Формирование
Формование резиновых валиков в основном заключается в нанесении резинового покрытия на металлический сердечник, включая методы обмотки, экструзии, формования, впрыска под давлением и литья под давлением. В настоящее время основными отечественными изделиями являются изделия, изготовленные механическим или ручным способом, а в большинстве зарубежных стран внедрена механическая автоматизация. Крупные и средние резиновые валы в основном производятся методом профилированной экструзии, непрерывным формованием с нанесением покрытия из экструдированной пленки или непрерывным формованием с намоткой из экструзионной ленты. При этом в процессе формования параметры, размеры и форма изделия автоматически контролируются микрокомпьютером, а некоторые изделия могут также формоваться методом угловой экструзии и экструзии специальной формы.
Вышеупомянутый метод формования позволяет не только снизить трудозатраты, но и исключить возможное образование пузырьков. Для предотвращения деформации резинового валика во время вулканизации и образования пузырьков и губок, особенно для валиков, формованных методом обмотки, необходимо использовать гибкий метод наружной прессовки. Обычно внешняя поверхность резинового валика обматывается несколькими слоями хлопчатобумажной или нейлоновой ткани, а затем фиксируется и прессуется стальной проволокой или волоконным тросом. Хотя этот процесс уже механизирован, после вулканизации необходимо удалять обмёточную ткань, образуя «цекальный» слой, что усложняет производственный процесс. Кроме того, использование обмёточной ткани и намоточного троса крайне ограничено, а расход и отходы велики.
Для производства небольших и микрорезиновых роликов могут использоваться различные производственные процессы, такие как ручная сборка, экструзионная укладка, впрыск под давлением, литье под давлением и заливка. Для повышения эффективности производства в настоящее время используются преимущественно методы формования, обеспечивающие гораздо более высокую точность по сравнению с методами, не требующими формования. Впрыск под давлением, впрыск твердой резины и заливка жидкой резины стали наиболее важными методами производства.
Вулканизация
В настоящее время метод вулканизации больших и средних резиновых валков по-прежнему заключается в вулканизации в вулканизационной камере. Хотя гибкий режим нагнетания давления был изменен, это все еще не избавляет от больших трудозатрат на транспортировку, подъем и разгрузку. В качестве источника тепла для вулканизации используются три метода: пар, горячий воздух и горячая вода, но основным остается пар. Для резиновых валков со специальными требованиями, обусловленными контактом металлического сердечника с водяным паром, применяется косвенная паровая вулканизация, при этом время процесса увеличивается в 1-2 раза. Этот метод обычно используется для резиновых валков с полым железным сердечником. Для специальных резиновых валков, которые нельзя вулканизировать в вулканизационной камере, иногда используется горячая вода, но при этом необходимо решить проблему загрязнения воды.
Чтобы предотвратить расслоение резины и металлического сердечника из-за различной усадки и разницы в теплопроводности между резиновым валиком и резиновым сердечником, вулканизация обычно проводится методом медленного нагрева и повышения давления, а время вулканизации значительно превышает время, необходимое для самой резины. Для достижения равномерной вулканизации внутри и снаружи, а также для обеспечения схожей теплопроводности металлического сердечника и резины, большой резиновый валик выдерживается в резервуаре от 24 до 48 часов, что примерно в 30-50 раз превышает обычное время вулканизации резины.
В настоящее время производство небольших и микрорезиновых валиков в основном переводится на пластинчатую вулканизацию методом прессования, что полностью меняет традиционный способ вулканизации резиновых валиков. В последние годы для установки пресс-форм и вакуумной вулканизации используются термопластавтоматы, позволяющие автоматически открывать и закрывать пресс-формы. Степень механизации и автоматизации значительно повысилась, время вулканизации сократилось, производительность выросла, а качество продукции улучшилось. Особенно важно использовать термопластавтоматы для вулканизации резины, которые объединяют два процесса – формование и вулканизацию – в один, сокращая время до 2-4 минут, что стало важным направлением развития производства резиновых валиков.
В настоящее время жидкий каучук, представленный полиуретановым эластомером (ПУР), быстро развивается в производстве резиновых валиков, открывая новые возможности в области материалов и технологических процессов. Использование заливки позволяет отказаться от сложных операций формования и громоздкого вулканизационного оборудования, значительно упрощая процесс производства резиновых валиков. Однако главная проблема заключается в необходимости использования пресс-форм. Для крупных резиновых валиков, особенно для индивидуальных изделий, стоимость производства значительно возрастает, что создает большие трудности для их продвижения и использования.
Для решения этой проблемы в последние годы появился новый процесс производства полиуретановых резиновых валиков без изготовления пресс-форм. В качестве сырья используются полиоксипропиленовый эфир полиола (TDIOL), политетрагидрофурановый эфир полиола (PIMG) и дифенилметандиизоцианат (MDl). После смешивания и перемешивания происходит быстрая реакция, и смесь количественно заливается на медленно вращающийся металлический сердечник резинового валика. Поэтапно осуществляется заливка и отверждение, в результате чего формируется резиновый валик. Этот процесс не только короткий, но и высокомеханизированный и автоматизированный, а также исключает необходимость в громоздких пресс-формах. Он позволяет производить резиновые валики различных спецификаций и размеров по желанию, что значительно снижает стоимость. Это стало основным направлением развития полиуретановых резиновых валиков.
Кроме того, во всем мире быстро развивается производство микротонких резиновых валиков, используемых в производстве офисной техники с применением жидкого силиконового каучука. Они делятся на две категории: вулканизация при нагревании (LTV) и вулканизация при комнатной температуре (RTV). Используемое оборудование также отличается от вышеупомянутого полиуретана, образуя другой тип формования. Здесь наиболее важным вопросом является контроль и снижение вязкости резиновой смеси, чтобы поддерживать определенное давление и скорость экструзии.
Дата публикации: 07.07.2021
