第11章壓延工藝

1一、本章基本要求

1、理解壓延基本原理2、掌握壓片、貼合、壓型、壓延工藝過(guò)程3、掌握紡織物掛膠的工藝過(guò)程和特點(diǎn)

二、本章主要內(nèi)容

§11.1壓延設(shè)備及壓延原理

§11.2壓延準(zhǔn)備工藝

§11.3壓延工藝

§11.1壓延設(shè)備及壓延原理

壓延工藝?yán)脡貉訖C(jī)輥筒之間的擠壓力作用，使物料發(fā)生塑性流動(dòng)變形，最終制成具有一定斷面尺寸規(guī)格和規(guī)定斷面幾何形狀的膠片，或者膠料覆蓋于紡織物表面制成具有一定斷面厚度的膠布的工藝加工過(guò)程。作業(yè)形式壓片壓型貼合貼膠與擦膠膠片膠布（一）壓延機(jī)的構(gòu)造壓延機(jī)由以下幾部分組成：輥筒、機(jī)架和軸承、調(diào)距裝置、輥筒撓度補(bǔ)償裝置，還有輔助管道裝置、電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和厚度檢測(cè)裝置等。（二）用途與分類壓延機(jī)主要用于膠料壓片；紡織物掛膠；鋼絲簾布掛膠；膠坯壓型；膠片貼合等。

一．壓延設(shè)備分類方法輥筒數(shù)目分類用途分類輥筒排列形式分類兩輥壓延機(jī)三輥壓延機(jī)四輥壓延機(jī)五輥壓延機(jī)Ι型壓延機(jī)△型壓延機(jī)L型壓延機(jī)Γ型壓延機(jī)壓片壓延機(jī)壓型壓延機(jī)擦膠壓延機(jī)壓光壓延機(jī)貼合壓延機(jī)實(shí)驗(yàn)用壓延機(jī)壓片擦膠壓延機(jī)Z型壓延機(jī)S型壓延機(jī)四輥壓延機(jī)五輥壓延機(jī)三輥壓延機(jī)二．壓延原理最大加料厚度膠料在壓延機(jī)輥筒上的受力狀態(tài)和流速分布輥筒撓度的影響及其補(bǔ)償壓延效應(yīng)壓延后的收縮變形(一)最大加料厚度設(shè)滾筒直徑為R，則Δh/2=R-O2C2=R（1-cosα），即Δh=2R（1-cosα）當(dāng)輥距為e時(shí)，能夠進(jìn)入輥距的膠料的最大厚度為：

h1=Δh+e＝2R（1-cosα）+h2

輥筒的直徑越大，加料厚度越大。（二）膠料在壓延機(jī)輥筒上的受力狀態(tài)和流速分布

(a)(b)（a）膠料在輥筒上的受力狀態(tài)；（b）膠料在輥隙中的流速分布狀態(tài).1.輥筒撓度

橫壓力：壓延時(shí)，膠料對(duì)輥筒產(chǎn)生一個(gè)與擠壓力大小相等、方向相反的反作用力，稱為橫壓力。（直徑為20cm，輥距為0.01cm時(shí),橫壓力可達(dá)480kg）

撓度：壓延機(jī)輥筒在膠料的橫壓力作用下會(huì)產(chǎn)生軸向的彈性彎曲變形，其程度大小以輥筒軸線中央部位偏離原來(lái)水平位置的距離表示,稱為輥筒的撓度。撓度的產(chǎn)生使壓延半成品沿寬度方向上斷面厚度不均勻，中間厚度大，兩邊厚度小，影響壓延質(zhì)量。2.補(bǔ)償方法（1）中高度法（凹凸系數(shù)法）（2）軸交叉法（3）輥筒預(yù)彎曲法（三）輥筒撓度的影響及其補(bǔ)償

中高度法軸交叉法預(yù)彎曲法1．壓延效應(yīng)壓延后的膠片在平行和垂直于壓延方向上出現(xiàn)性能各向異性的現(xiàn)象。2．產(chǎn)生壓延效應(yīng)的原因：（1）橡膠大分子鏈的拉伸取向；（2）形狀不對(duì)稱的配合劑粒子沿壓延方向的取向。

（四）壓延效應(yīng)配方設(shè)計(jì)：盡量不用幾何形狀不對(duì)稱的配合劑。壓延工藝：適當(dāng)提高壓延機(jī)輥筒表面的溫度；提高壓延半成品的停放溫度；降低壓延速度；適當(dāng)增加膠料的可塑度；將熱煉后的膠料調(diào)轉(zhuǎn)90o向壓延機(jī)供膠。3.消除壓延效應(yīng)的措施解取向(五)壓延后的收縮變形壓延后半成品的收縮變形與膠料的粘彈性有關(guān)，即與膠料的松弛特性有關(guān)。膠料的彈性松弛時(shí)間越短，彈性變形回復(fù)得越快，壓延后的收縮變形越小。收縮變形取決于膠料的松弛速度和外力的作用速度（壓延設(shè)備：輥筒直徑和數(shù)目和工藝條件：壓延溫度和速度等）。改善壓延收縮變形的方法提高膠料的松弛速度：

提高膠料溫度；提高膠料可塑度；降低含膠率。降低外力的作用速度：

壓延設(shè)備：增加輥筒直徑和輥筒數(shù)目

工藝條件：提高壓延溫度、降低壓延速度§11.2壓延準(zhǔn)備工藝膠料的熱煉與供膠紡織物的干燥尼龍、聚酯簾線的熱伸張?zhí)幚硪唬z料的熱煉與供膠1．熱煉的目的（1）恢復(fù)熱塑性流動(dòng)性；（2）使膠料進(jìn)一步勻化。2.熱煉分兩步：

（1）粗煉：低溫薄通；T=40～45℃；輥距2～5mm，薄通7～8次

（2）細(xì)煉：以較大的輥距、速比和較高的輥溫使膠料達(dá)到加熱軟化的目的。T=60～80℃，輥距7～10mm，薄通6～7次

3.供膠一般以條狀供膠,供膠速度與壓延耗膠速度相同;沿壓延寬度方向供膠要均勻;熱煉機(jī)一般與壓延機(jī)呈90°安置。二．紡織物干燥

壓延紡織物的含水率一般要求控制在1%～2%的范圍內(nèi)，最大不超過(guò)3%。否則會(huì)降低膠料與紡織物之間的結(jié)合強(qiáng)度，造成膠布半成品掉膠，硫化膠制品內(nèi)部脫層，壓延時(shí)膠布內(nèi)部產(chǎn)生氣泡，硫化時(shí)產(chǎn)生海綿孔等質(zhì)量問(wèn)題。三．尼龍、聚酯簾線的熱伸張?zhí)幚?/p>

簾布的熱伸張?zhí)幚碓诠に嚿戏秩酵瓿桑旱谝徊綖闊嵘鞆垍^(qū)第二步為熱定型區(qū)第三步為冷定型區(qū)

§11.3壓延工藝膠片的壓延

壓片

貼合

壓型膠布的壓延貼膠擦膠一．膠片的壓延

利用壓延機(jī)將膠料制成具有規(guī)定斷面厚度和寬度的表面光滑的膠片，通常適于厚度在3mm以下的膠片。如膠管、膠帶的內(nèi)外層膠和中間層膠片、輪胎的緩沖層膠片、隔離膠片和油皮膠等。

1．對(duì)壓延膠片的質(zhì)量要求：

表面光滑、無(wú)縐縮；

內(nèi)部密實(shí)、無(wú)孔穴、氣泡；斷面厚度均勻，精確；各部分收縮變形均勻一致。（一）壓片1)三輥壓延機(jī)壓片：

適用于厚度為2～3mm的膠片，分兩種情況：中下輥間無(wú)積膠壓延：適用于NR；中下輥間有積膠壓延：適用于SBR。可使膠片表面光滑、有利于減少內(nèi)部氣泡，提高密實(shí)程度，但會(huì)增大壓延效應(yīng)。2．壓片的工藝方法三輥壓延機(jī)壓片2膠料膠片存膠膠片膠料中下輥間無(wú)積存膠中下輥間有積存膠2)四輥壓延機(jī)壓片適用于厚度范圍在0.04～1.00mm的膠片。壓延精度高，但壓延效應(yīng)大。輥溫：輥溫高，流動(dòng)性好，表面光滑；過(guò)高易產(chǎn)生氣泡和焦燒現(xiàn)象。輥溫須依生膠品種、可塑度及配方含膠率而定。為順利出片，各輥筒間應(yīng)有溫度差。輥速：壓延速度快，生產(chǎn)效率高，壓延收縮率也大。輥筒速比:中、上輥有速比，有助于消除氣泡，中、下輥等速,保證膠片的光滑程度。生膠品種:NR的壓延特性較好，容易壓延；合成橡膠壓延要困難一些。可塑度：可塑度大，流動(dòng)性好，半成品表面光滑，壓延收縮率低，可塑度太大易粘輥。含膠率：含膠率高，壓延收縮率大，表面不光滑。3．影響壓片質(zhì)量的因素4.不同橡膠的壓片特性-1NR:容易壓延,表面光滑,收縮率小,氣泡少;SBR:收縮率大,表面粗糙,氣泡多且難排除;適當(dāng)提高可塑度;加增塑劑;加碳酸鈣等;CR:收縮率大,對(duì)溫度敏感,易焦燒和粘輥;高精度要求時(shí),采用高溫塑性態(tài)壓延(大于90℃),低精度用低溫彈性態(tài)壓延(70℃以下),無(wú)氣泡,但收縮率大,光滑度差;NBR:收縮劇烈,表面粗糙;增長(zhǎng)熱煉時(shí)間,多加增塑劑(50份),多填充軟質(zhì)炭黑或活性碳酸鈣;填料用量不低于50份,大片供膠.4.不同橡膠的壓片特性-2BR:收縮率較大,并用NR可以改善;EPDM:易粘輥,掉皮和表面不光滑;多次低溫回?zé)挸?低溫壓延(40~50℃)收縮率大,易產(chǎn)生氣泡;高溫(90~120℃)可解決,含膠率越高,越易有氣泡。IIR:收縮率大,排氣困難易出現(xiàn)針孔或表面不光滑等,宜采用低溫、低速壓延并減少輥縫處的存膠量1．適用場(chǎng)合1)膠片厚度較大，質(zhì)量要求高的膠片壓延；2)配方含膠率高，除氣困難的膠片壓延；3)兩種以上不同配方膠片之間的復(fù)合膠片的壓延；4)夾膠布及氣密性要求較嚴(yán)的中空橡膠制品的制造等。

（二）貼合（1）兩輥壓延機(jī)貼合厚度精度差，不適合小于1mm的膠片。（2）三輥壓延機(jī)貼合要求兩層膠的溫度及可塑度盡可能一致（3）四輥壓延機(jī)貼合可一次完成兩個(gè)新鮮膠片的壓延與貼合。

2．貼合工藝方法三輥壓延機(jī)貼合四輥壓延機(jī)貼合1-第一次膠片2-壓輥3-貼合膠片1、2、3－輥筒4-外層膠布5、9－分布輪6-里層膠布7－托輥8－壓輥10-加壓螺旋11、12－壓合輥13、14－冷卻輥筒15夾膠布卷16-動(dòng)力軸17-皮帶輪18－傳動(dòng)帶19-自動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)1．壓型工藝兩輥壓延機(jī)三輥壓延機(jī)最后出片輥為花紋輥。四輥壓延機(jī)

2.壓型質(zhì)量表面光滑，花紋清晰；內(nèi)部密實(shí)，無(wú)氣泡；斷面幾何形狀準(zhǔn)確，厚度尺寸精確。

（三）壓型壓型工藝示意圖a.配合：控制含膠率，含膠率不宜過(guò)高，否則花紋的清晰度不好。

b.工藝：控制可塑度、熱煉程度、返回膠摻用比，提高輥溫、降低轉(zhuǎn)速。

c.冷卻：采取急冷使花紋定型，防止塌扁。3.工藝要點(diǎn)膠布的壓延－紡織物掛膠

紡織物的掛膠：利用壓延機(jī)將膠料覆蓋于紡織物表面，并滲入織物縫隙的內(nèi)部，使膠料和紡織物緊密結(jié)合在一起成為膠布的壓延作業(yè)。1．掛膠的目的提高骨架材料的結(jié)合強(qiáng)度，承擔(dān)應(yīng)力作用；減少骨架材料間的摩擦生熱；

提高膠布的彈性和防水性能，增加成型黏著性以保證制品具有良好的使用性能。紡織物貼膠

特點(diǎn)：輥筒等速回轉(zhuǎn)，只有擠壓力優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)效率高；對(duì)紡織物的損傷小；附膠量大，耐疲勞性好；缺點(diǎn)：膠料的滲透力較差；附著力較低；兩膠層之間有空隙,易產(chǎn)生氣泡適用范圍：浸膠簾布、浸膠、涂膠處理后的帆布作業(yè)方式：三輥壓延機(jī)：一次單面掛膠四輥壓延機(jī)：一次雙面掛膠紡織物擦膠特點(diǎn)：輥筒之間有速比，既有擠壓力又有剪切力。優(yōu)點(diǎn)：膠料對(duì)織物的滲透力強(qiáng)；結(jié)合強(qiáng)度高。缺點(diǎn)：對(duì)紡織物的損傷大；附膠量較小，耐疲勞性差。適用范圍：紡織結(jié)構(gòu)比較緊密的帆布。作業(yè)方式：三輥壓延機(jī)：上:中:下=1:1.3-1.5:1

包擦:中輥包膠,附膠量較少而且穩(wěn)定,耐屈撓疲勞性較差,滲透力差,附著力不高。表面不光滑.適用于平紋細(xì)弱布類.

光擦:中輥不包膠,附膠量大,疲勞性好。滲透力強(qiáng),附著力高。但對(duì)紡織物的機(jī)械損傷大,只適用于厚度較大的帆布?jí)貉?壓力貼膠

特點(diǎn)：與貼膠工藝基本相同;輥隙處有適量堆積膠。優(yōu)點(diǎn)：保持貼膠法的優(yōu)點(diǎn),克服了其缺點(diǎn)。缺點(diǎn)：附膠量稍低,易劈縫、摞股和壓扁。適用范圍：浸膠簾布。作業(yè)方式：三輥壓延機(jī)(半擦膠)。影響紡織物擦膠的因素配合方面：較高的含膠率，最少不得低于40%，有時(shí)可超過(guò)70%。用增粘性物理增塑劑，用量為5～10phr。紡織物熱處理：含水率低于1%，溫度高于70℃，保持張力。壓延溫度：溫度要求比較高，一般在90～110℃。輥速：輥速大，生產(chǎn)能力大，但收縮大，膠布表面不光滑。速比：增大速比可改善擦膠效果，提高對(duì)織物的滲透作用，但會(huì)增大對(duì)織物的損傷。上、中、下輥速比一般為1:1.3~1.5：1。中輥包膠問(wèn)題：可通過(guò)提高可塑度、增大物理增塑劑的用量等措施預(yù)防脫輥。膠料的可塑度：擦膠膠料的可塑度要求較高。NR：0.50~0.60；CR：0.40~0.50；NBR：0.55～0.65；IIR：0.45～0.50鋼絲簾布的壓延冷貼壓延法：冷膠片壓延熱貼壓延法：鋼絲導(dǎo)開表面清洗干燥定張力排線分梳定位壓延貼膠厚度檢測(cè)冷輥冷卻定長(zhǎng)裁斷卷取包裝骨架材料的壓延工藝要點(diǎn)熱壓延法的喂料方法：開煉機(jī)、銷釘冷喂料擠出機(jī)水份：人造絲、尼龍、聚酯等，低于1%；鋼絲，濕度不大于40%，