EPDM- oder NBR-Gummiwalzen: Auswahl der richtigen Mischung | Jinhang-Maschinen

Stellen Sie sich eine Verpackungsanlage mit zwei Produktionslinien vor, die nur wenige Meter voneinander entfernt sind. Auf einer Linie verhärten die Gummiwalzen in der Beschichtungsstation nach einigen Monaten immer wieder und bilden winzige Risse. In der nächsten Linie schwellen die Walzen in der Laminierstation an, werden weich und müssen nach einem engen Zeitplan ausgetauscht werden. In der ersten Linie werden wasserbasierte Beschichtungen in einer warmen, feuchten Atmosphäre mit gelegentlicher Dampfreinigung durchgeführt. In der zweiten Linie werden lösungsmittelbasierte Klebstoffe mit Ölnebel in der Luft verarbeitet. Beide Probleme sind in der Regel nicht auf eine schlechte Wartung zurückzuführen; Sie sind ein Problem bei der Materialauswahl.

Die kurze Schlussfolgerung lautet: Wählen Sie EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Monomer), wenn Ozon, Wasser, Dampf und Witterungseinflüsse im Freien den Gummi angreifen. Wählen Sie NBR (Nitril-Butadien-Kautschuk), wenn Erdöl, Kraftstoffe und Kohlenwasserstofflösungsmittel der Hauptkontakt sind. Sobald diese Grundregel klar ist, können Sie den Rest der Spezifikation sicher bewerten.

Was eigentlich EPDM von NBR unterscheidet

EPDM ist ein Copolymer aus Ethylen und Propylen mit einer kleinen Menge eines dritten Dienmonomers. Das Dien wird hinzugefügt, damit der Kautschuk vulkanisiert werden kann, aber die ungesättigten Bindungen sitzen als Seitengruppen und nicht in der Hauptkette. Diese Struktur macht das Polymer außergewöhnlich stabil gegen Ozon- und UV-Angriffe, da Ozon Doppelbindungen im Grundgerüst angreift. Aus diesem Grund hat sich EPDM einen guten Ruf für seine Wetter-, Sauerstoff- und Wasserbeständigkeit erworben.

NBR ist ein Copolymer aus Butadien und Acrylnitril. Die Nitrilgruppen erzeugen Polarität, die das Material beständig gegen unpolare Flüssigkeiten wie Mineralöle, Kraftstoffe und Fette macht. Der Preis dieser Polarität besteht darin, dass die Butadiensegmente Doppelbindungen in der Hauptkette behalten, wodurch NBR im Laufe der Zeit anfällig für Ozon, UV-Strahlung und Witterungseinflüsse wird. Kurz gesagt ist EPDM ein wasser- und wetterbeständiger Gummi, während NBR ein Erdöl- und Lösungsmittelkautschuk ist.

Bei Walzenanwendungen ist diese Unterscheidung kein akademisches Detail. Eine Walze, die im Betrieb anschwillt, verliert nicht nur ihre Maßhaltigkeit, sie verändert auch ihr Oberflächenprofil und kann die transportierte Bahn oder Folie beschädigen. Eine reißende Walze kann Gummipartikel auf das Produkt abwerfen. Das Verständnis der chemischen Umgebung ist der erste und wichtigste Designschritt.

Direkter Vergleich: EPDM vs. NBR-Gummi

Die folgende Tabelle bietet einen praktischen Vergleich nebeneinander. Dies sind typische Werte für handelsübliche Compound-Qualitäten; Die genauen Eigenschaften einer fertigen Walze hängen auch vom Füllstoffsystem, dem Weichmachergehalt und der vom Walzenhersteller gewählten Aushärtemethode ab.

EPDM-Gummiwalzen: Wo Ozon, Wasser und Wetter eine Rolle spielen

EPDM-Walzen sind die bevorzugte Wahl, wenn der Prozessstrom Wasser, Dampf oder wässrige Reinigungsmittel enthält oder wenn die Walze Außenbedingungen ausgesetzt ist. Das Material entwickelt eine dünne, schützende oxidierte Oberflächenschicht, anstatt sich weiter zu zersetzen, wodurch die Form der Walze über lange Wartungsintervalle hinweg stabil bleibt.

Zu den gängigen Anwendungen gehören: Drucken und Veröffentlichen Druckmaschinen, die wasserbasierte Farben und Beschichtungen verwenden, Papierherstellungsgeräte, bei denen Kondensat und Dampf vorhanden sind, und Förderrollen in Logistik- und Lagereinrichtungen, die möglicherweise in nicht klimatisierten Räumen betrieben werden. In jedem dieser Fälle sieht die Walze selten Erdöl, dafür aber ständig Feuchtigkeit und Ozon, die von Elektromotoren und Koronageräten erzeugt werden.

Die Dicke des Walzenmantels wird je nach Durchmesser und Belastung oft mit 5 bis 25 mm angegeben und die Gummischicht sollte nach der Vulkanisation geschliffen werden, um die von der Maschine geforderte Konzentrizität und Oberflächengüte zu erreichen. Für eine Hochgeschwindigkeitsbeschichtungsstation sind Oberflächenrauheitswerte um Ra 0,4 bis 0,8 Mikrometer üblich; Ein erfahrener Walzenhersteller wird in der Lage sein, diese Toleranzen konstant einzuhalten.

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NBR-Gummiwalzen: Gebaut für den Kontakt mit Öl, Kraftstoff und Lösungsmitteln

NBR-Rollen entfalten ihre Stärken in Umgebungen, die Mineralöle, Hydraulikflüssigkeiten, Fette oder Kohlenwasserstofflösungsmittel enthalten. Das Polymer widersteht dem Quellen und Erweichen in diesen Flüssigkeiten und trägt so dazu bei, den Walzendurchmesser und die Oberflächenhärte zu erhalten, die für die Anwendung erforderlich sind.

Zu den typischen Anwendungen gehören Metallbearbeitungs- und Umformlinien, die Schmiermittel auf Ölbasis verwenden. Gummi und Kunststoffe Verarbeitung, bei der die Verbindung selbst ölige Weichmacher enthalten kann, und Verpackungslinien, die bei der Laminierung lösungsmittelbasierte Klebstoffe verwenden. Eine Laminierwalze, auf der ein Lösungsmittelklebstoff läuft, versagt schnell, wenn der Bezug aus EPDM besteht, wohingegen ein NBR-Bezug seine Abmessungen über Monate hinweg bei kontinuierlicher Produktion behält.

Ein weiterer Gesichtspunkt ist die Abrasivität. NBR weist eine sehr gute Verschleißfestigkeit auf, so dass in einer Linie, in der die Bahn eine raue oder mit Mineralien gefüllte Oberfläche hat, eine NBR-Beschichtung viele generische Gummimischungen überdauern kann. Derselbe Leitfaden gilt für die Härte: Die Auswahl eines höheren Shore-A-Werts verbessert die Belastbarkeit, verringert jedoch die Anpassungsfähigkeit. Daher sollten dem Lieferanten in der Spezifikation die Anforderungen an die Liniengeschwindigkeit, den Walzenspaltdruck und die Produktoberfläche mitgeteilt werden.

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So wählen Sie: Entscheidungsregeln und Beschaffungsrisiken

Der Auswahlprozess lässt sich auf drei praktische Regeln reduzieren.

1. Identifizieren Sie die dominierende Flüssigkeit im Prozess. Wenn die Walze mit Öl, Fett, Kraftstoff oder Kohlenwasserstofflösungsmittel in Berührung kommt, wählen Sie NBR. Bei Kontakt mit Wasser, Dampf, Reinigungsmitteln, Ozon oder UV-Strahlung wählen Sie EPDM. Wenn beides vorhanden ist, überlegen Sie, ob eine Umgebung durch Abschirmung oder Umleitung der Flüssigkeit isoliert werden kann, da kein einzelner Standardkautschuk beides übertrifft.
2. Messen Sie die tatsächliche Temperatur der Walzenoberfläche, nicht die Raumtemperatur. Eine Walze, die sich in einem Trockner oder in der Nähe eines beheizten Walzenspalts befindet, kann 90 °C erreichen, selbst wenn die Halle eine Temperatur von 25 °C hat. Bei dieser Temperatur wird der Unterschied in der Lebensdauer zwischen einem für 100 °C ausgelegten NBR und einem für 120 °C ausgelegten EPDM erheblich.
3. Bestätigen Sie die vollständige Chemikalienliste, einschließlich Reinigungslösungsmitteln. Eine Walze, die bei normaler Produktion gute Leistungen erbringt, kann durch eine aggressive Reinigungschemikalie zerstört werden. Testen Sie im Zweifelsfall die Verbindung mit der tatsächlichen Chemie, bevor Sie einen vollständigen Produktionslauf starten.

Das Hauptrisiko bei der Beschaffung besteht in der Auswahl nach Farbe, Preis oder einer allgemeinen Beschreibung wie „Gummiwalze“ und nicht nach Mischung. Eine anschwellende Walze kann den Walzenspalt blockieren, den Antrieb überlasten und zu Ausschuss führen. Eine aushärtende Walze kann flache Stellen bilden, die zu Vibrationen und einer ungleichmäßigen Beschichtung führen. Die Ausfallkosten einer ausgefallenen Walze übersteigen häufig den Preisunterschied zwischen einer EPDM- und einer NBR-Beschichtung um ein Vielfaches.

Härte, Oberflächenbeschaffenheit und Fertigungstoleranzen

Sobald die Verbindungsfamilie festgelegt ist, ist die nächste Spezifikationsebene die Härte und Oberflächengeometrie. Gummiwalzen werden üblicherweise mit Härtewerten von 20 bis 90 Shore A geliefert. Für Beschichtungs- und Druckwalzen beträgt die typische Härte 60 bis 80 Shore A; für Laminier- und Andruckwalzen sind 50 bis 75 Shore A üblich. Eine niedrigere Härte passt sich besser an Bahnen mit Unregelmäßigkeiten an, während eine höhere Härte einen gleichmäßigeren Walzenspaltdruck überträgt.

Beim Beschichten und Drucken kommt es auf die Oberflächenbeschaffenheit an, da die Walzenoberfläche die Schichtdicke überträgt. Eine spiegelnde bzw. feingeschliffene Oberfläche wird in der Regel durch Schleifen des Gummimantels auf einer Rundschleifmaschine nach der Vulkanisation erzeugt. Walzenlieferanten, die über eigene Schleifkapazitäten verfügen, können die Dicke der Gummischicht auf eine Toleranz von etwa ±0,1 bis ±0,3 mm kontrollieren. Dies ist die Art von Toleranz, die ein Käufer von Präzisionswalzen schriftlich erfragen sollte.

Bei Walzen, die in der Papier- und Druckindustrie eingesetzt werden, verdienen auch die Konzentrizität und das dynamische Auswuchten Beachtung. Eine schlecht ausgewuchtete Rolle kann Vibrationen hervorrufen und die Lebensdauer des Lagers verkürzen. Ein Lieferant mit dynamischer Auswuchtfunktion in derselben Werkstatt kann eine betriebsbereite Abdeckung liefern, wodurch zusätzliche Handhabung und Transport vermieden werden, die zu Schäden führen können.

Zusammenfassung und Empfehlung

Die Materialentscheidung ist einfach, sobald die Betriebsbedingungen bekannt sind. EPDM ist die richtige Wahl für Ozon-, Wasser-, Dampf- und Witterungseinflüsse; NBR ist die richtige Wahl für Öle, Kraftstoffe und Kohlenwasserstofflösungsmittel. Verlassen Sie sich nicht auf das Aussehen oder ein breites Etikett und stellen Sie sicher, dass der Lieferant sowohl die Flüssigkeitschemie als auch die tatsächliche Temperatur der Walzenoberfläche versteht, bevor er die Abdeckung herstellt.

Wenn Sie den Walzendurchmesser, die Manteldicke, die erforderliche Härte, die Betriebstemperatur und die Flüssigkeitsliste vorlegen, kann ein kompetenter Walzenhersteller die genaue Mischung empfehlen und die erreichbare Toleranz bestätigen. Die Aufforderung an den Lieferanten, die Toleranz vor der Bestellung anzugeben, ist eine der einfachsten Möglichkeiten, eine kostspielige Abweichung in der Produktion zu vermeiden.