ラバーカレンダー機ガイド：種類・仕様・選び方のポイント

カレンダー機は、混合されたコンパウンドを正確な厚さの連続シートに加工したり、そのコンパウンドを布地キャリアに接着したりするゴムライン装置です。最後の 2 つのロール間の最終ニップ ギャップによってシート ゲージが設定され、ロール温度と速度比によってコンパウンドがそのギャップをどの程度均一に埋めるかが決まります。タイヤプライライン、コンベアベルトカバーライン、ガスケットシートライン、またはコーティング布ラインを計画している場合、カレンダーは寸法精度と表面品質を管理するユニットです。

最初の購入決定はロール数です。 3 ロール カレンダーは、ほとんどのシートおよびコーティング作業を処理します。 4 ロールカレンダーはより優れた表面仕上げを実現し、1 回のパスでトップコートとボトムコートを備えたシートを製造できます。実際の意味は単純です。4 ロール機械は 2 回目のパスの必要性を減らし、寸法ドリフトの原因を取り除き、取り扱い時間を節約します。

カレンダーはシート化プロセスの中心に位置するため、ロール構成、速度範囲、および温度制御の選択によって、下流工程が一貫した材料で開始されるか、不良品が発生しやすい材料で開始されるかが直接決まります。この記事の残りの部分では、カレンダー ラインを自信を持って計画するために必要なタイプ、仕様、操作上の問題、および選択基準について詳しく説明します。 ゴム製品用一般設備生産ライン

カレンダーマシンの実際の機能

カレンダーは万能の押出機ではありません。これは、化合物を平らまたは輪郭のある形状に成形する 4 つの特定の機能を実行します。各機能がロールに異なる負荷を与え、温度と速度の動作範囲が異なるため、違いを理解することが重要です。

1. シート: コンパウンドはニップに供給され、制御された厚さの連続したバンドとして現れます。これは、ガスケット、メンブレン、および一般的なゴムシートの製造において最も一般的なカレンダー操作です。
2. コーティング: ゴム層は布地またはコードの片面または両面に適用されます。布地はゴムとともにニップを通過し、コーティングの厚さは布地のキャリパーとは独立して設定されます。
3. 摩擦： ゴムが生地の織りに押し込まれ、ゴムと生地の間により強い結合が形成されます。これは、コーティングと比較して、より低いロール温度とより高い摩擦比で動作します。
4. プロファイリング: 最終的なニップギャップは単に開閉するだけでなく形状が決められるため、シートは完全な長方形ではない断面で排出されます。典型的なケースは、シーリングおよびガスケット用途に使用される異形ストリップです。

工場の上流にすでに混合ミルまたはミキサー システムがある場合、配合物はある程度の可塑性を持ってカレンダーに到着します。したがって、カレンダーはロール幅全体にわたってその可塑性を安定に保つ必要があります。そうしないと、シートが反ったり、端に向かって薄くなったり、中央に空気が入ったりします。このため、多くのオペレータは、カレンダー温度を、配合レシピ自体の次に重要な変数として扱います。

便利な点の 1 つは、カレンダーには寸法が要求されるということです。スクリュー押出機ではうまく動作する同じコンパウンドでも、カレンダーでは異なる挙動を示す場合があります。これは、材料が塊として入り、薄いフィルムとして出てくるためです。ニップ内のせん断は非常に大きく、摩擦比に大きく依存します。これが、複合塑性の制御が理論上の優れた点ではなく、実際的な必要性である理由です。

カレンダーの主な種類とその違い

特定の用途では、ロールの数とその配置によって、最終シートの品質とコストが変わります。以下の比較は、ゴム工場で最もよく見られる構成をカバーしています。

幅の広いシートにわたって厚さの公差を維持する必要がある場合は、4 ロール Z タイプの機械がよく使用されることに注意してください。逆L字型構成では、ロールが垂直に積み重ねられ、2つのエンドロールが水平になるため、オペレーターがニップをよりよく視認でき、清掃が容易になります。

構成を決定する前に、片面または両面にコーティングが必要かどうか、基材が布地か金属コードか、製品仕様で必要な最終的な厚さの許容差を確認してください。公差が ±0.05 mm よりも厳しい場合は、通常は 4 ロール機を選択する方が安全です。

購入者が評価すべき主な仕様

以下のチェックリストはすべてを網羅しているわけではありませんが、欠落している場合に問題を引き起こす可能性が最も高いパラメータを網羅しています。

サプライヤーを比較するときは、実験室の速度での最適な公差ではなく、生産速度で実際に達成可能な公差を尋ねてください。 5 m/min で ±0.02 mm を保持するカレンダーは、25 m/min で ±0.08 mm まで変動する可能性があります。この違いは、下流の切断、成形、硬化の段階に直接影響します。また、カット代を増やすことで補正する必要がある材料の量も決まります。

電力定格も別の要素です。ロール直径 610 mm、面長 2100 mm の 4 ロール Z 型カレンダーは、メインドライブから 200 kW 以上を引き出すことができます。設置された電力の合計は、機械の価格だけでなく、電気インフラストラクチャにも影響を与えます。また、ロールの冷却回路が最大速度で発生する熱を遮断できることも確認する必要があります。多くの場合、これが予算価格がコストのかかる生産のボトルネックになるポイントです。

カレンダーがゴム製品製造に適合する場所

カレンダーは 1 つの業界に限定されません。これらは次の製品ファミリーに含まれています。

• タイヤ: カレンダーはコード生地をゴムでコーティングし、プライとビードのコンポーネントを生成します。シートの厚さと張力の均一性は、タイヤのバランスに直接影響します。
• コンベヤーおよび伝動ベルト: カレンダーは布地層をゴムで覆うか、層の間にゴムのスキム層を作ります。ベルトがまっすぐに動くようにするには、安定したゲージが必要です。
• ガスケットとシールシート： カレンダーでは、カットされたガスケット、フランジ シール、O リング ブランクのベースとして使用される平らなシートが製造されます。これらの製品には、緻密で空隙のないテクスチャーが必要です。
• コーティングされた生地: ターポリン、防水膜、フレキシブルダクトはすべて、織布または不織布のキャリアをゴムでコーティングして作られています。
• 断熱・遮音製品： 特定のゴム配合物は、HVAC 断熱材および下敷き用の柔軟なシートにカレンダー加工されます。

共通の要件は、空隙がない、または空隙が均一に分布している、平らで連続した材料の要件です。カレンダーシートのボイドは外観上の問題ではありません。疲労用途では、ボイドが破損の開始点になります。シール用途では、空隙が漏れ経路となります。このため、カレンダー セクションには、リアルタイムのフィードバックを提供する目視検査ステーションや下流の厚さ計が備えられていることがよくあります。

植物に適したカレンダーを選択する方法

大規模なカレンダーには複数年にわたる投資が必要です。選択プロセスは、製品要件から機械仕様に移行する必要があります。

1. まずは仕上がりのシート幅から始めます。 エッジのトリム許容値を追加します。通常、シートのキャリブレーションに応じて片側あたり 20 ～ 50 mm になります。仕上がり幅 1000 mm が必要な場合、ロール面幅は 1100 ～ 1200 mm にする必要があります。
2. 必要な出力を計算します。 厚さ×速度×密度とエッジトリムにより、1 分あたりの理論上の質量が得られます。その数値をカレンダーが物理的に処理できる回線速度と比較してください。
3. 化合物の種類を確認してください。 天然ゴムのような非常に粘着性の高い化合物は、AEM やフッ素ゴムのような硬い化合物とは異なる挙動をします。摩擦比と温度範囲は、最も頻繁に使用する材料の可塑性をカバーできる必要があります。非常に粘着性の高いストックと非常に硬いストックを切り替える場合、より広い速度範囲とより高い温度上限により、頻繁な試行バッチを回避できます。
4. どの操作が必要かを決定します。 シートラバーがメインの場合は3本ロール機で十分です。生地の両面をコーティングする場合、4 ロール機ですべてのステップが完了します。同じラインで摩擦やコーティングを行う場合は、多用途の駆動システムを探してください。
5. ライン統合について考えてみましょう。 カレンダーは単体では機能しません。コンパウンドは上流の混合ミルまたはウォームアップミルからカレンダーに供給され、シートはコンベア上で取り出され、下流のバッチオフ冷却ユニットに送られます。この周囲の線のサイズがカレンダー出力に一致しない場合、ボトルネックが発生し、アイドル時間が発生します。

オファーを比較する実際的な方法は、各サプライヤーに目標の厚さの典型的なコンパウンドのトルク時間曲線を問い合わせることです。このデータは、速度範囲全体で負荷がどのように動作するかを示し、ギアボックスのマージンを示します。

一般的な動作上の問題とその解決方法

きちんとメンテナンスされたカレンダーであっても、欠陥が生じる可能性があります。以下のトラブルシューティング表は、実際的な出発点となります。

最も一般的な根本原因は温度の不均衡です。カレンダーロールは均一な熱伝達媒体に依存します。 1 つのチャネルが部分的にブロックされると、ロール面にホット バンドとコールド バンドが発生します。その後、コンパウンドによってニップの幅全体に異なる厚さが残り、問題はうねりや曲がりとして現れます。

もう 1 つの頻繁な問題は、複合供給です。送りバンドが不規則な場合、カレンダーは高速でゲージを保持できません。混合ミルからの連続バンドの形で、供給物に一貫したギャップがあると、生産物の品質に大きな違いが生じます。このため、ラインはシステムとして考える必要があります。混合ミル、コンベア、カレンダー、バッチオフはすべて、相互にサイズを調整する必要があります。

カレンダーのメンテナンス スケジュールとベスト プラクティス

定期的なメンテナンスにより、カレンダーを許容範囲内に保ち、ロールの耐用年数を延ばします。

• ロール表面を毎日目視検査してください。 穴、傷、またはコンパウンドの固着を探します。ロールに傷が付くと、そのマークがシートの 1 メートルごとに転写され、顧客にまで届きます。
• ウォームアップごとにロール両端のニップギャップを確認してください。 ゲージ変動の一般的な原因は、非対称のニップセットです。両端のリーフゲージを使用した簡単なチェックには 1 分もかかりません。
• 熱媒体の流量と設定値に対する温度の読み取り値を確認します。 流量計やセンサーが摩耗していると、誤った自信が生まれます。少なくとも年に 1 回は赤外線センサーまたは熱電対を校正してください。
• スケジュールに従ってロールベアリングにグリースを塗布します。 過剰な潤滑はシートの過熱や汚れの原因となる可能性があります。
• ギアボックス オイルを毎月点検してください。 金属粒子や水の汚れを調べてください。カレンダーのギアボックスは大きなトルクがかかる状態で動作するため、ピニオンの破損は修理に最も費用がかかる故障の 1 つです。
• ダウンタイム後にロールの外側表面を清掃します。 ダウンタイム中にロール上に残ったコンパウンドは硬化し、次回の起動時に線や跡の原因となります。毎日の掃除は飾り的な仕事ではありません。これはシートの欠陥を直接防ぐものです。

Integrating a Calender with Upstream Compounding and Downstream Cooling

カレンダーには安定した送りが必要です。一般的なゴムラインでは、コンパウンドはミキサーシステムで混合され、その後精製されます。 混合ミル 2 番目のミルまたはウォームアップ ミルで仕上げる前に、連続したバンドをカレンダーに送ります。そのバンドの幅と速度は、カレンダーが停止することなく処理できる速度と一致する必要があります。このため、適切なロール速度と面幅を備えたミキシングミルがカレンダー自体と同じくらいラインにとって重要です。

シートがカレンダーから出た後、巻き取ったり積み重ねたりする前に冷却する必要があります。あ バッチオフ冷却ユニット takes the hot sheet, passes it through a spray or air-cooling section, and delivers it to a dancer or table at the end of the line.冷却セクションが短すぎると、ゴムが粘着性のままになり、ロール内でゴム同士がくっついてしまう可能性があります。 This creates wrinkles and, in some cases, a complete loss of the sheet.したがって、バッチオフのエア時間とコンベアの長さはカレンダーの表面速度と一致する必要があります。

The productivity of the whole line is determined by the weakest link.カレンダーの出力が 40 m/min であるのに、冷却ユニットが 30 m/min しか処理できない場合、ラインは 30 m/min で稼働し、投資価値の 25 パーセントが失われます。 This is worth insisting on during the design phase, not after the machine is installed.

よくある質問

What is the difference between a calender and an extruder?

押出機は、単軸または二軸スクリューを使用してコンパウンドをダイに押し込み、プロファイルまたはチューブを作成します。 A calender creates a sheet by passing the compound between rolls. The two processes produce different geometries, and the shear history differs. In many rubber plants, both are used in different stages.

1 つのカレンダーで複数の化合物を処理できますか?

はい、ただし制限があります。 Each compound has a different plasticity range, so the calender needs an adjustable friction ratio and a broad temperature window.非常に粘着性の高いコンパウンドと非常に硬いコンパウンドには異なる設定が必要であり、それらの切り替えには時間がかかることがあります。

What roll face width do I need for a finished sheet of 800 mm?

Add the edge trim, usually 20 to 50 mm per side, so a 900 to 1000 mm roll face width should be your starting point. The final number also depends on how the sheet is cut.

How do I control sheet thickness during production?

The gap between the last two rolls controls the thickness.最新のカレンダーの多くは、出口側の厚さゲージにリンクされた自動ゲージ制御を使用しています。手動制御も可能ですが、オペレータは頻繁に停止して測定する必要があるため、出力が低下します。

ゴムカレンダーの標準的な速度はどれくらいですか?

ライン速度は約 5 ～ 60 m/min の範囲で使用できます。実際の値は、コンパウンド、ロールの直径、厚さ、操作の種類によって異なります。コーティングと摩擦は通常、単純なシーティングよりも遅くなります。

カレンダーにはどのようなメンテナンスが必要ですか?

ロール表面の毎日の目視検査、ロール両端のニップギャップの定期検査、温度センサーの校正、ギアボックスオイルの毎月の検査。ベアリングとシールのグリースも定期的に交換する必要があります。

カレンダー加工されたシートに気泡が発生する原因は何ですか?

最も一般的な原因は、低い摩擦比、流動性の悪い低温コンパウンド、またはニップに空気を巻き込む不規則なフィードバンドです。 Adjusting the friction ratio and improving the band feed usually resolves the problem.

4 ロールカレンダーは常に 3 ロールカレンダーより優れていますか?

いいえ、3 ロール カレンダーはシートとコーティングの幅広い作業に対応しており、より経済的です。 1 回のパスで両面をコーティングする必要がある場合、または非常に厳しい厚さ公差が必要な場合は、4 ロールが必要になります。追加コストは、製品仕様で要求される場合にのみ正当化されます。