Процесс каландрования (стр. 2 из 4)
Резиновые смеси и прорезиненные ткани после обработки на каландре закатывают в валики с прокладочной тканью или без прокладки.
Из каландра резиновая смесь выходит с температурой, близкой к температуре валков, поэтому перед закаткой ее охлаждают для предотвращения подвулканизации, а также деформации и слипания. Охлаждение необходимо проводить для резиновых смесей, содержащих ускорители вулканизации, а также при высоких скоростях каландрования.
Закаточные приспособления устанавливают непосредственно на станине каландра, если резиновые смеси в дальнейшем дублируют, или после вспомогательных приспособлений — транспортера (рис. 3), скорость которого можно регулировать в зависимости от свойств каландруемого материала: его усадки, когезионной прочности, клейкости и других факторов.
Рис. 3. Системы приема резиновой смеси с каландра на транспортер: с охлаждением на барабанах и закаткой в ролик с прокладочным холстом (а) и с опудриванием резиновой смеси (б): 1,2,3 — валки трехвалкового каландра; 4 — транспортеры; 5 — охлаждающие барабаны;6 — ролик для закатки резиновой смеси с прокладочным холстом; — ролик с прокладочным холстом; — каландрованная резиновая смесь; — качающееся сито; 10— рейка, обитая тканью; 11 — щетка.
Как правило, каландрованные листы и прорезиненные ткани после выхода с каландра охлаждают на транспортере или пропускают через охлаждающие барабаны или ванны с антиадгезивами. В некоторых случаях, когда необходимо полностью снять все напряжения, возникающие в материале (каландровый эффект), каландрованные резиновые смеси пропускают через нагретые барабаны, плиты или камеры-туннели.
Для обеспечения равномерной усадки и устранения ориентационного эффекта каландрованные листы, предназначенные для изготовления мячей, баллонов, спринцовок и других изделий, дополнительно обогревают.
Каландрованную резиновую смесь и прорезиненные ткани накатывают на полые валики из жести, алюминия или дерева. В центре валика имеется квадратное отверстие, куда вставляется металлическая штанга, являющаяся осью валика. Так как при накатке листов резиновой смеси и тканей диаметр валика постепенно увеличивается, накаточные приспособления снабжают фрикционами — устройствами, позволяющими сохранить постоянную окружную скорость накатки.
Если необходимо, чтобы поверхность резиновых листов была совершенно гладкой (например, для передов галош, резиновых нитей, некоторых хирургических и технических изделий), каландрованную резиновую смесь накатывают на валки без ткани. Чтобы избежать слипания резиновых листов при накатке, по выходе из каландра их опудривают тальком, мелом, стеаратом цинка, реже крахмалом. Во избежание комкования мел и тальк для опудривания хорошо просушивают и просеивают. Во всех случаях, когда каландрованный лист предназначается для изготовления деталей, подлежащих склеиванию, для опудривания следует применять мел, так как он менее глубоко проникает в резиновую смесь и легче удаляется с ее поверхности; лучше применять стеарат цинка. Обычно достаточно опудрить одну сторону листа резиновой смеси.
Для опудривания лист с каландра подают на отборочный транспортер, где на него через качающееся сито наносят опудривающий материал, излишек которого снимают рейкой, установленной под углом 45° к направлению движения транспортера, и обитой мягкой тканью. Полное удаление избытка опудривающего материала производится круглой щеткой, очищающей мел в сторону, противоположную движению резины.
Опудривающий прибор заключен в кожух, соединенный с вытяжной вентиляцией. Для опудривания листов резины применяют также водные суспензии мела или стеарата цинка.
Безопасность работы на каландре гарантируется аварийным тормозным устройством, для чего с каждой стороны каландра имеются небольшие тросы, соединенные с выключателем, действующим на механизм электродинамического торможения. При нажатии на трос каландр быстро останавливается.Приводные шестерни и все вращающиеся детали должны иметь предохранительные кожухи.
Каландрование резиновой смеси возможно, когда она достаточно пластична и подогрета; для этого перед каландрованием ее обрабатывают на подогревательных вальцах. Во избежание поломки вальцов жесткие смеси предварительно пропускают без разогрева через рифленые вальцы и только затем подают на гладкие. С подогревательных вальцов резиновую смесь направляют на питательные вальцы и далее в виде ленты или небольших рулонов (при ручном питании) подают на каландр.
Для получения каландрованных заготовок, равномерных по толщине, необходимо, чтобы пластичность и температура поступающей в каландр резиновой смеси были постоянны, а подача равномерной. Наилучшим способом питания является автоматическая непрерывная загрузка каландра резиновой смесью. Для этого на конце переднего валка питательных вальцов устанавливают нож, срезающий полосу резиновой смеси, которую затем транспортером подают в каландр. Ширина срезаемой ленты зависит от скорости каландра и толщины каландруемого материала. В рабочей зоне между валками, куда загружают резиновую смесь, устанавливают ограничительные передвижные стрелки из достаточно мягкого материала, не оставляющего следов на валке, довольно прочного, трудно истираемого, а также легко очищающегося от резиновой смеси (дерево, алюминий, сплав алюминия и кремния и др.). Чтобы избежать попадания резиновой смеси между валками и станиной каландра, ширина каландрованных листов должна быть на 6—10 см меньше длины валков. Кроме того, в процессе каландрования от листа с краев срезают кромки шириной 4—10 см, толщина которых отличается от установленного калибра каландрованного листа. Для получения каландрованной резиновой смеси в виде узких полос устанавливают несколько спиральных ножей, устроенных аналогично ножам для обрезания кромок. Нарезанные полосы наматывают на валки, расположенные поочередно спереди и сзади каландра.
Листование и объемное профилирование резиновых смесей
В процессе листования разогретая резиновая смесь формуется в тонкие листы при прокатывании ее через валки каландра, при этом листы каландрованного материала должны быть одинаковой толщины по всей площади листа, а в некоторых случаях обладать гладкой поверхностью (иногда до блеска). При определении допусков по толщине учитывают техническое назначение каландруемой смеси и исходят из экономических соображений.
Отклонение толщины каландрованного листа от величины зазора обусловлено эластическим восстановлением резиновой смеси, которое, в свою очередь, зависит от состава смеси, вязкости и природы полимера, температуры валков каландра и смеси, а также скорости каландрования. Очень важно правильно регулировать температуру валков каландра.
Адгезия к металлу натурального и изопренового каучуков увеличивается с повышением температуры, причем каландруемые смеси на их основе легче переходят на более нагретый валок. Для большинства других синтетических каучуков адгезия к металлу увеличивается при понижении температуры, и каландруемые смеси на их основе легче переходят на более холодный валок. Выбор температуры каландрования зависит от состава резиновой смеси и ее когезионных свойств. При высокой температуре прочность каландрованного листа может стать настолько малой, что его невозможно будет принять на транспортер. Температурный режим каландрования для резиновых смесей разных типов определяется опытным путем. Обычно каландрование производят в интервале температур 60—110 °С.
Получение каландрованных листов с гладкой поверхностью и без воздушных включений (пузырей) возможно только для сравнительно небольших толщин резиновых смесей; при низких скоростях каландрования. Даже при каландровании на самых точных каландрах, доброкачественную резиновую смесь можно получить лишь при калибре листа не менее 0,15 мм и не более 1,2 мм. Эти пределы зависят от свойств резиновых смесей, в особенности от содержания в них каучука. С увеличением содержания каучука в смесях более резко проявляются их упругие свойства, в результате затрудняется возможность получения гладких листов без включений воздуха.
Особенности, характерные для листования, наблюдаются и при объемном профилировании резиновых смесей, которое проводится на профильных каландрах, имеющих один валок (последний) с профильным рисунком. Для профилирования обычно используют очень пластичные резиновые смеси с малой усадкой.
Каландровый эффект
каландрование валка резиновая
При каландровании резиновых смесей и многих каучукоподобных материалов наблюдается явление ориентационного или каландрового эффекта. Отличительным признаком резин, обладающих каландровым эффектом, является различие их механических свойств в направлении каландрования перпендикулярно валкам и в перпендикулярном к нему направлении (параллельно валкам). При этом прочность при растяжении листа резиновой смеси в первом направлении выше, чем во втором, относительное же удлинение, наоборот, меньше в направлении каландрования.
Каландровый эффект зависит от температуры каландрования, скорости валков, а также от свойств резиновой смеси. С повышением температуры каландрования каландровый эффект уменьшается.
При нагревании резиновой смеси при условии, что данная смесь обладает каландровым эффектом, наблюдается сжатие листа в направлении каландрования, при этом ширина его и толщина увеличиваются. Так, круг, вырубленный из листа резиновой смеси, имеющей каландровый эффект, довольно быстро превращается в эллипс, малая ось которого совпадает с направлением каландрования. Это можно объяснить наличием остаточных напряжений в направлении каландрования и снижением напряжений в поперечном направлении. При уменьшении толщины резиновой смеси каландровый эффект возрастает.