ความแตกต่างในอุปกรณ์การผลิตสําหรับผลิตภัณฑ์ซิลิโคนและผลิตภัณฑ์ยาง
หมายเหตุ: ยาง: โดยทั่วไปหมายถึงยางสังเคราะห์แข็ง (ยางธรรมชาติ NR, SBR, NBR, EPDM, CR นีโอพรีน ฯลฯ) ที่ผ่านการวัลคาไนซ์ที่อุณหภูมิสูง ซิลิโคน: โดยปกติจะแบ่งออกเป็นยางซิลิโคนแข็งที่วัลคาไนซ์ด้วยอุณหภูมิสูง (HTV) และยางซิลิโคนเหลว (LSR) แม้ว่าเครื่องผสมภายใน เครื่องอัดรีด และเครื่องอัดวัลคาไนซ์บางครั้งสามารถใช้ร่วมกันได้ แต่ก็มีความแตกต่างในการกำหนดค่า การควบคุมอุณหภูมิ เครื่องจักรเสริม และพารามิเตอร์กระบวนการ
ตาราง
| ประเภทอุปกรณ์ | สายการผลิตยางทั่วไป (EPDM/NBR/NR ฯลฯ) | สายการผลิตซิลิโคนแข็ง HTV | สายการผลิตซิลิโคนเหลว LSR |
|---|---|---|---|
| อุปกรณ์ผสม | เครื่องผสมภายใน Banbury + เครื่องรีดแบบเปิด 1. เครื่องผสมภายในทนต่อการเติมสูงและการเฉือนสูง 2. ใบพัดแบบสองปีก/สี่ปีกพร้อมลูกสูบกำลังสูง 3. อุณหภูมิผสมอยู่ในช่วง 120°C ถึง 160°C ต้องมีการระบายความร้อนอย่างเข้มข้น 4. การปล่อยฝุ่นจำนวนมาก (คาร์บอนแบล็ค แคลเซียมคาร์บอเนต) พร้อมระบบป้อนคาร์บอนแบล็คและอุปกรณ์กำจัดฝุ่น 5. การป้องกันการสึกหรอ: การเคลือบแข็งพื้นที่ขนาดใหญ่ด้วยโลหะผสมทนการสึกหรอ |
เครื่องนวด + เครื่องรีดแบบเปิด (การผลิตขนาดเล็กอาจใช้เครื่องผสมภายใน) 1. ซิลิโคนมีคุณสมบัติหนืดสูงและสร้างความร้อนต่ำ ต้องการการเฉือนที่อ่อนโยน ไม่แนะนำให้ใช้เครื่องผสมภายในที่มีความแข็งแรงสูง (เสี่ยงต่อการติดอากาศและการเสื่อมสภาพของโมเลกุล) 2. ใช้คาร์บอนแบล็คน้อย ส่วนใหญ่เป็นซิลิกาซึ่งมีแนวโน้มที่จะจับตัวเป็นก้อน 3. ควบคุมอุณหภูมิผสม ≤110°C เพื่อจำกัดการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิอย่างเข้มงวด 4. ข้อกำหนดความสะอาดสูงเพื่อหลีกเลี่ยงการปนเปื้อนจากโลหะ ห้องผสมขัดเงาเพื่อป้องกันสนิม 5. เครื่องนวดทำงานได้ดีกว่าในการกระจายซิลิกา |
ไม่จำเป็นต้องใช้เครื่องผสมภายใน / เครื่องรีดแบบเปิด ชุดป้อนของเหลวสองส่วน A/B และเครื่องผสมแบบสถิตสำหรับการฉีดขึ้นรูปโดยตรง |
| อุปกรณ์อัดรีด | เครื่องอัดรีดแบบป้อนร้อน / เครื่องอัดรีดแบบป้อนเย็นสำหรับยาง 1. อุณหภูมิอัดรีด: 60~110°C 2. สกรูที่มีอัตราส่วนความยาวต่อเส้นผ่านศูนย์กลางค่อนข้างใหญ่ เหมาะสำหรับการทำให้ยางอ่อนตัว 3. ส่วนใหญ่เป็นการระบายความร้อนด้วยน้ำที่กระบอกสูบ 4. ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับแถบยาง ท่อ และดอกยาง |
เครื่องอัดรีดแบบป้อนเย็นสำหรับซิลิโคนโดยเฉพาะ 1. โครงสร้างสกรูที่ปรับให้เหมาะสมเพื่อลดความร้อนจากการเฉือน 2. การควบคุมอุณหภูมิที่กระบอกสูบต่ำลง 3. หัวและช่องทางการไหลขัดเงาเหมือนกระจกเพื่อหลีกเลี่ยงการสะสมของวัสดุ จับคู่กับอุโมงค์วัลคาไนซ์ต่อเนื่องด้วยลมร้อน. |
ชุดป้อนและฉีดซิลิโคนเหลว LSR พร้อมการลำเลียงแบบปิดเพื่อหลีกเลี่ยงการติดอากาศ |
| อุปกรณ์วัลคาไนซ์หลัก | เครื่องอัดแบบแผ่น (เครื่องอัดไฮดรอลิก) 1. อุณหุวัลคาไนซ์: 145~170°C 2. รอบการขึ้นรูปค่อนข้างยาว 3. แผ่นร้อนสามารถเลือกใช้น้ำหล่อเย็นได้ 4. ความแม่นยำของโพรงแม่พิมพ์ทั่วไป ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับชิ้นส่วนยางและซีลทั่วไป |
เครื่องอัดแบบแผ่น (สามารถเปลี่ยนได้ทางกลไก แต่ต้องการการกำหนดค่าที่แตกต่างกัน) 1. อุณหุวัลคาไนซ์: 160~185°C 2. ข้อกำหนดความสม่ำเสมอของอุณหภูมิที่แผ่นร้อนสูงขึ้น (±2°C) 3. ซิลิโคนติดแม่พิมพ์ได้ง่าย มักมีระบบฉีดน้ำยาถอดแม่พิมพ์ 4. ผลิตภัณฑ์ซิลิโคนมีแนวโน้มที่จะเกิดฟองอากาศ ต้องการความแม่นยำในการจับยึดแม่พิมพ์ที่สูงขึ้น เครื่องอัดแบบแผ่นสุญญากาศเป็นที่นิยมสำหรับผลิตภัณฑ์ซิลิโคนระดับไฮเอนด์ |
เครื่องฉีดซิลิโคนเหลว LSR การฉีดแบบปิดแรงดันสูงพร้อมการระบายอากาศด้วยสุญญากาศ โครงสร้างแตกต่างจากเครื่องอัดขึ้นรูปยาง |
| การอบหลังการวัลคาไนซ์ / การอบรอง | ไม่จำเป็นต้องมีการวัลคาไนซ์รองสำหรับยางส่วนใหญ่ (ยกเว้นเกรด EPDM บางส่วน) | เตาอบหลังการวัลคาไนซ์เป็นสิ่งจำเป็น อุณหภูมิ: 200~220°C, เวลาคงที่: 2~4 ชั่วโมง สำหรับการกำจัดสารระเหยโมเลกุลต่ำและการทำให้คุณสมบัติทางกายภาพคงที่ |
เตาอบหลังการวัลคาไนซ์ก็จำเป็นเช่นกัน |
| การกำจัดฝุ่นและสภาพแวดล้อม | ฝุ่นคาร์บอนแบล็คจำนวนมาก ต้องมีการสกัดฝุ่นแยกต่างหากและพื้นที่โรงงานแยกต่างหาก | ฝุ่นซิลิกาขาวห้ามผลิตร่วมกับยางสีดำเพื่อหลีกเลี่ยงการปนเปื้อนข้าม. | ข้อกำหนดสูงสุดสำหรับสภาพแวดล้อมโรงงานที่สะอาด |
| ระบบลำเลียงวัสดุ | ระบบลำเลียงคาร์บอนแบล็คและระบบป้อนผงอัตโนมัติ | ระบบป้อนซิลิกาพร้อมการควบคุมฝุ่นแบบปิด ผิวภายในอุปกรณ์ขัดเงาเหมือนกระจก | การลำเลียงของเหลวแบบปิด ไม่เกิดฝุ่น |
✅ยางทั่วไป (NBR/EPDM/NR) อุปกรณ์หลัก: เครื่องผสมภายใน Banbury
- แรงเฉือนสูงทำลายคาร์บอนแบล็ค สร้างความร้อนจำนวนมากระหว่างการผสม ต้องใช้ระบบระบายความร้อนที่ทรงพลัง
- แรงกดลูกสูบสูง ใบพัดใช้การเคลือบแข็งทนการสึกหรอเพื่อต้านทานการเสียดสีจากสารเติมแต่งแข็ง
- อุณหภูมิที่ยอมรับได้ของสารประกอบผสมถึง 140~160°C
- มีคาร์บอนแบล็คในสูตร ไม่จำเป็นต้องใช้พื้นผิวอุปกรณ์ที่มีความละเอียดสูง
✅ยางซิลิโคนแข็ง (HTV) อุปกรณ์หลัก: เครื่องนวด
- ซิลิกามีแนวโน้มที่จะจับตัวเป็นก้อน ต้องการการนวดที่แรงบิดสูงและแรงเฉือนต่ำด้วยความเร็วต่ำ
- ต้องหลีกเลี่ยงความร้อนสูงเกินไป. อุณหภูมิที่เกิน 115°C อาจทำให้เกิดการไหม้ก่อนเวลาอันควรและการเสื่อมสภาพของโพลีเมอร์
- ช่องภายใน ใบพัด และลูกสูบขัดเงาเหมือนกระจกเพื่อป้องกันการสะสมของวัสดุและการปนเปื้อนสนิมต่อซิลิโคน
หมายเหตุสำคัญ: สามารถใช้เครื่องผสมภายในสำหรับการผสมซิลิโคนชั่วคราวได้ แต่ไม่เหมาะสำหรับการผลิตซิลิโคนจำนวนมากในระยะยาว เครื่องนวดไม่สามารถจัดการกับการผสมยางที่เติมคาร์บอนแบล็คอย่างเข้มข้นได้
ความคล้ายคลึงกัน: โครง เฟรม กระบอกน้ำมัน และระบบไฮดรอลิกมีโครงสร้างพื้นฐานเหมือนกัน ความแตกต่าง:
- การควบคุมอุณหภูมิ: การผลิตซิลิโคนต้องการความเบี่ยงเบนของอุณหภูมิที่แผ่นร้อนน้อยลง
- การกำหนดค่าสุญญากาศ: ชิ้นส่วนซีลซิลิโคนระดับไฮเอนด์ส่วนใหญ่ต้องการระบบสุญญากาศเพื่อไล่อากาศภายในแม่พิมพ์และป้องกันข้อบกพร่องของฟองอากาศ สุญญากาศไม่จำเป็นสำหรับผลิตภัณฑ์ยางทั่วไปหลายชนิด
- แม่พิมพ์: มาตรฐานความละเอียดพื้นผิวที่สูงขึ้นสำหรับแม่พิมพ์ซิลิโคน
- การใช้พลังงาน: การกำหนดค่ากำลังความร้อนที่สูงขึ้นเนื่องจากอุณหุวัลคาไนซ์ซิลิโคนสูงขึ้น
- การอัดรีดยาง: เครื่องอัดรีดแบบป้อนร้อนจับคู่กับอ่างเกลือหรือถังวัลคาไนซ์ด้วยไอน้ำ
- การอัดรีดซิลิโคน: เครื่องอัดรีดแบบป้อนเย็น +อุโมงค์วัลคาไนซ์ด้วยลมร้อน. ห้ามสัมผัสกับน้ำหรืออ่างเกลือ เนื่องจากซิลิโคนเกิดฟองได้ง่ายที่อุณหภูมิสูงเมื่อสัมผัสกับน้ำ
- เตาอบ การผลิตซิลิโคนมีเตาอบหลังการวัลคาไนซ์เป็นมาตรฐาน ผลิตภัณฑ์ยางส่วนใหญ่ไม่จำเป็นต้องใช้
- ข้อกำหนดการทำความสะอาด ข้อกำหนดการเปลี่ยนสีที่เข้มงวดมากสำหรับสายการผลิตซิลิโคน สายการผลิตยางสีดำและสายการผลิตซิลิโคนต้องแยกออกจากกันโดยไม่มีอุปกรณ์ร่วมกัน. คาร์บอนแบล็คเล็กน้อยจะทำให้เกิดข้อบกพร่องของจุดดำบนชิ้นส่วนซิลิโคน
- ระบบระบายความร้อน ต้องการอัตราการไหลของน้ำหล่อเย็นที่ใหญ่ขึ้นสำหรับเครื่องผสมภายในยาง เครื่องนวดซิลิโคนเน้นการควบคุมอุณหภูมิที่แม่นยำเพื่อหลีกเลี่ยงความร้อนสูงเกินไปเฉพาะจุด
- การผลิตผลิตภัณฑ์ยางทั่วไป (NBR, EPDM, NR, CR) กระแสกระบวนการที่แนะนำ: เครื่องผสมภายใน Banbury → เครื่องรีดแบบเปิด → เครื่องอัดรีด / เครื่องอัดแบบแผ่น
- การผลิตชิ้นส่วนซิลิโคนแข็ง HTV ทั่วไปและซีลซิลิโคน กระแสกระบวนการที่แนะนำ: เครื่องนวดสุญญากาศ → เครื่องรีดแบบเปิด → เครื่องอัดแบบแผ่นสุญญากาศ + เตาอบหลังการวัลคาไนซ์
- ผลิตภัณฑ์ซิลิโคนเหลว LSR ใช้เครื่องฉีด LSR โดยเฉพาะ ไม่จำเป็นต้องใช้เครื่องผสมภายในหรือเครื่องรีดแบบเปิด