ラバーカレンダー加工: プロセス、ロールタイプ、パラメータ、および品質管理

ラバーカレンダーとは何ですか?

ラバーカレンダー加工は、加熱して配合したゴムの塊を硬化スチールローラーのセットに通してプレスし、制御された厚さと滑らかな表面を備えた連続シート、フィルム、または布地のコーティングを形成する機械プロセスです。 これは、幅広で均一なゴムシートを大量に生産するための最速の実用的な方法であり、コンベアベルトプライ、ルーフィングメンブレン、シーリングシート、およびコーティングされた布地などの製品のゲージの一貫性、表面仕上げ、および寸法安定性を直接決定します。

Wikipedia の記事「カレンダー」によると、カレンダーは、紙、繊維、ゴム、プラスチックなどの材料のシートを仕上げるために使用される一連の硬い圧力ローラーです。ゴム加工では、カレンダーは混合部門から温かいコンパウンドを取り出し、通常は 0.1mm～10mm 後で下流段階で切断、構築、または加硫処理されます。シートはダイ押出ではなく圧延圧力下で成形されるため、カレンダー加工では、他のほとんどの成形方法よりも幅広のシートと厳密な厚さ制御が実現します。

実際の利点は、カレンダーがゴム工場の中核機械であり続ける理由を説明しています。 ±0.05 mm ～ ±0.15 mm の一般的な商用公差内の均一な厚さ 、緻密で滑らかな表面、シフトごとの高出力、およびシングルパスでの多層構造。つまり、幅が広く、薄く、均一なゴム層が必要な場合、通常はカレンダー加工が適切な成形方法となります。

How Rubber カレンダー加工 Works, Step by Step

カレンダーを適切に実行するには、プロセスに一貫した複合的かつ規律ある制御が必要です。全体のシーケンスは、準備、パスの形成、冷却と離陸の 3 つのフェーズに分類できます。各段階は、最終的なシートがその厚さを維持し、欠陥がないかどうかに直接影響します。

Phase 1 — Compound Preparation

The calender cannot correct a bad compound.バッチは、均一なフィラー分布、安定したムーニー粘度、およびスムーズな流れのために選択された可塑剤レベルでニップに到達する必要があります。実際には、密閉型ミキサーまたはニーダーでマスターバッチを調製し、次に 2 ロールオープンミルで柔らかく空気のないストリップに調整します。多くのシートラインでは precision two-roll mixing mill as the final feed preparation step, and the ミキサー上流装置の主な機能と役割 安定したカレンダー動作にとって上流ブロックがそれほど重要である理由を説明します。

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フェーズ 2 — パスの形成

ストリップがカレンダーに入ると、ロールがストリップをニップに通して引っ張り、そこで高圧でコンパウンドをシート状に平らにします。単純なシートの場合は、通常 1 回か 2 回のパスで十分です。生地を補強するために、機械は繊維の糸の間の空間にゴムを押し込む摩擦処理、または生地の表面に均一なゴム層を設けるスキムコーティングのいずれかを実行します。最終的な厚さは送り速度ではなくニップの開口部によって設定されるため、ロール速度と温度によってコンパウンドの流れを制御しながら、オペレーターはギャップを常にチェックする必要があります。

Phase 3 — Cooling and Take-off

シートがカレンダーから出るとすぐに、熱くてベタベタし、歪みやすくなります。あ rubber cooling machine (batch-off unit) シートを離型剤に浸すかスプレーし、冷却コンベアに通して運び、きれいに積み重ねます。適切な冷却を怠ると、完成したシートに固着、ストレッチマーク、不均一な収縮が発生します。

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知っておくべき主なカレンダーロールの配置

ロールの配置によって、カレンダーが何を実行できるか、またゲージをどの程度正確に保持できるかが決まります。ゴム業界では、I 型、L 型、Z 型、逆 L 型または S 型の 4 つの形状が主流です。それぞれに異なるロールパスがあり、それによってシートの通しやすさ、シートにかかる張力の強さ、負荷によるロールのたわみの程度が変わります。

カレンダー加工されたシートの品質を制御する主要なプロセスパラメータ

ゴムカレンダーの出力品質の大部分は、ロール温度、ニップギャップ、ロール速度比、配合物の可塑性、および供給の均一性という 5 つの変数によって決まります。 いずれかがドリフトすると、数分以内にエアポケット、ゲージの変動、固着などの欠陥が発生します。

• ロール温度: 典型的な範囲は次のとおりです 60℃～90℃ NR、SBR、CR 化合物用。温度が高いと流れは改善されますが、固着や焦げのリスクが高まります。温度が低いと表面が粗くなり、層間の編み込みが不十分になります。
• Nip gap and roll loading: ギャップが最終的な厚さを設定し、一方、油圧負荷がロールを一緒に押して、重い圧力によるたわみを補償します。
• 摩擦比: の速度差 1.05:1 ～ 1.15:1 ロール間でせん断が発生し、摩擦中にゴムが生地に押し込まれます。
• ムーニー粘度: ほとんどのカレンダーコンパウンドは ML 1 4 100℃ 30 ～ 70 の範囲 。測定値がはるかに高いと、空気が閉じ込められ、スポンジ状のシートが生成されます。
• フィードストリップの均一性: ニップに入るストリップは、幅、厚さ、温度が一定でなければなりません。そうしないと、カレンダー設定が変更されていない場合でも、シートの厚さが変動します。

As a practical guideline, 細めのZ型カレンダーでも中速で±0.05mmの保持が可能 一方、幅の広い生産ラインは通常、±0.10 mm ～ ±0.15 mm で稼働します。これらは業界の一般的な値であり、保証された仕様ではありません。マシンは、パンフレットに記載されている速度ではなく、シフト全体にわたって維持できる許容範囲で判断してください。

カレンダー加工のための材料と配合の設計

すべての化合物が同じように良好にカレンダー加工できるわけではありません。カレンダーに適したコンパウンドは、容易に流れ、焦げに強く、ロールからきれいに剥がれる必要があります。の ゴム材料の主な特性と特性 ポリマーの選択をシート用途に適合させるための有用な出発点となります。

• NR と SBR: 広い硬化範囲と寛容な流動挙動を備えた、カレンダー加工が最も簡単なコンパウンドです。
• CR (ネオプレン): コーティングされた生地には優れていますが、粘着性が高いため、通常はより低いロール温度と離型剤が必要です。
• EPDM: 広くカレンダー加工されて屋根材の膜になります。グリーン強度が高いとゲージ制御が難しくなるため、低ムーニーグレードが好まれます。
• NBR: 耐油性シートに使用されます。ロール上でコンパウンドが柔らかすぎたり硬すぎたりしないように、可塑剤の含有量のバランスを保つ必要があります。
• シリコーンとFKM: カレンダー加工が可能ですが、通常は特殊な耐熱シート用に処理ウィンドウが狭くなります。

配合内では、一般的な成分には特定の役割があります。カーボン ブラックは補強を提供して導電性を制御し、酸化亜鉛は硬化システムを活性化し、ステアリン酸はロールの固着を軽減し、促進剤はカレンダー温度でのスコーチ安全性を考慮して選択する必要があります。典型的なシートコンパウンドには、100 phr NR、50 phr カーボン ブラック、5 phr 酸化亜鉛、2 phr ステアリン酸、5 phr プロセスオイル、2.5 phr 硫黄、および 0.8 phr 促進剤が含まれます。これらの負荷量は例示のみを目的としており、製造レシピではありません。

カレンダー加工されたゴムが使用される場所

カレンダー加工されたゴムの主な用途には、共通の要件が 1 つあります。それは、幅が広く、薄く、均一なゴム層をそれ自体または布基材に接合することです。そのため、このプロセスは自動車、建設、包装、スポーツ用品の製造全般にわたって見られます。

カレンダー作成の一般的な欠陥とその修正方法

適切に調整されたカレンダーであっても、配合物やプロセスの条件が変動すると欠陥が生じます。安定した生産に戻す最も早い方法は、パターンによって原因を特定することです。通常、厚さの問題はニップとロールのたわみを示し、表面の問題は通常、温度と粘着性を示し、接着の問題は通常、速度比と生地の張力を示します。

カレンダー加工 vs. 押出成形 vs. 成形: 適切な成形方法の選択

カレンダー加工はゴムを成形する唯一の方法ではありませんが、幅広の平らな製品に最適です。押出成形は一定の断面を持つ連続的なプロファイルに適していますが、プレス成形は複雑な形状の個別部品に適しています。選択は製品の形状、必要な出力、公差によって決まります。

幅の広い平らな製品の場合、平方メートルあたりのコストではカレンダー加工が有利です。複雑な断面の場合、押し出し成形が自然な選択となります。ガスケットやシールなどのユニット部品については、成形ではシート加工では実現できない形状の柔軟性が得られます。

カレンダーラインの安全性とメンテナンス

カレンダーの最も危険な箇所は 2 つのロール間の隙間で、手、衣服、工具が強い力で引き込まれる可能性があります。最も重要な保護対策は簡単に実行できます。ニップ上の固定ガード、手の届く位置にある緊急停止バー、およびオペレーターを吸気ゾーンから遠ざける両手制御です。ロールは高温になるため、熱保護および高温表面の警告サインは、クリーニングまたはセットアップ中に決して取り外さないでください。

• ロール表面のお手入れ: ロールを清潔で磨いた状態に保ちます。傷はシート表面に直接転写されます。
• ベアリングとドライブ: たわみや振動がゲージの変動として現れるため、ベアリングの温度とギアの騒音を定期的にチェックしてください。
• 油圧システム: 圧力損失によってニップ力が変化するため、ホースとシリンダーのシールに漏れがないか検査してください。
• 冷却回路: 特に熱に弱い化合物を処理する場合は、水の流れと温度制御を確認してください。
• ギャップ校正: 主要な整備のたびに、実際に測定したシートの厚さに基づいてニップ表示を校正してください。

実際的なスケジュールは、単一の検査よりも大きな違いをもたらします。の ゴム製機器の保守点検チェックポイント 通常のシフト勤務を中断するのではなく、それに適合する賢明なルーチンの概要を説明します。

完全なカレンダー作業セルの構築

カレンダー自体が単独で機能することはありません。完全なカレンダー加工ラインは、コンパウンドの準備から始まり、次にカレンダー、冷却、切断、積み重ねへと進みます。最も弱いステーションがライン全体を制限するため、各ステーションは同じ幅、速度、許容範囲の目標に一致する必要があります。

新しいワークセルを計画する場合、購入者は機器をリクエストする前に次の要件を定義する必要があります。

• 作業幅: 屋根用膜の生産ラインは 2,000 mm 以上の幅で稼働することが多く、シーリング シートのラインは通常 1,200 ～ 1,500 mm で稼働します。
• 厚さの範囲: カレンダー、バッチオフ、および切断ステーションはすべて同じ最小ゲージと最大ゲージを処理する必要があります。
• 自動化レベル: 自動切断と積み重ねにより労働力は軽減されますが、上流のゲージ制御をより厳密に行う必要があります。
• スクラップの取り扱い: エッジトリムとスタートアップスクラップは、次のバッチを汚染することなくミキサーに戻す必要があります。
• アフターサポート： 見積もりのスピード、スペアパーツの入手可能性、サプライヤーがフルラインを試運転できるかどうかを確認します。

カレンダー自体と同じくらい重要なのは、ライン全体を理解しているサプライヤーです。 OTT ラバーテック インターナショナル トレーディング (上海) 有限公司は、15 年以上のゴム機械の経験を活かしてこの装置を設計し、統合しています。すべての機械は出荷前にテストされ、見積書は 3 営業日以内に発行されます。OEM/ODM サポートはプロセス、材料、機械をカバーします。下流側では、 高性能ゴム切断機 冷却され蓄積されたシートを正確な寸法のパネルまたはストリップに変換します。これにより、手動切断のためにラインの速度が低下するのではなく、カレンダーの稼働が維持されます。

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ラバーカレンダーに関するよくある質問

ゴム製カレンダーはどの程度の厚さの許容差を保持できますか?

一般的な市販公差は、ロールの配置、幅、速度、配合物に応じて、±0.05 mm ～ ±0.15 mm の範囲です。中程度の速度での幅の狭い Z タイプのカレンダーは最も厳しいクラスを保持できますが、高速での幅の広い生産ラインは通常、その範囲の広い端近くに留まります。

カレンダー加工が可能なゴムの種類はどれですか?

NR、SBR、CR、EPDM、および NBR は、最も一般的なカレンダー化合物です。シリコンやFKMもカレンダー加工が可能ですが、加工範囲が狭く、慎重な温度制御が必要です。決定要因はポリマーの種類だけではなく、化合物の挙動です。

フリクションとスキムコーティングの違いは何ですか？

摩擦では、ロール間の速度差を利用してゴムを織物の糸の間の空間に押し込み、機械的接着を生じさせます。スキムコーティングは、織物に深く押し付けることなく、生地の表面に均一なゴム層を置きます。コーティングされた生地の多くは、最初に摩擦を使用し、次にスキムコートをその上に使用します。

コンパウンドがカレンダーロールにくっつくのはなぜですか?

粘着は通常、過剰なロール温度、粘着性が高すぎるコンパウンド、または離型剤の不足によって発生します。実際的な解決策は、ロール温度を下げるか、加工助剤レベルを調整するか、またはそのコンパウンドに対して承認されているロール剥離剤に切り替えることです。

購入者は、L タイプと Z タイプのカレンダーをどのように選択すればよいですか?

コストが重視される中幅の一般シーティング、フリクション、スキムコートにはLタイプをお選びください。 Z 配置によりロールのたわみが軽減され、厚みがより均一に保たれるため、シートの幅が広く、速度が高く、ゲージ公差が厳しくなければならない場合は、Z タイプを選択してください。

カレンダーの後に毎回バッチオフ冷却ユニットが必要ですか?

ほとんどのシート製品では、はい。バッチオフユニットは離型剤を塗布し、シートを冷却し、伸ばさずに積み重ねます。加硫前の固着や歪み、不均一な収縮を防ぎます。薄いフィルムや一部のカレンダー加工された生地ではワインドアップのみが必要な場合もありますが、その場合でも制御された冷却を強くお勧めします。