Обработка тканей и резиновых смесей на каландрах

Сушка и промазка тканей. Ткани, применяемые в производстве ремней, рукавов и других изделий, промазывают резиновой смесью.

Если для промазки на каландр поступает относительно толстая ткань, например, бельтинг или чефер, то необходимо ткань предва­рительно нагреть и просушить. Нагрев ткани облегчает процесс промазки, так как размягченная резиновая смесь легче проникает В теплую ткань. Удалением влаги улучшают адгезию резиновой смеси к ткани и предупреждают расслаивание изделия, возможное в результате выделений водяных парой в процессе вулканйзйцйй. Сушат ткани на сушильных барабанах, монтируемых из 6 или 8 барабанов в комплекте. Над барабанами, на расстоянии 2 м от пола, следует устанавливать зонты вытяжной вентиляции. Для за­правки ткани на барабаны применяют заправочные тканевые по­лосы или ленты, оставляемые в машине по окончании работы. Су­шильные барабаны обогреваются паром. Обычно ткани сушат при температура на поверхности барабана около 115°С и скорости движения ткани 25—28 м/мин. В этих условиях, в зависимости от количества пропусков через барабаны, влажность ткани снижается с й 7 до 2,5-2,0%.

Для осуществления непрерывного процесса сушки два, а иногда и три комплекса сушильных барабанов целесообразно соединять в один агрегат. Для обеспечения соединения кусков ткани в общий рулон, не останавливая работы агрегата, второй конец каждого куска ткани на длине 5—б м Должен быть предварительно на ткац­кой фабрике сложен вдвое. Таким образом, конец ткани освобож­дается несколько раньше раскатки всего рулона ее и создается возможность соединения этого конца с передним концом следую­щего рулона ткани. Концы их сшивают однониточньш швом встык на специальной швейной машине, позволяющим легко разделить сшитые куски при выходе ткани с агрегата, или склеивают резино­вым клеем с последующей вулканизацией шва. Накатку просушен­ной ткани необходимо вести с той же скоростью, с какой ткань проходит по барабанам. Контроль влажности ткани производят или периодически, досушивая образцы определенное время до по­стоянной массы  или непрерывно — посредством специальных элек­тровлагомеров. Сушка, однако, понижает прочность ткани.

При промазке ткани разогретую резиновую смесь наносят на поверхность ткдни и втирают в нее на трехвальных промазочных каландрах. Отношение окружных скоростей валков каландра ко­леблется в пределах от 1: 1,3 до 1: 1,7, но обычно равно 1: 1,5. Ткань промазывают с обеих сторон; лишь в отдельных случаях, например при изготовлении одного из видов изоляционной ленты, применяют одностороннюю промазку. Если вторая сторона ткани промазывается на том же каландре, где обрабатывалась первая ее сторона, применяют промазку по схемам, приведенным на рис. 1. Для этого необходимо кроме роликов 1 и 2 иметь добавочный приемный ролик 3, направляющий ролик 4 и тормозное приспособ­ление у приемного ролика 2. На каландрах с валками большой длины можно одновременно обрабатывать две полосы ткани. За­правку их производят по приведенной схеме, но не синхронно по фазам обработки, а смещая их.

Иногда сушильные барабаны устанавливают в агрегате с ка­ландром, помещая между ними компенсатор. В этом случае про­сушенная ткань незамедлительно поступает на промазку. Если же между сушкой и промазкой ткани имеется разрыв во времени 30—60 мин, ткань следует сохранять в особых камерах с темпера­турой 50—60 °С. Иногда у промазочных каландров для дополнительной подсушки ткани, поступающей в каландр, устанавливают обогреваемые паром барабаны.

Особенности обработки текстиля из вискозы и синтетических волокон.  Применение вискозных и синтетических текстильных изделий (ткани, корда, пряжи) (см. главу 9) в производстве РТИ требует предварительной их обработки для создания системы текстиль — адгезив — резина, так как адгезия к резине гладких цилиндрических волокон недостаточна. Образование такой адге­зивной пленки производится при помощи пропитки текстиля в со­ответствующих составах и последующей механической и тепловой обработок.

Пропитка вискозных материалов производится латексно-резор-цин-формальдегидным комплексом. Применяется бутадиен-стирольный   или  наиритовый латекс.  Резорцин-формальдегидная   смола приготовляется непосредственно перед применением путем конден­сации резорцина и формальдегида в водной среде в присутствии едкой щелочи. Пропитка и последующая сушка при повышенной (130°С) температуре производится на агрегатах типа ИРУ-18, АЛТ-22 и др.

Пропитка полиамидных материалов — изделий из капрона и анида — проводится в подобных же составах, но с применением ак­тивных латексов: бутадиен-метилпиридинового или же карбокси-латного, а также наиритового. Ввиду свойственной полиамидным материалам усадки при тепловых обработках, пропиточные агре­гаты усложняются наличием камер горячей вытяжки и камер фик­сации материала.

Применяются, но менее эффективны, пропитки полиамидного текстиля в водных растворах смолы Э-89, получаемой путем кон­денсации эпихлоргидрина и ж-фенилендиамина в эквимолекуляр­ных соотношениях в водной среде. Более целесообразно применять такую пропитку для резин нз полярных каучуков, например наирита.

Являются перспективными и разрабатываются способы повы­шения прочности связи, непосредственно между текстилем и рези­ной, путем введения в состав резиновых смесей низкомолекуляр­ных соединений некоторых фенолов с уротропином (например, «резотропин»).

Пропитка полиэфирных материалов — текстильных изделий, из­готовленных из лавсана, —представляется более трудной. Вслед­ствие высокой гидрофобности этих волокон латексно-резорцинфор-мальдегидная дропитка мало успешна, а поэтому применяется про­питка органическими 20% растворами полиизоцианатов, например лейконата (см. главу 5).

Ввиду значительной, до 15%, усадки полиэфирного волокна при 150°С, необходима термофиксация таких изделий. Поскольку поли­эфирные волокна и изделия из них имеют высокий модуль, наи­более целесообразно термофиксацию проводить сразу после изго­товления пряжи, до операции ткачества.

Пожаро- и взрывоопасность, а также и токсичность пропиток на органических растворителях ведет к поискам приемов пропитки модифицированными изоцианатами. Такие «блокированные» изоцианаты дают водные эмульсии, пригодные для пропитки. После сушки при 130—140 °С следует нагрев до 180—200 °С, при котором блокированные изоцианаты разлагаются, выделяя активную форму.

Применяется двусторонняя клеепромазка полиэфирного тек­стиля,  вначале клеем, содержащим изоцианат в составе резино­ вой смеси, а затем резиновым клеем без изоцианата; одним из недостатков этого способа является структурирование каучука изоцианатом, приводящее к быстрой желатинизации клея. При про­питке полиэфирных материалов применяется так называемая двухстадийная пропитка: вначале в 3—5% растворе изоцианата в органическом растворителе, затем сушка и вторая пропитка в латексно-резорщшформальдегидном составе.

Расправители и вводчики ткани. Для расправления продоль­ных складок на ткани и уменьшения усадки ткани по ширине и вытяжки пс длине перед сушильным барабаном и каландром устанавливают ширительные приспособления. Имеются ширители (вводчики), ксторые одновременно направляют, центрируют ткань. В автоматическом вводчике ткани системы Фоксвел кромки ткани зажимаются между двумя парами наклонно расположенных роли­ков. Пневматический прижим обеспечивает контакт нижнего ро­лика с верхним. При отклонении ткани в ту или другую сторону соответственшя кромка ткани задевает рычаг, связанный с клапа­ном пневматического устройства, воздух выходит и нижний ролик освобождает ткань. Тогда ткань, оставшаяся под действием второй пары роликов, перемещается к центру. Для работы этого вводчика обязательно наличие достаточно жестких кромок ткани.

Применяется также устройство, состоящее из ролика, подшип­ники которого смонтированы на раме, имеющей ось вращения. Ось вращения рамы выбрана такой, что при качании рамы, а следова­тельно и  ролика,  ткань,   проходящая   через   ролик  в зазор калипдра, приподнимается по краям. Оси ролика и валков каландра и что время скрещиваются; вследствие этого одна сторона ткани растягивается больше другой, и ткань стремится переместиться в этом направлении. За перемещением ткани следит щуп, постоянно касающийся кромки ткани. Щуп связан с регулирующим устройством типа сопло-заслонка. Это устройство передает им­пульс на регулирование к исполняющему органу — пневмоклапану, снизанному своим штоком с роликом качающейся рамы; ролик по­ворачивается в другую сторону, ткань начинает перемещаться и противоположном направлении. Таким образом рамка с роликом, непрерывно качаясь, не дает ткани отойти от центральной оси. Применяется также и фотоэлектрический контроль правильного положения кромки раскатываемой ткани.

Изменение размеров ткани при промазке. В процессе промазки ткань вытягивается и сдавливается, значительно изменяясь по длине и толщине. Как видно из табл. 1, ткань, растянутая во время промазки, в последующем дает усадку 1—4%, но все же сохраняет значительную часть полученного удлинения. Увеличение длины промазанной ткани объясняется тем, что вытяжка идет, в основ­ном, за счет остаточного удлинения ткани; заполнение же ткани резиновой смесью механически препятствует возврату упругих рас­тяжений. Величина вытяжки ткани и последующей усадки зависят от вида ткани, сорта резины и режима работы каландра. Данные табл. 1 относятся к смеси с содержанием до 50% каучука. Смеси с ббльшим содержанием каучука труднее проникают в толщу ткани, дают меньший расход на промазку 1 м² ткани; одно­временно обнаруживается большая усадка ткани после про­мазки.

Увеличение длины промазанной ткани имеет существенное зна­чение в планировании расхода текстильных материалов. Поскольку нормы расхода составляются по данным закроя в основных цехах, потребность тканей суровья (непрорезиненшйх) должна исчис­ляться с учетом изменения их площади при операциях обработки тканей на каландрах. Одновременно с увеличением длины ткань становится уже и плотнее по основе, нити основы выпрямляются, их натяжение становится равномернее, прочность ткани возра­стает. Это увеличение может перекрыть то снижение прочности, которое получила ткань вследствие предшествующей просушки (см. главу 9). Однако относительное удлинение ткани при этом снижается, ее продольная жесткость возрастает.

Расход резиновой смеси на промазку тканей. Тканевые эле­менты конструкции резинотканевых изделий более жестки, чем ре­зиновые, а поэтому воспринимают основную долю нагрузки, кото­рая возникает в изделии в условиях эксплуатации. Однако если бы элементы, например слои бельтинга в ремнях, не были соеди­нены в одно целое резиновой массой, они работали бы не одновре­менно, а следовательно, не эффективно. К тому же, если тканевые слои не были изолированы друг от друга резиновыми про­слойками, они   весьма быстро износились бы   вследствие трения, возникающего  при многократном изгибе, которому подвергаются изделия.

Должная изоляция может быть достигнута лишь при наличии достаточного резинового слоя между тканевыми слоями и при ус­ловие проникновения резины в ткань между нитями основы и утка и в толщу самих нитей. Количество резиновой смеси, которое можно нанести при промазке на ткань, зависит от вида смеси и от характера ткани. Более пластичная смесь легче проникает в толщу ткани; более рыхлая, менее гладкая ткань принимает боль­шее количество резиновой смеси, обладает большей резиноемкостью (см. главу 9).                                                              

Все поры ткани заполнить резиновой смесью не удается, по­этому фактический расход резиновой смеси при промазке тканей ниже теоретической ее резиноемкости. Практически при промазке ткань в среднем принимает лишь 32—43% теоретически возмож­ного количества резиновой смеси (считая на первоначальные габа­риты ткани). Если же поглощение резиновой смеси тканью оце­нивать с учетом уменьшения толщины ткани после промазки, то заполнение ткани составит 45—50%. Из общего количества рези­новой смеси, расходуемой на промазку ткани, около 60—65% за­трачивается при обработке первой стороны ткани и 40—35% — второй.

Накладка резиновой смеси на ткань. Накладка утолщенного слоя резиновой смеси необходима для усиления сцепления проре­зиненных тканевых слоев (прослойки в некоторых видах плоских приводных ремней и в транспортерных лентах) для защиты тка­невого слоя или для создания наружного покровного слоя. Допол­нительные, толщиной около 0,3 мм, резиновые прослойки (сквиджи) между тканевыми слоями увеличивают прочность сцепления последних и обеспечивают большую гибкость изделия. Толщина, ббльшая 0,3 мм, не рекомендуется, так как при этом увеличивается поэможность расслоения из-за напряжения сдвига.

Дополнительную    резиновую   прослойку   на   ткань   калибром 0,2—0,3 мм можно наложить, применяя третий пропуск через ка­ландр   с   фрикцией   или через  листовальный   каландр.   Известен также способ наложения так называемой «фрикционной накладки».       Достоинство этого способа состоит в возможности выполнения работы всего лишь за два прохода ткани через каландр. За первый  проход промазывается одна сторона   ткани,   за   второй — другая,      с одновременной накладкой дополнительной прослойки. При этом отпадает операция отбора  кромки резиновой смеси, неизбежная      при работе на листовальном каландре. Однако этот способ требует применения мало распространенных каландров с небольшой фрикцией (около 1 :1,2—1 :1,3).

Накладка резиновой смеси на ткань для создания защитного  или покровного слоев (например, при изготовлении различных видов кожзаменителей) производится так же, как и накладка прослоек. Пропуск же ткани через каландр связан со значительной ее  вытяжкой   и   сдавливанием,   а   также  с искажением   рисунка ткани, что не всегда допустимо.

Обкладка ткани резиновой смесью. Резиновый лист, выходящий из каландра, можно наложить на ткань, не заправляя ее межд> валками каландра, а прижимая к каландруемому листу с помощью металлического дублировочного валка, обложенного эбонитом. Этот способ обкладки ткани позволяет более точно установить калибр резинового слоя, не изменяя размеров и вида ткани, по­скольку ткань здесь идет без значительного натяжения (рис. 2). Наименьший вес накладываемой этим способом резины состав­
ляет около 120 сН/м², а потому в тех случаях, когда требуются более легкие покры­тия, применяют клеепромазочные машины.

Рис. 2. Схема дублирования и обкладки на каландре. 

Листование резиновой смеси. Широко применяемое в производстве РТИ листова­ние (каландрование) резиновой смеси при­водит к ориентации каучуковых и минераль­ных частиц в направлении каландрования.
Если такое расположение частиц остается закрепленным в материале, то наблюдает­ся так называемый каландровый эффект; сопротивление такой резины разрыву по каландрования выше, чем в поперечном направлении, относительное же удлинение ниже. Когда резиновая пластина сходит с валки каландра, то деформирую­щее влияние адгезионных сил прекращается и силы упругой дефор­мации вызывают сокращение (усадку) пластины в направлении каландрования и увеличение ее калибра. Это увеличение калибра особенно значительно для ненаполненных смесей на основе хлоро-пренового и бутадиен-стирольного каучуков и достигает 60—90% величины зазора каландра; наполнение смеси снижает усадку.

Так как съем каландрованного листа производится отборочным транспортером и закаточным устройством с той же линейной ско­ростью, что и листование, то усадка при этом не проявляется в полной мере и сказывается в последующих операциях, связан­ных с нагревом свободно лежащей пластины. Неоднородность ма­териала, вызываемая каландровым эффектом, нежелательна. По­вышение температуры нижнего (последнего) валка каландра сни­жает каландровый эффект; если же резиновая смесь оставляет каландр, соприкасаясь с охлажденным валком, каландровый эф­фект остается. Тугая закатка в прокладочную ткань сохраняет растяжение, полученное резиной на валках каландра, поэтому и каландровый эффект остается; закатка же в нагретую прокладку снижает каландровый эффект. К этому же приводит пропуск рези­нового листа в свободном (ненатянутом) состоянии на транспор­тере через теплую (60—65 °С) ванну. В производственной практике приходится выпускать за смену пластины различной толщины (от 0,5 до 4 мм) при ассортименте 8—10 смесей. Передовики производства разработали последовательность выполнения наряда, обес­печивающую высокий коэффициент машинного времени при точном пыполнении технологических регламентов. Работа начинается с вы­полнения более тонких калибров, что позволяет подогревалыцику-срезчику иметь резерв времени на разогрев очередной смеси, вы­пускаемой в более толстых листах. Переход от тонких к более толстым листам, учитывая при этом очередность резин по возра­станию температур обработки, облегчает труд и сокращает время на перестройки режимов.

Выпуск пластин значительных калибров за один проход не ис­ключает отсутствия в них пузырьков воздуха; поэтому необходимо производить   дублирование   пластины   из   от­дельных   листов   резиновой   смеси   не   толще 1,5—1,0 мм.

Удобно производить дублирование на осо­бом    двухвалковом   дублере,    располагаемом за каландром (рис. 3). Посредством двух транспортерных лент, ко­торыми оснащен дублер, резиновая пластина образует петлю и на­правляется в зазор дублирующих валков, где на нее наращивается выпускаемый каландровый лист.

Если требуется каландровать резиновый лист, подлежащий  дальнейшем вулканизации в котле, применяется опудривание тальком во время движения листа по отборочному транспортеру с последующим удалением излишка талька. Для этой цели может быть применено электромагнитное вибрационное сито. Электромаг­нитное сито не имеет приводного механизма и трущихся частей, а потому удобно в обслуживании.

Подготовка прокладочных холстов составляет весьма важный участок каландрового цеха. Возвращаемую из цехов-потребителей подкладочную ткань следует обязательно очищать, пропуская ее через круглощеточную машину с одновременной накаткой на ро­лики; при чистке и накатке необходимо применять ширительные и расправляющие устройства. В целях предупреждения прилипания резиновой смеси к прокладочной ткани, последняя пропитывается различными химическими составами (асфальтовыми лаками, нит­ролаками и т. п.). Такая пропитка придает тканям большую глад­кость. Однако пропитанная ткань становится более жесткой, появ­ляющиеся на ней складки трудно разглаживаются и оставляют След па резине. Применение мыльных растворов или суспензионного опудривания каландрованных листов тальком или каолином мо­жет устранить необходимость прокладочных тканей.

Агрегирование каландров с оборудованием сборки заготовок. До последнего времени территориальное разграничение каландро­вых и сборочных цехов, связанное с необходимостью межцехового транспорта и значительным прокладочным хозяйством, было обыч­ным на заводах РТИ. Теперь’ же каландры и обслуживающие их вальцы в ряде случаев устанавливаются в непосредственной бли­зости с оборудованием, использующим каландрованные листы или промазанную ткань. Облегчая и упрощая транспорт и способствуя улучшению качества, подобное агрегирование ставит, естественно, съем с каландра в зависимость от производительности сборочного оборудования. Такое агрегирование осуществлено на ряде заводов в производствах: резиновой подошвы, напорных рукавов, привод­ных ремней и транспортерных лент, мячей и игрушек.

Контрольные и вспомогательные устройства у каландров. Для электрометрического определения влагосодержания могут быть использованы замеры объемного сопротивления ткани, вели­чины, зависящей от влажности ткани. Возможна конструкция элек­тровлагомера, основанная на измерении емкости и сопротивления. Такой прибор разработан и успешно применяется на заводе «Кау­чук». Датчик представляет плоскопараллельный конденсатор, состоящий из двух пластинок: неподвижной размером 110X70 мм и подвижной диаметром 10 мм, между которыми и помещают сре­занный с рулона образец ткани. Влажность бельтинга таким при­бором определяется с точностью ±0,1%.

Рулоны прорезиненной ткани следует контролировать как по длине, так и по массе. Для промера ткани промазочные каландры снабжаются измерительными каретками. Массу прорезиненной ткани или каландрованного листа рекомендуется проверять непре­рывно на автоматических весах. Весы состоят из двух деревянных или металлических роликов, расположенных на расстоянии около 2 м, определяющих длину взвешиваемого куска. Посредине между этими роликами расположен металлический валик меньшего раз­мера, связанный с коромыслом весов. Весы снабжены электриче­скими контактами и стрелкой, сигнализирующими об отклонениях в массе каландруемого материала.

Автоматический контроль толщины листа. Толщину каланд­руемого листа можно контролировать автоматически. Электромаг­нитные или индуктивные калибромеры основаны на принципе из­менения магнитного поля прибора в результате отклонения в тол­щине каландруемого листа, проходящего через прибор; точность замеров ±0,03 мм. Применяются также калибромеры механиче­ского действия, непосредственно замеряющие величину отклонения калибра листа или с электрической передачей замера на рас­стояние.

В настоящее время для бесконтактного непрерывного контроля толщины резиновых листов находят применение радиоактивные изотопы, в частности криптон 85. Измерение основано на том, что с изменением толщины каландруемого листа изменяется интенсив* и ость проникающей через него радиации.

Автоматические калибромеры могут быть снабжены записываю­щим прибором. При оснащении каландров приборами автоматиче­ского ^гулирования зазора валков сущность устройства сводится к следующему: малые токи, протекающие в электрической цепи ка­либромера, с помощью электронных преобразователей и усилите­лей превращаются в токи большой величины, способные воздей­ствовать на магнитные устройства, управляющие работой моторов, производящих перемещение подвижных подшипников валков ка­ландра. Автоматический калибромер-регулятор, применяющий пневматический датчик, создан в Научно-исследовательском ин­ституте резиновой промышленности.

Температурные условия переработки резиновых смесей на ва­куум-машинах рассмотрены в работе.