輪胎復合胎面脫層原因分析及解決措施

宋海龍，張志堅，徐祥越，張 超，孫昌龍，馬 揚，劉紹林

（八億橡膠有限責任公司，山東 棗莊 277800）

我公司在采用全分層胎面初期，胎面的背面內外肩下位置出現基部膠與胎面膠脫層、氣泡問題，氣泡寬度為5～20 mm、凸起為2～5 mm，呈不規則形狀、間歇性頻繁出現，直接影響了胎面擠出生產效率和產品質量，胎面擠出合格率僅為20%左右。為解決此問題、降低損失，對輪胎復合胎面脫層的產生原因進行分析，并提出相應解決措施，取得了良好的效果。

1 原因分析

截取部分脫層胎面進行分析發現，胎面膠與基部膠搭接位置出現脫離情況（見圖1），這種胎面一旦流入下道工序，會造成成品輪胎胎肩脫層和氣泡（見圖2和3），以及X光檢測氣泡（見圖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光檢測氣泡

（1）胎面膠門尼粘度偏高。根據現場生產胎面膠信息與前期使用的胎面膠進行對比，發現胎面膠門尼粘度普遍偏高10～15，且胎面擠出時表面易出現磨砂狀（俗稱麻面）。截取擠出斷面進行分析發現，可以輕易將胎面膠與基部膠撕開，兩者粘合性能較差。這種胎面再經過貼合壓輥碾壓后極易出現氣泡。

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

（3）終口型開型系數不匹配。因胎面膠與基部膠所使用的膠料配方不同，在胎面擠出時兩種膠料膨脹系數也存在一定差異，若終口型開型系數不匹配，胎面擠出不均勻、收縮不一致，則會出現胎面局部氣泡、脫層問題。

（4）流道和預口型設計不合理。流道和預口型的作用是保證膠料在機頭內順暢、均勻流動，且不能存在死角、渦流的現象，若流道和預口型設計不合理，會導致胎面擠出時矩形率不一致，胎面在聯動線上不能均勻受力，從而出現氣泡和脫層。

（5）擠出機轉速過大，膠料生熱過高。生產人員為保證產出量，會將擠出機轉速加大，有時可達到額定轉速的90%，導致膠料擠出溫度過高，甚至會出現膠料焦燒現象，使膠料的粘合性能迅速降低，甚至無法粘合，使得胎面出現氣泡和脫層的幾率增大[1]。

（6）擠出機機頭壓力低。在一定溫度和壓力下，膠料的粘合性能、流動性和可塑性等才能達到良好預期，擠出機機頭壓力偏低會導致膠料氣孔率增大、粘合性能降低、流動性差。由于胎面膠與基部膠是通過機頭壓力強制復合在一起的，機頭壓力偏低時易出現胎面氣泡和脫層現象。

2 解決措施

（1）加強終煉膠門尼粘度控制。對生產胎面所使用胎面膠門尼粘度和公差進行重新標定，從下限至上限門尼粘度每隔5個值分別生產1—2桌終煉膠在擠出工序進行試驗，驗證不同門尼粘度膠料的工藝通過性，得到不出現胎面脫層和氣泡現象的終煉膠門尼粘度范圍，同時嚴格控制終煉膠的門尼粘度。

（2）改善膠料存放環境、合理設定停放時間。加強控制原材料和終煉膠的存放環境，在存放區域內安裝溫濕度測量裝置，由質量檢查人員落實監控，存放區域門窗禁止隨意開關。同時對終煉膠停放時間進行重新標定，設定合理的停放時間，以最大程度地改善終煉膠的加工性能。

（3）優化終口型開型系數。重新設計胎面的終口型開型系數并進行試驗驗證。隨著終口型開型系數的減小，胎面氣泡與脫層問題逐漸消除，但終口型開型系數過小也存在一定弊端，即復合胎面搭接形式不易控制，通過最終評價選取肩寬開型系數為1∶0.92，底寬開型系數為1∶0.94。

（4）對胎面流道和預口型進行重新設計和加工[2]，最大程度地提高膠料在機頭內的流動性和胎面擠出的復合效果。

（5）減小擠出機轉速。對各擠出線擠出機轉速進行核定，制定出最大轉速和額定轉速，規范生產工藝條件。

（6）提高擠出機機頭壓力。對終口型導流口形式進行改進及試驗驗證，導流口由原來上口型三角形式改進為上下口型同時開型（見圖5），對氣泡位置的膠料進行導流，同時在終口型背面加開了30°坡面（見圖6），以增大擠出壓力。重新設計終口型結構形式，在終口型出型位置進行加厚處理，厚度由原來的22.5 mm增大至30.5 mm（見圖7）；在終口型板背面上部增開坡面，最大程度地提高擠出機機頭壓力。

圖5 上下口型同時開型導流口示意

圖6 終口型背面加開30°坡面示意

圖7 終口型出型位置加厚示意

3 結語

通過分析輪胎復合胎面脫層的產生原因，并提出相應解決措施，徹底解決了胎面底部氣泡、脫層問題以及由其引發的成品輪胎脫層、胎里氣泡和胎肩脫空等問題，提升了產品的整體質量，創造了良好的品牌效應。同時，擠出部件一次性合格率提高，避免了部件返工帶來的人力、物力消耗，經濟效益提高。