B)作为所述磨机的作用的结 果，弹性体复合物从输入区域向下游进动到输出区域；和将通过双辊磨机塑炼的弹性体复 合物从第一磨机上的预定的轴向位置作为连贯的输出条排放；其中从双辊磨机移除的弹性 体复合物的至少90%作为连贯的条被连续地移除。
[0009] 在这些实施的任一种中，所述辊磨机可进一步包括设置在两个辊上方的防堆积装 置（bank guard)，且所述方法进一步包括选择用于双辊磨机的防堆积装置的构造以在供给 和排放期间选择性地将堆积在辊隙间隙上方的弹性体复合物的一部分供给到所述辊磨机 的输出区域。所述预定的轴向位置可相对于第一辊的轴限定与输出条交叉的平面，和其中 防堆积装置设置了与预定的轴向位置相比更接近于输入区域的预定的距离，和其中所述预 定的距离为第一辊的直径的约33% -约90%。防堆积装置可包括突出部分，其朝向辊隙间 隙延伸并且具有设置在辊隙间隙上方的较低边缘。
[0010] 在这些实施的任意中，双辊磨机可具有拥有由从所述双辊磨机的中心平面到所述 双辊磨机的切面的距离所限定的垂直尺寸V的辊隙，所述辊隙进一步具有由在所述中心平 面上的所述辊之间的距离所限定的第一水平尺寸h、以及由在所述切面上的所述第一和第 二辊之间的距离所限定的第二水平尺寸，且所述防堆积装置可包括第一和第二凹形边缘， 所述第一和第二凹形边缘限定其间的突出部分，所述突出部分具有边缘，其中所述第一和 第二凹形边缘被配置成使得所述第一凹形边缘设置得离设置于所述辊隙内的所述第一辊 的表面的部分约3h-约5h且所述第二凹形边缘设置得离设置于所述辊隙内的所述第二辊 的表面的部分约3-约15mm的距离，和其中所述突出部分朝向所述中心平面延伸到所述辊 隙中以容许通过所述防堆积装置的设置在所述中心平面和所述突出部分的边缘之间的弹 性体复合物的至少一部分的前进。所述突出部分可进一步包括邻近于所述第一凹形边缘的 切去边缘，其中所述切去边缘和所述第一凹形边缘之间的界限围绕（相对于，about)所述 第一辊的轴与所述中心平面限定角度，和其中所述角度为约60-约90度。
[0011] 在这些实施的任意中，供给和排放可同时进行。在排放期间，对所述带材的任何切 口具有为轴向分量的至少两倍长的切向分量。
[0012] 以上实施的任意可进一步包括在所述输出区域中的带材中在垂直于所述第一辊 的轴的方向上制造两个平行的切口，由此在所述带材中限定两个隔开的沟道；将起动叶片 (刀片，blade)抵着所述第一辊在所述隔开的沟道之间的表面制动，由此在弹性材料的带 材中制造轴向切口和起动所述输出条；将所述输出条引导（输送，direct)到以离所述起动 叶片预定的距离设置的传送器；和经由所述输出条将弹性体复合物连续地传送离开所述带 材。制造两个平行的切口可包括将两个刀抵着所述第一辊的表面致动。
[0013] 在以上实施的任意中，所述方法可进一步包括将弹性体复合物的条从所述带材引 导到所述输出区域。可从所述带材的设置在所述输出区域的上游或下游的部分引导所述弹 性体复合物的条。
[0014] 在以上实施的任意中，供给可以约200kg/h_约2000kg/h的速率进行；供给和排放 可进行至少30分钟而没有中止；所述辊的至少一个的表面速度可为至少40m/分钟，例如， 约45m/分钟-约70m/分钟；和/或约300kJ/kg-约900kJ/kg的能量可被赋予以所述双棍 磨机上的弹性体复合物。
[0015] 在另一实施中，通过双辊磨机制备弹性体复合物的方法包括：将包括弹性体胶乳 的第一流体与包括粒状填料的第二流体组合；引起（cause)所述弹性体胶乳凝结，由此形 成母料团粒；导致（bring)所述母料团粒的水含量为按重量计约0. 5% -约3%水分，由此 产生经干燥的弹性体复合物；将所述经干燥的弹性体复合物的离散的块在输入区域处供给 至双辊磨机，所述双辊磨机具有沿着两个辊的第一个彼此轴向地隔开的所述输入区域和输 出区域；调节所述辊磨机的辊隙间隙宽度、滚筒速比、表面速度和冷却剂温度的一种或多 种，使得A)所述辊磨机上的所述经干燥的弹性体复合物的带材具有多个空隙，通过所述多 个空隙，所述第一辊的表面被暴露，和B)作为所述磨机的作用的结果，所述经干燥的弹性 体复合物从所述输入区域向下游进动到所述输出区域；和与供给同时地，将通过所述双辊 磨机塑炼的弹性体复合物从所述双辊磨机上的预定的轴向位置作为连贯的输出条排放；其 中，在排放期间，从所述双辊磨机移除的任何弹性体复合物被连续地移除。
[0016] 在另一实施中，通过双辊磨机制备弹性体复合物的方法，所述方法包括：将包括弹 性体胶乳的第一流体与包括粒状填料的第二流体组合；引起所述弹性体胶乳凝结，由此形 成母料团粒；导致所述母料团粒的水含量为按重量计约0. 5% -约3%水分，由此产生经干 燥的弹性体复合物；将所述经干燥的弹性体复合物的离散的块在输入区域处供给至双辊磨 机，所述双辊磨机具有沿着两个辊的第一个彼此轴向地隔开的所述输入区域和输出区域； 调节所述辊磨机的辊隙间隙宽度、滚筒速比、表面速度和冷却剂温度的一种或多种，使得A) 所述辊磨机上的所述经干燥的弹性体复合物的带材具有多个空隙，通过所述多个空隙，所 述第一辊的表面被暴露，和B)作为所述磨机的作用的结果，所述经干燥的弹性体复合物从 所述输入区域向下游进动到所述输出区域；和将通过所述双辊磨机塑炼的弹性体复合物从 所述双辊磨机上的预定的轴向位置作为连贯的输出条排放；其中从所述双辊磨机移除的弹 性体复合物的至少90%作为连贯的条被连续地移除。
[0017] 在这两种实施的任一种中，组合和引起可包括:A)将包括弹性体胶乳的第一流体 的连续流进料到凝结反应器的混合区；B)将包括粒状填料的第二流体的连续流在压力下 进料到所述凝结反应器的所述混合区以与所述弹性体胶乳形成混合物，所述粒状填料对于 使所述弹性体胶乳凝结是有效的，并且所述第一流体和所述第二流体在所述混合区内的进 料是充分地高能的以在所述凝结反应器中用所述粒状填料使所述弹性体胶乳基本上完全 地凝结；以形成所述母料团粒；C)从所述凝结反应器排放母料团粒的基本上连续的流。
[0018] 在这些包括导致的实施的任意中，导致可包括：导致所述母料团粒的水含量为约 1重量％ -约20重量％，由此形成脱水的凝结物；将所述脱水的凝结物进料到连续配混机 的进料端口；通过所述连续配混机的加工腔室通过转子的受控操作加工所述脱水的凝结 物；和将所得的干燥的弹性体复合物从所述连续配混机的排放口排放。
[0019] 在以上实施的任意中，所述方法可进一步包括选择用于所述双辊磨机的防堆积装 置的构造以选择性地将堆积在所述辊隙间隙上方的弹性体复合物的一部分供给到所述输 出区域。
[0020] 所述预定的轴向位置可相对于所述第一辊的轴限定与所述输出条交叉的平面