Процесс каландрования (стр. 3 из 4)

Появление каландрового эффекта в резиновых смесях обусловлено ориентацией молекулярных цепей полимера вдоль направления каландрования вследствие направленной деформации. Для каучуков с разветвленной структурой и небольшой молекулярной массой каландровый эффект незначителен. Для снятия каландрового эффекта смеси обычно нагревают. Однако для резиновых смесей, содержащих анизотропные наполнители, частицы которых имеют пластинчатое или игольчатое строение, каландровый эффект не может быть устранен нагреванием смеси. Такой вид каландрового эффекта называется зернистым эффектом; особо резко он проявляется в резиновых смесях, наполненных тальком, природным баритом, каолином. Для получения особо жесткой резины, плохо растягивающейся в одном направлении, специально применяют анизотропные наполнители.

Обкладка тканей резиновой смесью на каландрах

Для обкладки ткани резиновой смесью применяют каландры, валки которых вращаются с одинаковой частотой. Обкладку тканей с одной стороны можно производить за один пропуск на трехвалковом каландре, с двух сторон за один пропуск — на четырехвалковом каландре или за два пропуска — на трехвалковом.

Обкладка ткани резиновой смесью происходит следующим образом. Сначала через калибровочный зазор между валками пропускают бесформенную резиновую смесь. Далее полученный тонкий лист ее определенной толщины направляют в прессующий зазор между валками, куда также подают ткань.

Качество дублирования двух разнородных материалов зависит от равномерности нанесения резиновой смеси на ткань и главным образом от прочности их сцепления, толщины резинового листа и прессующего усилия.

С увеличением прессующего усилия до определенного значения увеличивается глубина проникновения резиновой смеси в ткань. При оптимальном значении прессующих усилий происходит максимальное заполнение полотна смесью, после которого, несмотря на увеличение прессующих усилий, происходит уменьшение прочности связи. Это объясняется снижением поступления резиновой смеси в полотно, так как с увеличением прессующих усилий уменьшается прессовочный зазор, а следовательно, и его пропускная способность. При этом не прошедшая через прессовочный зазор резиновая смесь собирается перед зазором, что приводит к разрушению ткани. Качество обрезинивания зависит в основном от пластоэластических свойств смеси, температуры и скорости каландрования, влажности, структуры и химической природы волокон ткани. Для улучшения прочности связи с резиной ткани на основе искусственных и синтетических волокон предварительно обрабатывают адгезивами. Перед обкладкой ткань нагревают, при этом влажность ее не должна превышать 2%. Резиновая смесь должна иметь низкую вязкость для лучшего проникновения ее в ткань, хорошую адгезию к ткани и плохую — к материалу валков каландра.

Качество обкладки зависит также от диаметра, бомбировки, обработки поверхности валков, и других факторов.

Обкладку тканей, используемых в очень больших количествах (шинного корда), проводят на сложных каландровых линиях со скоростью до 90 м/мин.

Широко применяют каландровые линии с двумя трехвалковыми каландрами или с одним четырехвалковым каландром. Эти каландры обеспечивают точность калибра ±0,2 мм.

Каландровые линии состоят из агрегатов: пропитки корда с вытяжкой и последующей сушкой, термообработки с зонами вытяжки и нормализации, обрезинивания корда на каландрах с предварительной его сушкой и последующим охлаждением. Каждый из трех агрегатов может работать самостоятельно, так как они снабжены раскаточными устройствами, стыковочным прессом, компенсаторами и закаточными устройствами. В процессе обработки корд вытягивается, поэтому все агрегаты оборудованы специальными механизмами для его натяжения. Температура в сушильной камере составляет 150—170 °С, в камере термообработки и нормализации она достигает230°С. Стыковочный пресс создает давление до7,0МПа при 260 °С.

При работе на агрегатах необходимо строго контролировать температуру, натяжение корда и другие параметры технологического процесса.

В случае окисления и преждевременного структурирования адгезива при последующей обкладке корда резиновой смесью не обеспечивается высокая прочность связи между резиной и кордом, ухудшаются прочностные свойства изделий, а также сокращается срок их службы.

В процессе обкладки непрерывно контролируют методом взвешивания толщину полученных листов.

При накладке резиновой смеси на уточный корд ширина ткани сокращается на 5—8% вследствие уплотнения нитей. Поэтому предельное отклонение массы, а следовательно, и толщины прорезиненных тканей от номинального значения должно быть не более 3%.Точность калибра прорезиненной ткани зависит от температурного режима, однородности смеси по пластичности, равномерности питания каландра и, наконец, от однородности самой ткани.

При использовании четырехвалковых каландров взамен двух трехвалковых в линиях для обкладки тканей резиновой смесью снижаются капитальные затраты и эксплуатационные расходы в результате сокращения необходимых производственных площадей и числа обслуживающего персонала. Однако линии с двумя трехвалковыми каландрами более надежны в работе и позволяют получить обрезиненный корд высокого качества, благодаря тому, что толщину обкладки можно контролировать после каждого трехвалкового каландра. Точность обкладки на двух трехвалковых каландрах выше, чем на четырехвалковом, так как прессующие и распорные усилия, действующие на валки трехвалкового каландра, более равномерно распределяются по образующей валка. У трехвалкового каландра только два валка (верхний и средний) подвергаются действию распорных усилий; прессующим усилиям подвергаются средний и нижний валки. У четырехвалкового каландра все валки подвергаются действию распорных усилий, средние валки дополнительно испытывают действие еще и прессующих усилий, что приводит к более сильному прогибу валков, который трудно компенсировать. Поэтому при обрезинивании на четырехвалковом каландре наблюдаются значительные отклонения толщины и массы резиновой смеси по ширине обрезиненной ткани. Прочность связи резины с тканью по ширине обрезиненного полотна равномерна и выше на двух трехвалковых каландрах, чем на одном четырехвалковом. Внешний вид трехвалкового каландра показан на рис.4.

Рис. 4. Трехвалковый каландр с треугольным расположением валков: 1 –станина; 2 – валки; 3 – механизмы регулирования зазоров между валками; 4 – прессующие валки.

Сдваивание (дублирование) каландрованных листов

Для получения листов большой толщины листы каландрованной резиновой смеси сдваивают (дублируют), т. е. склеивают их по два, по три и более.

Рис. 5. Схемы сдваивания листовой резиновой смеси на четырехвалковом каландре (а); на трехвалковом каландре с применением специального дублирующего барабана (б) или с помощью сдваивающих валков (в) на спаренных трехвалковых каландрах (г): 1 — каландр; 2— сдваивающий валик; 3 — ролик с резиновой смесью в прокладочном холсте; 4 — ролик с прокладочным холстом; 5 — транспортер; 6 — дублирующий барабан.

Дублирование обычно проводят на четырехвалковых каландрах (рис. 5, а), на трехвалковых каландрах со специальным дублирующим барабаном (рис. 5, б) или сдваивающим валиком, установленным на каландре (рис. 5,б), а также на спаренных трехвалковых каландрах (рис. 5,г).

Дублирующий барабан предназначен для обработки сравнительно жестких подошвенных резиновых смесей, эбонитовых пластин и т. п. Его изготавливают литым или полым и с достаточно хорошо полированной поверхностью. Для поддержания требуемых пластичности и клейкости резиновой смеси дублирующий барабан обогревают паром.

Сдваивающий валик на каландре применяют довольно часто. Он предназначен для сдваивания листа готовой каландрованной резиновой смеси, находящегося обычно на замкнутом транспортере, с листом, выходящим с каландра. Применение спаренных каландров (рис. 5, г) экономически целесообразно при массовом производстве однотипных дублированных резиновых смесей. При этом способе сдваивания резиновая смесь, выходящая из первого кадандра, находится под некоторым натяжением и несколько вытягивается. Поэтому ход первого каландра должен быть несколько замедлен по сравнению с ходом второго каландра; в противном случае на обрабатываемой резиновой смеси получаются складки.

Пути повышения качества каландрованных заготовок

Дефекты при каландровании обусловлены нарушениями температурного режима каландра, неравномерными подачей и подогревом резиновой смеси, а также непостоянной ее пластичностью. Наиболее характерными видами брака при листовании являются: негладкая поверхность, воздушные включения (пузыри), рисунок в виде «елки» на поверхности резины. В тех случаях, когда резины предназначаются для изделий, вулканизуемых неформовым методом, вредным является каландровый эффект. В таких резинах и после вулканизации сохраняется анизотропность, вследствие чего они легко раздираются.

При нарушении температурного режима возможны следующие виды брака: вследствие недостаточного разогрева резиновой смеси или валков каландра — негладкая поверхность, рисунок в виде «елки»; в результате перегрева последнего валка — воздушные включения, а предпоследнего валка — пузыри с отростками «слезки». Число воздушных включений может возрасти, если отрезаемые при каландровании кромки будут возвращаться непосредственно на каландр. Поэтому желательно пропускать кромки сначала через подогревательные вальцы, а затем равномерными порциями добавлять ко вновь приготовляемой резиновой смеси.