2.5. Каландры и каландровые машины

2.5.1. Принцип действия и операции, выполняемые на каландрах

При каландровании происходит непрерывное продавливание полимерного материала через зазор между вращающимися навстречу друг другу обогреваемыми полыми валками, в результате которого образуется бесконечный тонкий лист или пленка. В отличие от обработки на вальцах, основной целью технологических операций, выполняемых на каландрах, является не изменение состояния или строения материала, а придание ему формы листа или наложение слоя полимера заданной толщины на листовой материал, непрерывно подаваемый в зазор между валками. В связи с этим требования к поверхности валков и точности поддержания зазоров между ними высокие. Каландры работают только в непрерывном режиме, и материал пребывает в каждом зазоре только один раз.

Обычно каландрование производят на специализированных установках – каландровых агрегатах, главной частью которых является каландр. Схема типичного агрегата для изготовления пленки из ПВХ приведена на рис. 123. Приготовление компози­ции осуществляется в смесителе закрытого типа 1 (или смеси­теле непрерывного действия). Готовая смесь выгружается из смесителя на валки питательных вальцов 2, срезаемая с вал­ков лента направляется в верхний зазор каландра 4. По пути к каландру лента проходит мимо головки детектора металла 3, прекращающего подачу массы в случае присутствия в ней крупных металлических включений. Этим предотвращается опасность повреждения валков попадающими в полимер металлическими предметами. Если питание каландра осуществля­ется от экструдера 9, на нем устанавливается стрейнирующая головка, решетка которой не пропускает никаких твердых пред­метов. В этом случае необходимость в установке детектора металла отпадает.

Рис. 123

Выходящая из каландра 4 пленка поступает на охлаждающие барабаны 5; затем пленка проходит через толщиномер 6, приспособлениё для обрезания кромки 7 и принимается на бобину закаточного устройства 8.

Кроме того, на каландрах выполняют операции по односторонней или двухсторонней обкладке тканей, а также операцию тиснения поверхности уже сформованного листового материала.

Рассмотрим порядок выполнения этих операций на универсальном четырехвалковом каландре (рис. 124). Как видно из pис. 124, а каландр помимо основных рабочих органов (четырех валков 1, 2, 6 и 7) имеет множество вспомогательных механиз­мов: транспортеры для подачи резиновой смеси (4 и 10) и для приема готового изделия или полуфабриката (5); приводные (8 и 11) или свободно вращающиеся (3, 12, 13, 14) ролики для протягивания, направления или прижима к валку листовых ма­териалов; наконец, кронштейн 15 для установки на нем шпуль, на которые наматывается (или с которых сматывается) рулонный материал.

Односторонняя обкладка ткани (рис. 124, б). Ткань, сматы­ваясь с рулона 1, проходит через три направляющих ролика и затягивается в зазор между валками 3 и 4, куда поступает также и полимерная смесь. Прежде чем попасть в зазор, ткань некоторое время находится в контакте с горячим валком 4 и прогревается, что повышает надежность последующего соеди­нения ее с полимерной смесью. Обкладка осуществляется при практическом отсутствии фрикции между валками 3 и 4. При промазке коэффициент фрикции может иметь значение до 1,4. Разность скоростей валков способствует более глубокому проникновению композита в поры ткани. Готовая ткань, выйдя из за­зора, наматывается на среднюю приводную шпулю 2.

Рис. 124

Если необходима обкладка второй стороны ткани (рис. 124, в), то рулон снимают со средней шпули 2 и устанавливают вновь на нижнюю шпулю 3, на верхней же шпуле 1 устанавливается рулон прокладочной ткани. Обкладка осуществляется, как по­казано на pиc. 124, б. На шпулю 2 вместе с тканью, покрытой с двух сторон смесью, наматывается прокладочная ткань, пре­дотвращающая слипание продукта в рулоне.

Одновременная двухсторонняя промазка (рис. 124, г). Ткань, сматываясь с рулона 1, валиком 2 прижимается к горя­чей смеси на валке 3 и затем попадает в зазор между валка­ми 3 и 4, где встречается со вторым слоем смеси. Приводным 5 и прижимным 6 роликами прорезиненная ткань подается на по­следующую обработку или на намотку в рулон с прослоечной тканью.

Дублирование (рис. 124, д). Его выполняют, если, например, на ткань необходимо наложить дополнительный слой полимерной смеси. Ткань сматывается с рулона 1, причем прокладочная ткань, предотвра­щавшая слипание рулона, тут же наматывается на шпулю 2. Подлежащая дублированию ткань, проходя через направляю­щие валики, прижимным валиком 3 прикатывается к слою ре­зиновой смеси на валке 4 и сразу подается на приемный транспортер 5.

Листование смеси (рис. 14, е). Полимерная смесь транспортером 1 подается в зазор между валками 2 и 3 пред­варительной калибровки. Последующее двухкратное пребывание в межвалковых зазорах обеспечивает высокую точность окончательной калибровки. Готовый лист отводится от каландра транспортером.

По технологическому признаку каландры делятся на листовальные, промазочные, обкладочные (дублирующие) и тиснильные. Эти типы каландров, так же как и вальцы, раз­личаются коэффициентом фрикции и набором вспомогательных механизмов. Все они выпускаются с приводом, позволяющим изменять частоту вращения валков в интервале 1–10. Минимальная (заправочная) окружная скорость поверхности валков должна быть не более б м/мин.

Кроме отмеченных специализированных типов выпускаются универсальные лабораторные и промышленные каландры. Конструкция последних предусматривает бесступенчатое изменение коэффициента фрикции валков и достаточно полный набор вспомогательных механизмов.

Основные классификационные конструктивные признаки каландров – это число валков и их размеры. Ряд длин валков каландров определен в ГОСТ 11993–71 следующим образом: 320; 500; 600; 1250; 1500; 2800 мм. Рекомендации СЭВ содержат такой размерный ряд валков каландров (диаметр×длина, мм): 500X1250; 710X1800; 950X800. Обо­значение каландров (например, 3-710-1800П) содержит информацию о количестве валков (3), их диаметре (710 мм) и длине (1800 мм), а также о расположении привода (правое).

Рис. 125

Последний из основных конструктивных признаков, по которым классифицируют каландры, - это взаимное расположение валков. На pис. 125 показаны различные варианты расположения валков: а) Г-образное; б) L-образное; в) вертикальное; г) треугольное; д) Z-образное; е) S-образное.