導(dǎo)電輪胎煙囪膠缺陷的原因分析及解決措施

朱 鵬，劉國(guó)英，汪 戰(zhàn)，張鳳杰，陸 林，劉貴鵬

（樺林佳通輪胎有限公司，黑龍江 牡丹江 157032）

隨著綠色輪胎的發(fā)展，白炭黑的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，但由于添加白炭黑的胎面電阻過(guò)大，導(dǎo)致輪胎在行駛中產(chǎn)生的靜電無(wú)法排出，影響輪胎的安全性能。

導(dǎo)電輪胎是可以直接排放靜電的特殊功能輪胎，輪胎局部采用導(dǎo)電性能良好的橡膠。在輪胎與地面充分接觸時(shí)，汽車行駛中產(chǎn)生的靜電通過(guò)輪胎直接向大地排放，確保汽車與大地等電位。很多導(dǎo)電輪胎生產(chǎn)企業(yè)在胎冠中設(shè)計(jì)煙囪膠，利用其導(dǎo)除汽車行駛中產(chǎn)生的靜電，滿足輪胎的安全性能要求[1]。煙囪膠被覆蓋而不能外露是導(dǎo)電輪胎常見(jiàn)的缺陷之一，因?qū)щ娔z料不能直接與地面接觸，輪胎就無(wú)法排放靜電。只有在輪胎使用一段時(shí)間后，覆蓋煙囪膠的胎冠膠被磨掉才能起到排放靜電的效果[2-5]。本工作針對(duì)導(dǎo)電輪胎煙囪膠被胎冠膠覆蓋而不能外露的原因進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的解決措施，經(jīng)改進(jìn)后取得了良好的效果。

1 煙囪膠不外露的特征

煙囪膠不外露如圖1所示。造成煙囪膠不外露的主要原因是煙囪膠的用膠量少，擠出壓力不足，而寬大的胎冠膠擠出壓力過(guò)大，擠出過(guò)程中覆蓋在煙囪膠頂部。以205/55R16規(guī)格輪胎為例，其胎冠膠的寬度大于190 mm，而煙囪膠開(kāi)口寬度只有2 mm，煙囪膠擠出時(shí)被一層厚度為0.5～1.5 mm的胎冠膠料覆蓋，不能與地面接觸。

圖1 煙囪膠不外露

造成煙囪膠不外露的原因并不是單一的，只有膠料性能、口型尺寸和預(yù)口型尺寸匹配合適，加上有效的現(xiàn)場(chǎng)管理，才能從根本上解決煙囪膠被覆蓋的問(wèn)題。

2 缺陷原因分析及解決措施

2.1 預(yù)口型形狀設(shè)計(jì)不合理

傳統(tǒng)導(dǎo)電輪胎通過(guò)調(diào)整胎冠口型形狀加工煙囪膠。在生產(chǎn)前每個(gè)胎冠口型都需要二次加工，加工過(guò)程非常繁瑣且煙囪膠位置固定。近年來(lái)更多的輪胎生產(chǎn)企業(yè)選擇調(diào)整預(yù)口型加工導(dǎo)電胎冠，移動(dòng)口型可在胎冠任何位置擠出煙囪膠。與傳統(tǒng)導(dǎo)電輪胎胎冠加工方式相比，使用預(yù)口型加工胎冠具有靈活性。但預(yù)口型形狀設(shè)計(jì)不合理仍會(huì)導(dǎo)致胎冠膠與煙囪膠的擠出壓力不一致，造成煙囪膠不外露。

因此煙囪膠預(yù)口型采用半漏斗狀設(shè)計(jì)，進(jìn)膠口寬且淺，出膠口窄且深，使煙囪膠在被擠出的過(guò)程中壓力逐漸增大，膠料出預(yù)口型后已形成煙囪形狀，從口型擠出后形狀基本不變，從而實(shí)現(xiàn)煙囪膠外露，不會(huì)被胎冠膠覆蓋。

2.2 口型板底板倒角寬度設(shè)計(jì)偏大

口型板底板倒角如圖2所示。底板倒角位置是胎冠基部膠進(jìn)入口型的入膠口，底板倒角的兩個(gè)重要參數(shù)是高度（A）和寬度（B）。倒角高度應(yīng)與煙囪膠出口的高度保持一致，倒角寬度決定了用膠量，對(duì)煙囪膠的形狀和尺寸有一定影響。

圖2 口型板底板倒角示意

為了驗(yàn)證倒角寬度對(duì)煙囪膠形狀的影響，使預(yù)口型出口寬度保持為3.5 mm，倒角高度統(tǒng)一調(diào)整為12 mm，選取同批次性能穩(wěn)定的終煉膠，固定螺桿轉(zhuǎn)速等擠出工藝參數(shù)，由同一作業(yè)員操作，分別測(cè)試倒角寬度為2，3，5和8 mm時(shí)煙囪膠的形狀，見(jiàn)圖3。

從圖3可以看出，倒角寬度減小為2 mm時(shí)，煙囪膠未被胎冠膠覆蓋，可直接與地面接觸。由此可見(jiàn)口型板底板倒角寬度設(shè)計(jì)偏大是造成煙囪膠不外露的主要原因之一。

圖3 不同口型板倒角寬度生產(chǎn)的煙囪膠形狀

為了解決這個(gè)問(wèn)題，在試生產(chǎn)階段使用合格終煉膠生產(chǎn)煙囪膠，根據(jù)胎冠形狀和尺寸調(diào)整口型板底板倒角寬度。經(jīng)多次驗(yàn)證后可確定口型板底板倒角寬度的最佳范圍。

2.3 煙囪膠預(yù)口型出口寬度設(shè)計(jì)不合理

成品煙囪膠開(kāi)口寬度標(biāo)準(zhǔn)為（2±0.8） mm。煙囪膠不外露時(shí)，開(kāi)口寬度往往超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)要求上限，達(dá)到3.5～4.5 mm。采取控制單一變量的方式，逐漸減小煙囪膠預(yù)口型出口寬度，驗(yàn)證其對(duì)煙囪膠形狀的影響，結(jié)果如表1所示。

表1 不同預(yù)口型出口寬度生產(chǎn)的煙囪膠形狀 mm

從表1可以看出，隨著預(yù)口型出口寬度逐漸減小，煙囪膠開(kāi)口寬度也逐漸減小，煙囪膠逐漸外露。所以煙囪膠預(yù)口型出口寬度設(shè)計(jì)不合理也是造成煙囪膠不外露的原因之一。

因此在試生產(chǎn)階段應(yīng)多次驗(yàn)證，使預(yù)口型與口型和膠料相互協(xié)調(diào)，既保證煙囪膠開(kāi)口寬度合格，又能使煙囪膠外露。膠料性能差異較大的花紋系列胎冠可使用單獨(dú)的預(yù)口型進(jìn)行生產(chǎn)。

2.4 煙囪膠與胎冠膠門尼粘度差異過(guò)大

煙囪膠門尼粘度低是造成煙囪膠不外露的主要原因之一。門尼粘度低會(huì)導(dǎo)致煙囪膠形狀不易形成，開(kāi)口寬度增大且不易外露。同時(shí)胎冠膠門尼粘度大于煙囪膠門尼粘度，會(huì)導(dǎo)致胎冠膠擠出壓力大于煙囪膠，使得胎冠膠覆蓋在煙囪膠上。

在施工設(shè)計(jì)時(shí)，胎冠膠與煙囪膠的門尼粘度差異不能過(guò)大，且煙囪膠門尼粘度應(yīng)大于胎冠膠門尼粘度。同時(shí)嚴(yán)格控制煉膠和擠出工藝，使胎面膠門尼粘度符合工藝要求，并按標(biāo)準(zhǔn)要求控制返回膠的摻用比例。

2.5 現(xiàn)場(chǎng)管控不到位

擠出機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速直接影響擠出壓力。螺桿轉(zhuǎn)速過(guò)高，煙囪膠易露出，但煙囪膠開(kāi)口寬度容易超出標(biāo)準(zhǔn)；螺桿轉(zhuǎn)速過(guò)低，則膠料擠出壓力不足，容易造成煙囪膠不外露。預(yù)口型有雜物會(huì)導(dǎo)致胎冠刮溝，無(wú)法形成“煙囪”，也會(huì)導(dǎo)致煙囪膠不外露。

生產(chǎn)時(shí)擠出機(jī)螺桿應(yīng)以低速啟動(dòng)，使用在線測(cè)量系統(tǒng)設(shè)定螺桿轉(zhuǎn)速并鎖定，在開(kāi)班時(shí)應(yīng)檢查流道、口型和預(yù)口型，保證其外觀清潔，防止有熟膠和雜物。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)導(dǎo)電輪胎煙囪膠缺陷的原因進(jìn)行分析，對(duì)口型和預(yù)口型結(jié)構(gòu)進(jìn)行改善，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)格管控，有效地改善了煙囪膠不外露的問(wèn)題，使車輛行駛過(guò)程中產(chǎn)生的靜電及時(shí)地排放，確保行駛安全，同時(shí)提高了乘坐舒適性。