Blasenfreies Kalandrieren von Kautschukbahnen

Das lange vor der Entdeckung der Vulkanisation entwickelte Verfahren des Kalandrierens dient zum Ausformen erwärmter fließfähiger Kautschukmischungen zu Bahnen und gummierten Geweben in definierter Breite und Dicke. Die in zwei oder mehr Walzenspalten erzeugten Bahnen und Gewebe werden in der Gummiindustrie u.a. in der Reifen- und Förderbandfertigung eingesetzt.

Die im Walzenspalt auftretenden Verformungsvorgänge beeinflussen die Maßhaltigkeit, Oberflächenbeschaffenheit, Blasenfreiheit und Schrumpfneigung kalandrierter Kautschukbahnen. Mit dem Potenzansatz von Ostwald und de Waele kann das Fließverhalten für isotherme Systeme im Walzenspalt beschrieben werden. Die Berechnung der Geschwindigkeits- und Druckverteilung im Walzenspalt erlaubt Aussagen zum Kalandrierverhalten. Zusammen mit der Spalthöhe ho kann die Neigung des Kautschuks zu Gaseinschlüssen verifiziert werden.

Mit dem am DIK zur Verfügung stehenden 4-Walzen Kalander in F-Anordnung können alle wichtigen Prozessparameter wie Walzentemperatur, Friktion, Spalthöhe und Umfangsgeschwindigkeit variiert werden. Untersuchungen zeigen, dass der maximale Druck im Kalanderspalt abhängig ist von der Walzentemperatur und der Spalthöhe.

Mit Hilfe der 3D-Mikro-Computertomographie kann am DIK zudem die Anzahl und Verteilung von Gaseinschlüssen sowie deren Aspektverhältnis detektiert werden. Insbesondere kleine, für den Hersteller nur schwer detektierbare Gaseinschlüsse (Radius >0,1 mm) können durch diese nicht-invasive Messtechnik lokalisiert werden.

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Dr.-Ing. Benjamin Klie

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