01
膠料制備
對膠輥來說,膠料的混煉是最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。膠輥用膠料種類從天然橡膠、合成橡膠到特種材料多達(dá)10余種以上,含膠率為25%~85%,硬度為土(0~90)度,跨越極大范圍。因此,如何使這些膠料混煉均勻已成為一大難題。常規(guī)的方法是采用開煉機(jī)以多種母煉膠的形式進(jìn)行混煉加工。近些年來,企業(yè)更多地改用嚙合式密煉機(jī),以分段混煉的方式制取膠料。
膠料達(dá)到均勻混煉之后還要用濾膠機(jī)進(jìn)行濾膠,消除膠料內(nèi)的雜質(zhì)。然后再用壓延機(jī)、壓出機(jī)、貼合機(jī)制成沒有氣泡和雜質(zhì)的膠片或膠條,供膠輥成型用。在成型之前,對這些膠片、膠條還要進(jìn)行嚴(yán)格的外觀檢查,限定停放期,保持新鮮表面并防止粘連和擠壓變形。因?yàn)槟z輥大部分為非模壓制品,一旦表面橡膠存在雜質(zhì)和氣泡,在硫化后對表面進(jìn)行研磨時(shí)即有可能出現(xiàn)砂眼,由此將導(dǎo)致整個(gè)膠輥出現(xiàn)超標(biāo)返修,甚至報(bào)廢。
02
成型
膠輥成型主要是在金屬芯上粘貼包覆橡膠,有包貼法、擠出法、模壓法、注壓法和注射法等。目前國內(nèi)主要以機(jī)械或手工粘貼成型為主,國外多數(shù)已實(shí)現(xiàn)了機(jī)械自動化。大中型膠輥基本上采用仿形擠出,用壓出膠片連續(xù)粘貼成型或擠出膠條連續(xù)纏繞成型的方式生產(chǎn)。同時(shí),在成型過程中以微機(jī)自動控制其規(guī)格尺寸和外觀形狀,有的也可用壓出機(jī)直角和異形擠出的方法進(jìn)行成型。
上述成型方法不僅能減輕勞動強(qiáng)度,同時(shí)還能消除可能產(chǎn)生的氣泡。為防止膠輥硫化中變形并防止氣泡和海綿的產(chǎn)生,尤其對包貼法成型的膠輥,外部還要采用柔性加壓的方法。通常是在膠輥外表面包扎纏繞數(shù)層棉布或錦綸布,再用鋼絲或纖維繩索加以固定加壓。盡管這一工藝早已實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化,但由于硫化之后還要除去包扎物,形成一個(gè)“盲腸”工藝,使制造過程復(fù)雜化,而且因包扎布、纏繞繩的使用次數(shù)極為有限、消耗量大而造成浪費(fèi)。
對小型和微型膠輥可以采用手工貼片、擠出套入、注壓、注射和澆注等多種生產(chǎn)工藝形式。為提高生產(chǎn)效率,現(xiàn)已大多采用模制法,而且精度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于非模制法。固體橡膠的注壓、注射以及液體橡膠的澆注,已成為最主要的生產(chǎn)方式。
03
硫化
目前,大中型膠輥的硫化方式依然是硫化罐硫化,雖然柔性加壓模式有所改變,但仍未脫離往返運(yùn)輸?shù)跣兜姆敝貏趧迂?fù)擔(dān)。硫化熱源有蒸汽、熱空氣和熱水3種加熱方式,主流仍是蒸汽。因金屬芯接觸水蒸汽而有特殊要求的膠輥,采用間接蒸汽硫化,時(shí)間要延長1~2倍,一般常用于中空鐵芯的膠輥。對不能用硫化罐硫化的特殊膠輥,有時(shí)采取熱水硫化,但水污染的處理有待解決。
為防止橡膠與金屬芯因?qū)岵町惍a(chǎn)生不同收縮而造成膠輥與膠芯之間發(fā)生脫層,一般硫化多采用緩慢升溫升壓的方式,硫化時(shí)間遠(yuǎn)比橡膠本身所需硫化時(shí)間要長得多。大型膠輥為達(dá)到內(nèi)外均一硫化以及使金屬芯與橡膠的導(dǎo)熱性相近,在罐內(nèi)停留的時(shí)間往往長達(dá)24~48h,約為橡膠正常硫化時(shí)間的30~50倍。
小型和微型膠輥現(xiàn)已大部分改為平板硫化機(jī)模壓硫化,徹底改變了膠輥傳統(tǒng)的硫化方式。近年還實(shí)行注壓機(jī)裝模、抽真空硫化,并且可以自動開閉模,機(jī)械化和自動化程度大幅提高,而且硫化時(shí)間短,生產(chǎn)效率高,產(chǎn)品質(zhì)量好。尤其是采用橡膠注射成型硫化機(jī)時(shí),把成型和硫化兩個(gè)工序合二為一,時(shí)間可以縮短到2~4 min,已成為膠輥生產(chǎn)發(fā)展的重要方向。
目前,以聚氨酯彈性體(PUR)為代表的液體橡膠在膠輥生產(chǎn)中發(fā)展很快,并為之開辟了材料和工藝革命的新途徑。它采用澆注形式,把復(fù)雜的成型操作與笨重的硫化設(shè)備甩掉,使膠輥生產(chǎn)工藝大為簡化。不過,最大問題是由于必須使用模具,對于大型膠輥特別是單個(gè)產(chǎn)品來說,導(dǎo)致生產(chǎn)成本大幅提高,給推廣使用帶來了很大困難。
為解決這一難題,近年開始出現(xiàn)無模制造的PUR膠輥新工藝。它以聚氧化丙烯醚多元醇(TDIOL)、聚四氫呋喃醚多元醇(PIMG)和二苯甲烷二異氰酸酯(MDl)為原料,混合攪拌之后快速反應(yīng),定量地澆注到緩慢旋轉(zhuǎn)的膠輥金屬芯上,一步一步實(shí)現(xiàn)邊澆注邊固化,最后形成膠輥。這種工藝不僅流程短,機(jī)械化、自動化程度高,而且省去了笨重的模具,可隨意根據(jù)要求生產(chǎn)各種規(guī)格尺寸的膠輥,使成本大幅度下降,現(xiàn)已成為PUR膠輥的主要發(fā)展方向。
另外,在世界各地用液體硅橡膠制造辦公自動化設(shè)備方面使用的微型精細(xì)膠輥也發(fā)展很快。它們分為加熱固化(LTV)和室溫固化(RTV)兩大類,所用設(shè)備也同上面的PUR不同,形成另一類澆注形式。在這里,最關(guān)鍵的問題是如何控制并降低膠料粘度,使之保持一定的壓力和擠出速度。
04
表面處理
表面處理是膠輥生產(chǎn)最后也是最關(guān)鍵的一道工序,表面研磨狀態(tài)直接左右著膠輥的使用性能。目前研磨的方法多種多樣,但主要是機(jī)械車削和磨光,為此研磨方法、研磨工具及所用磨料非常重要,各企業(yè)多視其為技術(shù)決竅,保持對外不宣的態(tài)度。其中最大的問題是如何解決研磨時(shí)橡膠的生熱現(xiàn)象和保持研磨后表面的最佳撓度。
膠輥除了對表面要進(jìn)行研磨處理外,還要徹底清洗,除去表面附著的膠粉,要求較高的還要對表面進(jìn)一步作拋光加工,也有的在表面涂覆樹脂涂料、乳膠漆料、磁粉、靜電粉體等。同時(shí),也可電鍍一層所需鍍層,或者進(jìn)行化學(xué)氧化處理等,以達(dá)到光感、抗蝕、磁化和導(dǎo)電等功能的目的。
隨著膠輥的不斷發(fā)展,膠輥表面的涂敷技術(shù)也得到快速提高,現(xiàn)已開始改變膠輥性能完全靠包覆橡膠的傳統(tǒng)方法。具體地說,就是用涂層的方法改變和賦予膠輥新的性能。如利用壓延機(jī)、刮涂機(jī)一類設(shè)備,增設(shè)油屏蔽層以達(dá)到提高耐油性的目的等,盡管膠輥的形狀、材料同原來一樣,但其功能卻發(fā)生了很大變化,有的變成功能膠輥,這種表面處理技術(shù)今后將很有發(fā)展前途。
綜上所述,現(xiàn)今生產(chǎn)使用的膠輥已形成了具有獨(dú)特工藝的產(chǎn)品系列。雖然目前國內(nèi)仍以傳統(tǒng)產(chǎn)品為主,但技術(shù)含量在不斷提高,不少產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入高新技術(shù)領(lǐng)域,附加值逐漸增大,正成為工業(yè)橡膠制品中又一個(gè)經(jīng)濟(jì)亮點(diǎn)。
我國有關(guān)膠輥檢測的標(biāo)準(zhǔn),多是一些HG/T的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。更具有權(quán)威和代表性的國家標(biāo)準(zhǔn),只有寥寥幾個(gè),相比其他塑料橡膠類檢測國家標(biāo)準(zhǔn),還不是太為完善。但是,有關(guān)膠輥的ISO國際標(biāo)準(zhǔn)還是極具參考價(jià)值的。今天小編就把國內(nèi)及國際膠輥檢測標(biāo)準(zhǔn)整理了一下,方便大家可以了解查看。
膠輥國內(nèi)常見檢測標(biāo)準(zhǔn)
■GB/T 23659-2017 復(fù)印機(jī)膠輥
■GB/T 21538-2008 金屬薄板用涂覆膠輥
■GB 9897-1988 造紙膠輥技術(shù)條件
■HG/T 3954-2007 冶金膠輥
■HG/T 3953-2007 木工機(jī)械用膠輥
■HG/T 2287-2008 印刷膠輥
■HG/T 2697-2017膠輥 第2部分:聚氨酯膠輥
■HG/T 2013-2001 膠輥 第三部分:織物預(yù)縮橡膠毯
■HG/T 2447-2003 膠輥 第4部分:印染膠輥
■HG/T 2446-2016 膠輥 第5部分:造紙膠輥
■HG/T 2445-2005 膠輥 第6部分:電子打字(印)機(jī)膠輥
■HG/T 2450-1999 膠輥表觀硬度的測定.橡膠國際硬度計(jì)法
■HG/T 2644-2011 膠輥趙氏(P.J)硬度計(jì)技術(shù)條件
膠輥國際檢測標(biāo)準(zhǔn)
■ISO 6123-1-2015 橡膠或塑料涂覆膠輥 規(guī)范 第1部分:硬度要求
■ISO 6123-2-2015 橡膠或塑料涂覆膠輥 規(guī)范 第2部分:表面特性
■ISO 7267-1-2008 膠輥表面硬度的測定 第1部分:國際橡膠硬度標(biāo)度
■ISO 7267-2-2008 膠輥表面硬度的測定 第2部分:肖氏硬度計(jì)型的方法
■ISO 7267-3-2011 膠輥表面硬度的測定 第3部分:普西-瓊斯法
膠輥主要檢測項(xiàng)目
1.膠輥硬度檢測項(xiàng)目:橡膠國際硬度、趙氏硬度、邵爾A硬度;
2.膠輥用膠料物理性能檢測項(xiàng)目:硬度、硬度公差、拉伸強(qiáng)度、拉伸伸長率、屈撓龜裂、撕裂強(qiáng)度、壓縮永久表現(xiàn)、回彈性、耐油質(zhì)量變化率、阿克隆磨耗、吸振性、摩擦性能;
3.膠輥用膠料化學(xué)性能檢測項(xiàng)目:耐液體性能、耐酸試驗(yàn)、耐堿試驗(yàn)、熱空氣老化、耐腐蝕性、導(dǎo)電性、傳熱性、親水性、耐溶劑性;
4.膠輥表面特性檢測項(xiàng)目:脫層、機(jī)械損傷、雜質(zhì)、氣泡、砂眼、表面粗糙度、表面處理;
5.膠輥其他檢測項(xiàng)目:尺寸公差、膠層厚度、膠層與輥芯黏合強(qiáng)度;
6.膠輥輥芯檢測項(xiàng)目:尺寸、表面質(zhì)量、壁厚、平衡量、焊縫質(zhì)量。
常見質(zhì)量問題和修補(bǔ)缺陷
1.有砂眼、雜志、氣孔、凹陷。膠料雜志過濾不凈,膠層過后搭接厚氣體排不出等造成。
輕微的可以先把損壞處挖成凹形,處理界面厚涂抹熱硫化黏合劑和混煉膠高溫硫化成型,帶冷卻后車床打磨即可。嚴(yán)重的返工重新做。
2.橡膠與金屬芯脫層 輥芯表面處理不到位,螺紋太大比表面積小,膠黏劑沒有干燥好直接纏膠硫化、硫化罐升溫過快翹開或欠硫所致。要重新制作。
3.重皮 膠料返煉不均,膠料表面有雜物和有水布纏繞不緊所致。硬膠80度以上報(bào)廢處理,80度邵氏A以下可以車磨10mm厚重新脫脂、涂抹熱硫化黏合劑搭接膠條、纏繞包膠硫化處理。
4.面膠和底層膠脫膠 兩種膠的硫化設(shè)計(jì)的硫化速度不協(xié)調(diào),或硬質(zhì)膠交聯(lián)慢所致。
5.局部脫殼 如果膠輥不嚴(yán)重,輕微邊緣有脫殼現(xiàn)象,可以把破損處和未破損的一部分上車床扯掉,重新上膠漿和混煉膠膠條,達(dá)到硬度一致,重新使用。