Herstellungsprozess

Abbildung 1 zeigt einen Überblick über den Reifenherstellungsprozess.

Abbildung 1. Der Reifenherstellungsprozess

Compoundierung und Banbury-Mischen

Ein Banbury-Mischer kombiniert Gummimaterial, Ruß und andere chemische Bestandteile, um ein homogenes Gummimaterial zu erzeugen. Zeit, Wärme und Rohstoffe sind Faktoren, die zur Konstruktion der Materialzusammensetzung verwendet werden. Die Zutaten werden der Anlage im Allgemeinen in vorgewogenen Paketen geliefert oder werden vom Banbury-Betreiber aus Großmengen zubereitet und gewogen. Die abgemessenen Zutaten werden auf ein Fördersystem gegeben, und der Banbury wird beschickt, um den Mischprozess einzuleiten.

Hunderte von Komponenten werden zu Gummi kombiniert, das für die Reifenherstellung verwendet wird. Die Komponenten umfassen Verbindungen, die als Beschleuniger, Antioxidantien, Ozonschutzmittel, Streckmittel, Vulkanisatoren, Pigmente, Weichmacher, Verstärkungsmittel und Harze wirken. Die meisten Bestandteile sind nicht reguliert und wurden möglicherweise nicht umfassend toxikologisch bewertet. Im Allgemeinen wurde die berufliche Exposition der Bediener von Banbury gegenüber den Rohstoffen durch Verbesserungen der administrativen und technischen Kontrollen reduziert. Aufgrund der Art und Menge der Komponenten, aus denen die Exposition besteht, bleiben jedoch Bedenken bestehen.

Fräsen

Die Formgebung von Gummi beginnt im Mahlprozess. Am Ende des Banbury-Mischzyklus wird Kautschuk auf eine Fallmühle gegeben. Der Mahlprozess formt das Gummi in flache, lange Streifen, indem es durch zwei in verschiedene Richtungen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten rotierende Walzen gepresst wird.

Mühlenbetreiber sind im Allgemeinen besorgt über Sicherheitsrisiken, die mit dem offenen Betrieb der Wendewalzen verbunden sind. Ältere Mühlen hatten normalerweise Stolperdrähte oder Stangen, die vom Bediener gezogen werden konnten, wenn er oder sie in der Mühle hängen blieb (siehe Abbildung 2); Moderne Mühlen haben Körperstangen etwa auf Kniehöhe, die automatisch ausgelöst werden, wenn der Bediener in den Mühlen gefangen ist (siehe Abbildung 3).

Abbildung 2. Ältere Mühle mit einer zu hoch angeordneten Auslösestange, um wirksam zu sein. Der Bediener hat jedoch große Handschuhe, die er vor seinen Fingern in die Mühle ziehen würde.

Ray C. Waldschnepfe

Abbildung 3. Mühle für Kalanderlinie mit einem Körperstangenschutz, der die Mühle abschaltet, wenn Arbeiter stolpern.

James S. Frederick

Die meisten Einrichtungen verfügen über umfangreiche Notfallrettungsverfahren für Arbeiter, die in Fabriken eingeschlossen sind. Mühlenbetreiber sind Hitze und Lärm sowie durch die Erwärmung von Gummi gebildeten oder freigesetzten Komponenten ausgesetzt (siehe eine Überdachungshaube über einer Fallmühle in Abbildung 4).

Abbildung 4. Fallmühle und Trockner mit Haube und Stolperdrähten

James S. Frederick

Extrudieren und Kalandrieren

Der Kalandervorgang fährt fort, Gummi zu formen. Die Kalandermaschine besteht aus einer oder mehreren (häufig vier) Walzen, durch die die Gummiplatten gepresst werden (siehe Abbildung 3).

Die Kalandermaschine hat folgende Funktionen:

• zur Herstellung von zusammengesetztem Kautschuk als gleichförmiges Blatt mit definierter Dicke und Breite

• eine dünne Schicht Gummi auf einen Stoff auftragen („beschichten“ oder „abstreichen“)

• Gummi durch Reibung („Reibung“) in die Gewebezwischenräume zu zwingen.

Die aus dem Kalander kommenden Gummibahnen werden auf Trommeln gewickelt, die als „Schalen“ bezeichnet werden, mit Stoffabstandshaltern, die als „Liner“ bezeichnet werden, um ein Anhaften zu verhindern.

Der Extruder wird oft als „Tuber“ bezeichnet, weil er schlauchartige Gummikomponenten herstellt. Der Extruder funktioniert, indem er Gummi durch Düsen geeigneter Form drückt. Der Extruder besteht aus Schnecke, Zylinder oder Zylinder, Kopf und Düse. Ein Kern oder eine Spinne wird verwendet, um das hohle Innere des Schlauchs zu bilden. Der Extruder stellt den großen, flachen Abschnitt der Reifenlaufflächen her.

Extruder- und Kalanderbediener können Talkum und Lösungsmitteln ausgesetzt sein, die in dem Verfahren verwendet werden. Außerdem sind die Arbeiter am Ende des Extrusionsvorgangs einer sich stark wiederholenden Aufgabe ausgesetzt, die Lauffläche auf mehretagigen Karren zu platzieren. Dieser Vorgang wird oft als Buchungsschritte bezeichnet, da der Wagen wie ein Buch aussieht, wobei die Fächer die Seiten sind. Die Konfiguration des Extruders sowie das Gewicht und die zu buchenden Laufflächenmengen tragen zur ergonomischen Wirkung dieses Vorgangs bei. Zahlreiche Änderungen wurden vorgenommen, um dies zu verringern, und einige Vorgänge wurden automatisiert.

Baugruppenmontage und Bau

Die Reifenmontage kann ein hochautomatisierter Prozess sein. Die Reifenmontagemaschine besteht aus einer rotierenden Trommel, auf der die Komponenten montiert werden, und Zuführeinrichtungen, um den Reifenbauer mit den zu montierenden Komponenten zu versorgen (siehe Abbildung 5). Die Komponenten eines Reifens umfassen Wülste, Lagen, Seitenwände und Laufflächen. Nach der Montage der Komponenten wird der Reifen oft als „grüner Reifen“ bezeichnet.

Abbildung 5. Bediener beim Montieren eines Reifens auf einer einstufigen Reifenmaschine

Reifenbauer und andere Arbeiter in diesem Bereich des Prozesses sind einer Reihe sich wiederholender Bewegungsabläufe ausgesetzt. Komponenten, oft in schweren Rollen, werden auf die Zuführungsabschnitte der Montageausrüstung gelegt. Dies kann ein umfangreiches Heben und Handhaben schwerer Rollen auf engstem Raum erfordern. Die Art der Montage erfordert auch, dass der Reifenkonstrukteur eine Reihe ähnlicher oder identischer Bewegungen bei jeder Montage ausführt. Reifenhersteller verwenden Lösungsmittel wie Hexan, die es der Lauffläche und den Gummilagen ermöglichen, zu haften. Die Exposition gegenüber den Lösungsmitteln ist ein besorgniserregender Bereich.

Nach dem Zusammenbau wird der Reifenrohling mit einem Material auf Lösungsmittel- oder Wasserbasis besprüht, um zu verhindern, dass er an der Vulkanisierform haftet. Diese Lösungsmittel setzen möglicherweise den Spritzbediener, den Materialhandhaber und den Bediener der Aushärtungspresse aus. Heutzutage werden meist Materialien auf Wasserbasis verwendet.

Aushärten und Vulkanisieren

Heizpressenbediener legen Rohreifen in die Heizpresse oder auf Pressenladegeräte. In Nordamerika in Betrieb befindliche Heizpressen gibt es in einer Vielzahl von Typen, Alter und Automatisierungsgraden (siehe Abbildung 6). Die Presse verwendet Dampf, um den Reifenrohling zu erhitzen oder zu härten. Das Aushärten oder Vulkanisieren von Gummi überführt das klebrige und biegsame Material in einen nicht klebrigen, weniger biegsamen, langlebigen Zustand.

Abbildung 6. Pkw- und Leicht-Lkw Bag-o-matic McNeal-Aushärtepresse, belüftet mit einem Deckenventilator, Akron, Ohio, USA

James S. Frederick

Wenn Gummi beim Aushärten oder in früheren Stadien des Prozesses erhitzt wird, entstehen krebserregende N-Nitrosamine. Jede Exposition gegenüber N-Nitrosamin sollte kontrolliert werden. Es sollte versucht werden, die N-Nitrosamin-Exposition so weit wie möglich zu begrenzen. Außerdem kontaminieren Stäube, Gase, Dämpfe und Dämpfe die Arbeitsumgebung, wenn Gummi erhitzt, gehärtet oder vulkanisiert wird.

Inspektion und Fertigstellung

Nach dem Aushärten müssen Endbearbeitungsarbeiten und Inspektionen durchgeführt werden, bevor der Reifen gelagert oder versandt wird. Der Endbearbeitungsvorgang entfernt Grate oder überschüssiges Gummi von dem Reifen. Dieser überschüssige Gummi verbleibt an den Luftlöchern in der Vulkanisierform auf dem Reifen. Außerdem müssen möglicherweise überschüssige Gummischichten von den Seitenwänden oder erhabenen Schriftzügen auf dem Reifen abgeschliffen werden.

Eine der größten Gesundheitsgefahren, denen Arbeiter beim Umgang mit einem ausgehärteten Reifen ausgesetzt sind, sind sich wiederholende Bewegungen. Bei der Reifenveredelung oder beim Schleifen sind die Arbeiter typischerweise Staub oder Partikeln aus ausgehärtetem Gummi ausgesetzt (siehe Abbildung 7). Dies trägt zu Atemwegserkrankungen bei Arbeitern im Finishing-Bereich bei. Außerdem besteht die Möglichkeit einer Lösungsmittelexposition durch die Schutzfarbe, die häufig zum Schutz der Seitenwand oder der Reifenbeschriftung verwendet wird.

Abbildung 7. Ein Staubabscheider einer Schleifscheibe fängt Gummistaub auf

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Nach der Fertigstellung kann der Reifen in einem Lager gelagert oder aus dem Werk versandt werden.

Gesundheits- und Sicherheitsbedenken

Arbeitsschutzbelange in Reifenherstellungsanlagen waren und sind von größter Bedeutung. Oft überschattet die Auswirkung schwerer Verletzungen am Arbeitsplatz die Verwüstung im Zusammenhang mit Krankheiten, die mit Expositionen am Arbeitsplatz verbunden sein können. Aufgrund verlängerter Latenzzeiten machen sich manche Krankheiten erst bemerkbar, nachdem der Arbeitnehmer den Arbeitsplatz verlassen hat. Außerdem werden viele Krankheiten, die mit der beruflichen Exposition von Reifenfabriken in Verbindung gebracht werden können, nie als berufsbedingt diagnostiziert. Aber Krankheiten wie Krebs sind unter Gummiarbeitern in Reifenfabriken weiterhin weit verbreitet.

Viele wissenschaftliche Studien wurden an Arbeitern in Reifenherstellungsanlagen durchgeführt. Einige dieser Studien haben eine übermäßige Sterblichkeit durch Blasen-, Magen-, Lungen-, hämatopoetische und andere Krebsarten identifiziert. Diese übermäßigen Todesfälle können oft nicht einer bestimmten Chemikalie zugeordnet werden. Dies ist zum Teil auf Expositionen am Arbeitsplatz mit vielen einzelnen Chemikalien während der gesamten Expositionsdauer und/oder kombinierte Expositionen gegenüber mehreren Chemikalien gleichzeitig zurückzuführen. Auch treten häufig Änderungen bei der Rezeptur von Materialien auf, die in einer Reifenfabrik verwendet werden. Diese Änderungen in Art und Menge der Bestandteile der Gummimischung schaffen zusätzliche Schwierigkeiten bei der Verfolgung der verursachenden Faktoren.

Ein weiterer Bereich, der Anlass zur Sorge gibt, sind Atemwegsprobleme oder Atemwegsreizungen bei Arbeitern in Reifenwerken (dh Engegefühl in der Brust, Kurzatmigkeit, Verringerung der Lungenfunktion und andere Atemwegssymptome). Es hat sich gezeigt, dass ein Emphysem ein häufiger Grund für eine Frühverrentung ist. Diese Probleme treten häufig in den Bereichen Pökeln, Verarbeiten (Vormischen, Wiegen, Mischen und Erhitzen der Rohstoffe) und Endbearbeitung (Inspektion) der Anlagen auf. Bei der Verarbeitung und Aushärtung sind Chemikalien oft zahlreichen Bestandteilen bei relativ geringen Expositionsniveaus ausgesetzt. Viele der einzelnen Komponenten, denen Arbeitnehmer ausgesetzt sind, werden nicht von Regierungsbehörden reguliert. Fast ebenso viele wurden nicht ausreichend auf Toxizität oder Karzinogenität getestet. Auch in den Vereinigten Staaten müssen Arbeiter in Reifenfabriken in diesen Gebieten wahrscheinlich keinen Atemschutz verwenden. Es wurde keine eindeutige Ursache für Atemnot identifiziert.

Viele Arbeiter in Reifenfabriken haben an Kontaktdermatitis gelitten, die oft nicht mit einer bestimmten Substanz in Verbindung gebracht wurde. Einige der Chemikalien, die mit Dermatitis in Verbindung gebracht wurden, werden in Nordamerika nicht mehr bei der Herstellung von Reifen verwendet; Viele der Ersatzchemikalien wurden jedoch noch nicht vollständig bewertet.

Repetitive oder kumulative Traumastörungen wurden als Problembereich bei der Reifenherstellung identifiziert. Repetitive Traumastörungen umfassen Tenosynovitis, Karpaltunnelsyndrom, Synovitis, lärminduzierten Hörverlust und andere Zustände, die aus sich wiederholenden Bewegungen, Vibrationen oder Druck resultieren. Der Reifenherstellungsprozess beinhaltet von Natur aus übermäßige und mehrfache Vorkommnisse von Material- und Produktmanipulationen für einen großen Teil der Produktionsarbeiter. In einigen Ländern wurden und werden viele Verbesserungen in den Werken eingeführt, um dieses Problem anzugehen. Viele der innovativen Verbesserungen wurden von Arbeitnehmern oder Betriebsräten initiiert. Einige der Verbesserungen bieten technische Kontrollen zur Manipulation von Materialien und Produkten (siehe Abbildung 8).

Abbildung 8. Ein Vakuumheber transportiert Säcke zum Beschickungsförderer für einen Banbury-Mischer, wodurch Rückenbelastungen durch manuelle Handhabung vermieden werden

Ray C. Waldschnepfe

Teilweise aufgrund von Personalumstrukturierungen steigt das Durchschnittsalter der Arbeiter in vielen Reifenwerken weiter an. Außerdem neigen immer mehr Reifenherstellungsanlagen dazu, kontinuierlich zu arbeiten. Viele Einrichtungen mit Dauerbetrieb beinhalten Arbeitsschichtpläne mit 12-Stunden- und/oder Wechselschichten. Die Forschung untersucht weiterhin die möglichen Zusammenhänge zwischen verlängerten Arbeitsschichten, Alter und kumulativen Traumaerkrankungen bei der Reifenherstellung.

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