輪胎復(fù)合胎面脫層原因分析及解決措施

宋海龍，張志堅(jiān)，徐祥越，張 超，孫昌龍，馬 揚(yáng)，劉紹林

（八億橡膠有限責(zé)任公司，山東 棗莊 277800）

我公司在采用全分層胎面初期，胎面的背面內(nèi)外肩下位置出現(xiàn)基部膠與胎面膠脫層、氣泡問(wèn)題，氣泡寬度為5～20 mm、凸起為2～5 mm，呈不規(guī)則形狀、間歇性頻繁出現(xiàn)，直接影響了胎面擠出生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，胎面擠出合格率僅為20%左右。為解決此問(wèn)題、降低損失，對(duì)輪胎復(fù)合胎面脫層的產(chǎn)生原因進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)解決措施，取得了良好的效果。

1 原因分析

截取部分脫層胎面進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，胎面膠與基部膠搭接位置出現(xiàn)脫離情況（見(jiàn)圖1），這種胎面一旦流入下道工序，會(huì)造成成品輪胎胎肩脫層和氣泡（見(jiàn)圖2和3），以及X光檢測(cè)氣泡（見(jiàn)圖4）。

圖1 胎面膠與基部膠脫離

圖2 成品輪胎胎肩脫層

圖3 成品輪胎胎肩氣泡

圖4 成品輪胎X光檢測(cè)氣泡

（1）胎面膠門(mén)尼粘度偏高。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)胎面膠信息與前期使用的胎面膠進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)胎面膠門(mén)尼粘度普遍偏高10～15，且胎面擠出時(shí)表面易出現(xiàn)磨砂狀（俗稱(chēng)麻面）。截取擠出斷面進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，可以輕易將胎面膠與基部膠撕開(kāi)，兩者粘合性能較差。這種胎面再經(jīng)過(guò)貼合壓輥碾壓后極易出現(xiàn)氣泡。

（2）停放時(shí)間和環(huán)境溫度變化大。胎面氣泡問(wèn)題在季節(jié)交替時(shí)期極易出現(xiàn)，因晝夜溫濕度變化大，天然橡膠及原材料受溫濕度影響，加工性能出現(xiàn)波動(dòng)，通常單桌終煉膠需要擺放3—4車(chē)，受停放時(shí)間及環(huán)境溫濕度等變化因素影響，整桌終煉膠內(nèi)部與外部的加工性能不一致，從而造成胎面氣泡問(wèn)題。

（3）終口型開(kāi)型系數(shù)不匹配。因胎面膠與基部膠所使用的膠料配方不同，在胎面擠出時(shí)兩種膠料膨脹系數(shù)也存在一定差異，若終口型開(kāi)型系數(shù)不匹配，胎面擠出不均勻、收縮不一致，則會(huì)出現(xiàn)胎面局部氣泡、脫層問(wèn)題。

（4）流道和預(yù)口型設(shè)計(jì)不合理。流道和預(yù)口型的作用是保證膠料在機(jī)頭內(nèi)順暢、均勻流動(dòng)，且不能存在死角、渦流的現(xiàn)象，若流道和預(yù)口型設(shè)計(jì)不合理，會(huì)導(dǎo)致胎面擠出時(shí)矩形率不一致，胎面在聯(lián)動(dòng)線(xiàn)上不能均勻受力，從而出現(xiàn)氣泡和脫層。

（5）擠出機(jī)轉(zhuǎn)速過(guò)大，膠料生熱過(guò)高。生產(chǎn)人員為保證產(chǎn)出量，會(huì)將擠出機(jī)轉(zhuǎn)速加大，有時(shí)可達(dá)到額定轉(zhuǎn)速的90%，導(dǎo)致膠料擠出溫度過(guò)高，甚至?xí)霈F(xiàn)膠料焦燒現(xiàn)象，使膠料的粘合性能迅速降低，甚至無(wú)法粘合，使得胎面出現(xiàn)氣泡和脫層的幾率增大[1]。

（6）擠出機(jī)機(jī)頭壓力低。在一定溫度和壓力下，膠料的粘合性能、流動(dòng)性和可塑性等才能達(dá)到良好預(yù)期，擠出機(jī)機(jī)頭壓力偏低會(huì)導(dǎo)致膠料氣孔率增大、粘合性能降低、流動(dòng)性差。由于胎面膠與基部膠是通過(guò)機(jī)頭壓力強(qiáng)制復(fù)合在一起的，機(jī)頭壓力偏低時(shí)易出現(xiàn)胎面氣泡和脫層現(xiàn)象。

2 解決措施

（1）加強(qiáng)終煉膠門(mén)尼粘度控制。對(duì)生產(chǎn)胎面所使用胎面膠門(mén)尼粘度和公差進(jìn)行重新標(biāo)定，從下限至上限門(mén)尼粘度每隔5個(gè)值分別生產(chǎn)1—2桌終煉膠在擠出工序進(jìn)行試驗(yàn)，驗(yàn)證不同門(mén)尼粘度膠料的工藝通過(guò)性，得到不出現(xiàn)胎面脫層和氣泡現(xiàn)象的終煉膠門(mén)尼粘度范圍，同時(shí)嚴(yán)格控制終煉膠的門(mén)尼粘度。

（2）改善膠料存放環(huán)境、合理設(shè)定停放時(shí)間。加強(qiáng)控制原材料和終煉膠的存放環(huán)境，在存放區(qū)域內(nèi)安裝溫濕度測(cè)量裝置，由質(zhì)量檢查人員落實(shí)監(jiān)控，存放區(qū)域門(mén)窗禁止隨意開(kāi)關(guān)。同時(shí)對(duì)終煉膠停放時(shí)間進(jìn)行重新標(biāo)定，設(shè)定合理的停放時(shí)間，以最大程度地改善終煉膠的加工性能。

（3）優(yōu)化終口型開(kāi)型系數(shù)。重新設(shè)計(jì)胎面的終口型開(kāi)型系數(shù)并進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。隨著終口型開(kāi)型系數(shù)的減小，胎面氣泡與脫層問(wèn)題逐漸消除，但終口型開(kāi)型系數(shù)過(guò)小也存在一定弊端，即復(fù)合胎面搭接形式不易控制，通過(guò)最終評(píng)價(jià)選取肩寬開(kāi)型系數(shù)為1∶0.92，底寬開(kāi)型系數(shù)為1∶0.94。

（4）對(duì)胎面流道和預(yù)口型進(jìn)行重新設(shè)計(jì)和加工[2]，最大程度地提高膠料在機(jī)頭內(nèi)的流動(dòng)性和胎面擠出的復(fù)合效果。

（5）減小擠出機(jī)轉(zhuǎn)速。對(duì)各擠出線(xiàn)擠出機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行核定，制定出最大轉(zhuǎn)速和額定轉(zhuǎn)速，規(guī)范生產(chǎn)工藝條件。

（6）提高擠出機(jī)機(jī)頭壓力。對(duì)終口型導(dǎo)流口形式進(jìn)行改進(jìn)及試驗(yàn)驗(yàn)證，導(dǎo)流口由原來(lái)上口型三角形式改進(jìn)為上下口型同時(shí)開(kāi)型（見(jiàn)圖5），對(duì)氣泡位置的膠料進(jìn)行導(dǎo)流，同時(shí)在終口型背面加開(kāi)了30°坡面（見(jiàn)圖6），以增大擠出壓力。重新設(shè)計(jì)終口型結(jié)構(gòu)形式，在終口型出型位置進(jìn)行加厚處理，厚度由原來(lái)的22.5 mm增大至30.5 mm（見(jiàn)圖7）；在終口型板背面上部增開(kāi)坡面，最大程度地提高擠出機(jī)機(jī)頭壓力。

圖5 上下口型同時(shí)開(kāi)型導(dǎo)流口示意

圖6 終口型背面加開(kāi)30°坡面示意

圖7 終口型出型位置加厚示意

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)分析輪胎復(fù)合胎面脫層的產(chǎn)生原因，并提出相應(yīng)解決措施，徹底解決了胎面底部氣泡、脫層問(wèn)題以及由其引發(fā)的成品輪胎脫層、胎里氣泡和胎肩脫空等問(wèn)題，提升了產(chǎn)品的整體質(zhì)量，創(chuàng)造了良好的品牌效應(yīng)。同時(shí)，擠出部件一次性合格率提高，避免了部件返工帶來(lái)的人力、物力消耗，經(jīng)濟(jì)效益提高。