Vorming
Het vormen van rubberrollen omvat voornamelijk het aanbrengen van een rubbercoating op een metalen kern, met behulp van verschillende methoden, zoals wikkelen, extrusie, gieten, spuitgieten en spuitgieten. Momenteel worden in China voornamelijk mechanisch of handmatig gelapt en gegoten, terwijl in de meeste landen mechanische automatisering is toegepast. Grote en middelgrote rubberrollen worden in principe geproduceerd door middel van profielextrusie, continu gieten met geëxtrudeerde folie of continu wikkelen met geëxtrudeerde tape. Tijdens het gietproces worden de specificaties, afmetingen en vorm automatisch aangestuurd door een microcomputer. Sommige rollen kunnen ook worden gegoten met behulp van een haakse extruder of extrusie met speciale vormen.
De bovengenoemde vormmethode kan niet alleen de arbeidsintensiteit verminderen, maar ook mogelijke luchtbellen elimineren. Om te voorkomen dat de rubberen rol vervormt tijdens het vulkaniseren en om de vorming van luchtbellen en sponsachtige structuren tegen te gaan, met name bij rubberen rollen die met de wikkelmethode worden gevormd, moet een flexibele druktechniek aan de buitenkant worden toegepast. Normaal gesproken wordt het buitenoppervlak van de rubberen rol omwikkeld met meerdere lagen katoen- of nylondoek en vervolgens vastgezet en onder druk gezet met staaldraad of vezeltouw. Hoewel dit proces al gemechaniseerd is, moet de bekleding na het vulkaniseren worden verwijderd om een "cecale" laag te vormen, wat het productieproces compliceert. Bovendien is het gebruik van bekledingsdoek en wikkeltouw zeer beperkt en is het verbruik groot, wat leidt tot veel afval.
Voor kleine en micro-rubberrollen kunnen diverse productieprocessen worden gebruikt, zoals handmatig aanbrengen, extrusie, spuitgieten, injectie en gieten. Om de productie-efficiëntie te verbeteren, worden tegenwoordig vooral spuitgietmethoden gebruikt, waarmee een veel hogere nauwkeurigheid wordt bereikt dan met niet-spuitgietmethoden. Spuitgieten, injectie van massief rubber en gieten van vloeibaar rubber zijn uitgegroeid tot de belangrijkste productiemethoden.
Vulkanisatie
Momenteel wordt voor het vulkaniseren van grote en middelgrote rubberrollen nog steeds gebruikgemaakt van vulkanisatie in een vulkanisatietank. Hoewel de flexibele drukmethode is veranderd, blijft de zware arbeidslast van transport, hijsen en lossen bestaan. Er zijn drie warmtebronnen voor vulkanisatie: stoom, hete lucht en heet water, waarbij stoom nog steeds de meest gebruikte methode is. Voor rubberrollen met speciale eisen, vanwege het contact van de metalen kern met waterdamp, wordt indirecte stoomvulkanisatie toegepast, waardoor de vulkanisatietijd 1 tot 2 keer langer is. Deze methode wordt over het algemeen gebruikt voor rubberrollen met een holle ijzeren kern. Voor speciale rubberrollen die niet in een vulkanisatietank kunnen worden gevulkaniseerd, wordt soms heet water gebruikt, maar dit brengt wel het probleem van waterverontreiniging met zich mee.
Om te voorkomen dat het rubber en de metalen kern delamineren als gevolg van de verschillende krimp en warmtegeleiding tussen de rubberrol en de rubberkern, wordt bij de vulkanisatie meestal een langzame verwarmings- en drukverhogingsmethode toegepast. De vulkanisatietijd is daardoor veel langer dan de vulkanisatietijd die het rubber zelf nodig heeft. Om een uniforme vulkanisatie aan de binnen- en buitenkant te bereiken en de warmtegeleiding van de metalen kern en het rubber gelijk te maken, blijft de grote rubberrol 24 tot 48 uur in de tank, wat ongeveer 30 tot 50 keer langer is dan de normale vulkanisatietijd voor rubber.
Kleine en micro-rubberrollen worden tegenwoordig grotendeels gevulkaniseerd met behulp van plaatvulcanisatie, waardoor de traditionele vulkanisatiemethode voor rubberrollen volledig is veranderd. De laatste jaren worden spuitgietmachines gebruikt voor het aanbrengen van mallen en vacuümvulcanisatie, waarbij de mallen automatisch geopend en gesloten kunnen worden. De mate van mechanisatie en automatisering is sterk verbeterd, wat resulteert in kortere vulkanisatietijden, een hoge productie-efficiëntie en een goede productkwaliteit. Vooral bij gebruik van een spuitgietmachine worden de twee processen van vormen en vulcanisatie gecombineerd tot één, waardoor de vulkanisatietijd kan worden verkort tot 2 à 4 minuten. Dit is een belangrijke ontwikkeling voor de productie van rubberrollen.
Momenteel heeft vloeibaar rubber, in de vorm van polyurethaanelastomeer (PUR), zich snel ontwikkeld in de productie van rubberrollen en heeft het een revolutie teweeggebracht op het gebied van materiaal en processen. Door de gietvormtechniek worden complexe vormprocessen en omvangrijke vulkanisatieapparatuur overbodig, wat het productieproces van rubberrollen aanzienlijk vereenvoudigt. Het grootste probleem is echter dat er mallen nodig zijn. Voor grote rubberrollen, met name voor individuele producten, stijgen de productiekosten aanzienlijk, wat de introductie en het gebruik ervan bemoeilijkt.
Om dit probleem op te lossen, is er de laatste jaren een nieuw proces ontwikkeld voor de productie van PUR-rubberrollen zonder mallen. Hierbij worden polyoxypropyleenetherpolyol (TDIOL), polytetrahydrofuraanetherpolyol (PIMG) en difenylmethaandiisocyanaat (MDl) als grondstoffen gebruikt. Deze reageren snel na het mengen en roeren en worden vervolgens nauwkeurig op de langzaam roterende metalen kern van de rubberrol gegoten. Het proces verloopt stapsgewijs tijdens het gieten en uitharden, waarna de rubberrol gevormd wordt. Dit proces is niet alleen snel, sterk gemechaniseerd en geautomatiseerd, maar maakt ook de noodzaak voor omvangrijke mallen overbodig. Het maakt de productie van rubberrollen in diverse specificaties en afmetingen mogelijk, wat de kosten aanzienlijk verlaagt. Dit is uitgegroeid tot de belangrijkste ontwikkelingsrichting voor PUR-rubberrollen.
Daarnaast ontwikkelt de markt voor microfijne rubberrollen, die gebruikt worden bij de productie van kantoorautomatiseringsapparatuur met vloeibare siliconenrubber, zich wereldwijd in een rap tempo. Deze rollen zijn onderverdeeld in twee categorieën: warmtehardende (LTV) en kamertemperatuurhardende (RTV) rollen. De gebruikte apparatuur verschilt ook van die voor de eerdergenoemde PUR-rollen en vormt een ander type gietvorm. De belangrijkste uitdaging hierbij is hoe de viscositeit van de rubbercompound te beheersen en te verlagen, zodat een bepaalde druk en extrusiesnelheid behouden blijven.
Geplaatst op: 7 juli 2021
