Rubberen rollen spelen een essentiële rol in productieprocessen. Hoewel rubberen rollen misschien niet altijd tot de meest opvallende onderdelen van een machine behoren, zijn het essentiële elementen die de kwaliteit van de eindproducten op diverse productielijnen beïnvloeden. Een aantal industrieën, waaronder de drukkerij, verpakkingsindustrie, laminering, coating, productie van plastic folie, de textielindustrie, metaalbewerking, houtafwerking en lijmverwerking, maken veelvuldig gebruik van industriële rubberen rollen ter ondersteuning van het proces. Daarnaast worden dergelijke rollen gebruikt voor het verplaatsen, persen, coaten, slepen en afwerken van oppervlakken.
We zijn ons ervan bewust dat veel industriële omgevingen die rubberen rollen als productie-element gebruiken, te maken hebben met olieachtige stoffen zoals inkten, reinigingsmiddelen, smeermiddelen, hydraulische vloeistoffen en harsen. Dit roept een praktische vraag op voor bedrijven: kunnen deze stoffen de oppervlaktelagen aantasten, met name de rubber- en coatinglagen van een rol?
Als fabrikanten bij de aanschaf van industriële NBR-rollen in eerste instantie kiezen voor oliebestendige rubberen rollen, maar er toch problemen optreden zoals het opzwellen van het roloppervlak, verminderde stevigheid en kleverigheid, beginnen sommige bedrijven zich af te vragen: als NBR bekendstaat als oliebestendig, waarom treedt er dan na verloop van tijd slijtage op door het gebruik van olie? Wordt dat probleem veroorzaakt door rollen van mindere kwaliteit?
In essentie weerspiegelt dit probleem de onjuiste perceptie in de industrie over oliebestendigheid. Oliebestendigheid betekent niet volledige immuniteit voor de effecten van olie. Het is waar dat NBR-rubber (nitrilbutadieen) aanzienlijk beter bestand is tegen oliën dan materialen zoals natuurrubber of styreenbutadieenrubber. De effectiviteit ervan is echter beperkt en hangt af van verschillende factoren.
De prestaties van een industriële NBR-rubberrol kunnen worden beïnvloed door factoren zoals het type olie, de blootstellingsduur, hitte, druk, omgevingsomstandigheden en de samenstelling van het rubber. Neem bijvoorbeeld een drukpers die een industriële NBR-rol gebruikt; deze werkt 8 tot 24 uur per dag en wordt constant blootgesteld aan een olieachtige component van de inkt en het reinigingsmiddel. Als de samenstelling van de NBR niet compatibel is met de gebruiksomgeving, zal de prestatie binnen enkele maanden afnemen, ondanks het feit dat het materiaal oliebestendig is. Om olieschade aan industriële NBR-rollen tegen te gaan, moet men daarom verder kijken dan alleen de vraag of olie schadelijk is en zich in plaats daarvan richten op het identificeren van welke oliën NBR beïnvloeden, hoe groot die invloed is en hoe het materiaal correct gekozen kan worden. Hoe verlengt u de levensduur van uw onderhoud?
Het artikel biedt een uitgebreide uitleg over oliebestendigheidsmechanismen, de effecten van verschillende oliën, faalwijzen en oplossingen met betrekking tot het gebruik van industriële NBR-rollen (nitrilbutadieenrubber). Dit stelt bedrijven in staat om weloverwogen beslissingen te nemen en hun onderhoudsprocedures op een hoog niveau uit te voeren.
Waarom komen olieverontreinigingsproblemen zo vaak voor bij industriële NBR-rollen?
Het meest onderscheidende kenmerk van industriële rubberen rollen is het gebruik van de elastische eigenschappen van het materiaal voor flexibel contact en stabiele materiaaloverdracht. In veel productiesystemen blijkt dat metalen rollen, ondanks hun hoge stijfheid, slechts in beperkte mate een adequate vervanging vormen voor rubberen rollen. Deze bieden namelijk meer demping, een groter contactoppervlak en een soepelere materiaalverwerking.
In de industrie is een rubberen NBR-rol een zeer veelzijdig stuk gereedschap. Ze kunnen bijvoorbeeld nauw samenwerken met de inkten in de drukkerij, en vervolgens met kleef- en coatingmaterialen die in de coatingindustrie worden gebruikt, of met smeermiddelen in de metaalbewerking, en zelfs met weekmakers of andere olieachtige additieven in de kunststofverwerking.
Wanneer olieachtige stoffen echter in contact komen met de rol, hechten ze zich niet alleen aan het oppervlak. Rubber is namelijk een polymeer materiaal met een zekere mate van openheid op moleculair niveau, waardoor oliemoleculen na verloop van tijd in de binnenste lagen kunnen doordringen. De interactie tussen deze oliemoleculen en de moleculaire structuur van het rubber kan er zelfs toe leiden dat de fysieke eigenschappen van het materiaal zodanig verslechteren dat het onbruikbaar wordt.
Een olieachtige penetratie leidt doorgaans tot de volgende effecten:
• Volumetrische zwelling;
• Verlies aan hardheid;
• Afname van de treksterkte;
• Vermindering van het vermogen om de elasticiteit te herstellen;
• Plakkerigheid of barstjes aan het oppervlak.
Hoewel deze aanpassingen normaal gesproken weinig invloed hebben op gewone rubberen onderdelen, geldt dit wel voor...industriële NBR-rollenEen verandering in afmetingen of hardheid zou al voldoende zijn om de precisie van het gehele productieproces te verstoren.
Een NBR-rol die bijvoorbeeld wordt gebruikt bij precisiecoating, absorbeert geleidelijk een kleine hoeveelheid olie, waardoor de diameter met 0,1 tot 0,5 mm toeneemt. Dit zou leiden tot een verschuiving van de druk en mogelijk tot een inconsistentie in de coating tussen de twee lagen. Industriële rubberrollen moeten daarom, naast oliebestendigheid, ook een langdurige dimensionale stabiliteit vertonen.
Wat is NBR (nitrilbutadieenrubber)? Waarom is het zo oliebestendig?
NBR is een kunstmatig rubber dat wordt gemaakt door de copolymerisatie van butadieen en acrylonitril; de hoeveelheid acrylonitril is een essentiële factor die de oliebestendigheid beïnvloedt.
Kort gezegd: hoe hoger het acrylonitrilgehalte in het product, hoe beter NBR bestand is tegen niet-polaire vloeistoffen zoals bijvoorbeeld minerale oliën en brandstoffen.
Op basis van het acrylonitrilgehalte wordt NBR over het algemeen onderverdeeld in typen met een laag, gemiddeld en hoog acrylonitrilgehalte:
Laag acrylonitrilgehalte: ongeveer 18%–24%;
Middelgroot acrylonitril: ongeveer 25%–35%;
Hoog acrylonitrilgehalte: ongeveer 36%–50%.
NBR met een laag acrylonitrilgehalte heeft een goede elasticiteit bij lage temperaturen, maar slechts een matige oliebestendigheid; NBR met een hoog acrylonitrilgehalte heeft een uitstekende oliebestendigheid, maar de eigenschappen bij lage temperaturen en de elasticiteit kunnen enigszins verminderd zijn. Daarom is de keuze voor het juiste rubber voor industriële NBR-rollen niet zo eenvoudig als het kiezen van het rubber met het hoogste acrylonitrilgehalte ter wereld; er moet een balans worden gevonden op basis van de daadwerkelijke gebruiksomstandigheden.
Bijvoorbeeld:
Bij typische transportbandrollen ligt de nadruk op slijtage en elasticiteit, daarom wordt er gekozen voor NBR met een gemiddeld acrylonitrilgehalte;
Industriële NBR-rollen die in contact komen met smeermiddelen of brandstoffen kunnen baat hebben bij een hoog acrylonitrilgehalte;
Daarentegen moeten precisiecoatingrollen van NBR grondig worden getest op weerstand tegen aardolie, hardheid, oppervlakteglans en elastisch herstelvermogen.
Een algemene Shore-hardheidsschaal voor industriële NBR-rollen loopt van 30 tot 90, maar voor verschillende toepassingen kunnen andere hardheidsniveaus vereist zijn.
Bijvoorbeeld:
Shore A 30–50 is perfect voor zacht contact en precisiecoating;
Shore A 50–70 is ideaal voor industrieel transport en persen zonder speciale vereisten;
Shore A 70-90 wordt aanbevolen voor situaties met extreme druk en zware slijtage.
Bij het bepalen van de oliebestendigheid van een NBR-rol van industriële kwaliteit volstaat het dus om het basismateriaal aan te duiden als "NBR"; het werkelijke verschil zit hem in het ontwerp van de samenstelling.
Kan olie industriële NBR-rollen beschadigen? Het hangt vooral af van de gebruikte olie.
Vaak denken gebruikers dat een NBR-rol bestand is tegen elk type olie. Dit is echter een misvatting. Hoewel NBR enige weerstand biedt tegen minerale oliën en brandstoffen, verschilt de invloed van verschillende soorten olie op het rubber aanzienlijk.
I. Minerale olie heeft over het algemeen een verwaarloosbaar effect op NBR.
Minerale oliën zoals hydraulische vloeistoffen, machineoliën en sommige procesoliën behoren tot de vloeistoffen waarmee industriële rubberrollen (nitrilrubber) regelmatig in contact komen.
NBR-rubber is doorgaans stabiel bij normale omgevingstemperaturen.
Houd er echter rekening mee dat de oliebestendigheid afneemt bij hogere temperaturen. Voor hetzelfde type minerale olie:
De tijd dat NBR-rubber stabiel blijft bij temperaturen tussen 20°C en 40°C is lang;
Bij temperaturen tussen 80°C en 100°C neemt de snelheid waarmee moleculen door de olie dringen toe, waardoor het rubber de olie snel absorbeert.
Als industriële NBR-rollen dus bij hoge temperaturen in dergelijke olie worden geplaatst, moet men een hittebestendig type NBR gebruiken.
II. Aromatische oplosmiddelen kunnen NBR ernstig beschadigen.
Aromatische oplosmiddelen kunnen NBR tot op zekere hoogte aantasten. Dit kan bijvoorbeeld het geval zijn bij het gebruik van ontvettingsmiddelen of oplosmiddelen die aromatische verbindingen bevatten, zoals tolueen of xyleen, tijdens de productiefase, die een aanzienlijk effect hebben op NBR.
Bij een lange belichtingstijd kunnen de volgende dingen gebeuren:
Het rubber wordt zachter;
Het rubber zwelt op;
Het oppervlak wordt plakkerig;
De sterkte is verminderd;
Het is hier ook belangrijk te vermelden dat in sectoren zoals de druk- en coatingindustrie een ongeschikt reinigingsmiddel de prestaties van een industriële NBR-rol, zelfs van hoge kwaliteit, zodanig kan aantasten.
III. Plantaardige oliën en speciale vetproducten moeten ook worden getest.
Sectoren zoals de voedselverwerking en -verpakking komen in aanraking met stoffen als plantaardige oliën en dierlijke vetten. Hoewel geen van deze stoffen een dergelijke zwelling van NBR veroorzaakt als sommige oplosmiddelen, kan langdurige blootstelling aan hoge temperaturen de eigenschappen van NBR wel negatief beïnvloeden.
Het is daarom niet voldoende om bij het beoordelen van de compatibiliteit te verwijzen naar de algemene categorie "oil". In plaats daarvan moet men tests uitvoeren die gebaseerd zijn op de specifieke chemische eigenschappen van die olie.
Wat veroorzaakt versnelde oliegerelateerde degradatie in industriële NBR-rollen?
Olie alleen is niet de oorzaak van het falen van industriële NBR-rollen. Meestal is het niet één enkele factor, maar de gecombineerde effecten van olie, temperatuur, druk en tijd die leiden tot materiaaldegradatie.
Temperatuur is de eerste factor. Bij hogere temperaturen zijn oliemoleculen actiever, waardoor de olie gemakkelijker in het rubber kan doordringen. NBR, dat bijvoorbeeld langdurig bij kamertemperatuur gebruikt kan worden, kan zeer snel verouderen als de omgevingstemperatuur in de industriële omgeving continu boven de 90 °C blijft.
Het tweede punt betreft de contactduur. De verschillen tussen korte en langdurige contactperioden zijn aanzienlijk. De meeste industriële NBR-rollen worden dynamisch en continu gebruikt en blijven enkele uren tot een volledige werkdag in contact met oliën, waardoor de effecten van deze oliën zeer langdurig zijn.
Ten derde, mechanische druk. Industriële rubberrollen, zoals druk-, lamineer- en coatingrollen, moeten ontworpen zijn met bepaalde drukken in gedachten. Onder druk kan olie gemakkelijker in de microstructuur van het rubber doordringen, terwijl onder mechanische belasting door vermoeidheid de materiaaleigenschappen sneller slijten.
Ten vierde, de aanwezigheid van verontreiniging in de productieomgeving. Indien de olie zelf metaaldeeltjes, stof en schurende materialen bevat, zal het roloppervlak zowel mechanische wrijvingsschade als chemische oplosschade oplopen, wat leidt tot een snellere slijtage.
Wat is het fysieke bewijs voor de schadelijke effecten van olie op de industriële nitrilrubberrol?
Fabrieken kunnen vrij eenvoudig vaststellen of de industriële nitrilrubberrol olieschade heeft opgelopen door de verschillende indicatoren te onderzoeken.
De eerste indicator is een verandering in de afmetingen. De rol kan groter worden doordat het NBR-materiaal olie absorbeert, wat de druk en nauwkeurigheid van de apparatuur kan beïnvloeden.
Het tweede teken is een verandering in hardheid. Een stabiele hardheid is vereist voor de industriële nitrilrubberrol om tijdens het gebruik de verschillende drukken in het productieproces te kunnen weerstaan. Als olie het NBR zachter maakt, neemt het draagvermogen van het roloppervlak af.
Een derde signaal is de verandering in het uiterlijk. Typische kenmerken die kunnen verschijnen zijn:
Een glanzend of glad oppervlak;
Een extreem kleverige of plakkerige;
Scheuren;
Er komen schilfers vanaf.
Ten slotte een afname van de verwerkingsprestaties. Bijvoorbeeld:
coatings met ongelijke dikte;
Het verschuiven van goederen over het materiaal;
Verlies van lamineercapaciteit;
Oppervlakteonvolkomenheid op het product.
Dergelijke problemen duiden erop dat de industriële nitrilrubberrol aanzienlijk is beïnvloed door de omgeving en daarom onmiddellijk moet worden onderzocht.
Hoe kan de oliebestendigheid van nitrilrubberrollen voor industrieel gebruik worden verbeterd?
De beste strategie om de oliebestendigheid van industriële nitrilrubberrollen te verbeteren, is door optimalisatie op materiaal-, productie- en operationeel niveau.
Allereerst moet de juiste NBR-formulering worden gekozen op basis van de toepassingsomgeving. Zo is een formule met gemiddelde oliebestendigheid voldoende voor een standaard olieomgeving. Maar een ander verhaal is bij hoge temperaturen en intensief oliecontact, waar een NBR met een hoog acrylonitrilgehalte of een speciaal gemodificeerde NBR vereist is.
De tweede stap is het optimaliseren van het vulkanisatiesysteem van het rubber. Een geschikte dwarsverbindingstructuur verbetert niet alleen de weerstand tegen door olie veroorzaakte zwelling, maar behoudt ook de vereiste elasticiteit.
Onvoldoende dwarsverbindingen leiden niet alleen tot een verminderde oliebestendigheid, maar ook tot een afname van de mechanische eigenschappen. Omgekeerd kan overmatige dwarsverbinding leiden tot een harder rubber en een verlies aan elasticiteit.
Het derde punt betreft het beheersen van de bedrijfstemperatuur. Het beperken van gebruik bij hoge temperaturen is een van de belangrijkste manieren om de levensduur te verlengen.industriële nitrilrubberrollenIn sommige gevallen zou een temperatuurverlaging van 10 tot 15 °C de materiaalafbraak aanzienlijk vertragen.
Ten vijfde helpt het om een routine-inspectieplan op te stellen. Bedrijven kunnen periodiek controleren:
oppervlaktehardheid van de rol;
Toename of afname van de diameter;
Het ontstaan van scheuren aan het oppervlak;
Het vermogen van de rol om na compressie terug te veren.
Door de bovengenoemde problemen vroegtijdig te signaleren, kan de uitvaltijd als gevolg van een volledige uitval van de apparatuur worden beperkt.
Op welke manieren zijn industriële NBR/nitrilrubberrollen beter dan andere soorten rubberrollen?
In de industrie worden veel verschillende soorten rubber gebruikt als materiaal voor rubberen rollen, zoals natuurrubber, siliconenrubber, polyurethaan en SBR (styreen-butadieenrubber).
Vergeleken met rollen van natuurrubber is het belangrijkste voordeel van NBR bijvoorbeeld de betere oliebestendigheid. Hoewel rubber over het algemeen een goed materiaal is vanwege de hoge elasticiteit, heeft het de neiging om sterk op te zwellen bij contact met minerale olie of andere olieachtige stoffen.
NBR biedt als materiaal over het algemeen een grotere duurzaamheid en betere mechanische prestaties dan siliconenrollen, waardoor het vaak de materiaalkeuze is voor snelle productieprocessen.
Daarentegen heeft standaard polyurethaan de neiging om zijn eigenschappen sneller te verliezen in aanwezigheid van de genoemde oliën, terwijl NBR stabieler blijft.
Als gevolg hiervan blijven industriële NBR-rollen een essentiële keuze wanneer een combinatie van oliebestendigheid, slijtvastheid, elasticiteit en kostenbeheersing vereist is.
FAQ: Veelgestelde vragen over de oliebestendigheid van industriële NBR-rollen
1. Zal olie onvermijdelijk schade veroorzaken aan industriële NBR-rollen?
Niet per se. Industriële NBR-rollen hebben een goede oliebestendigheid en zijn bijzonder geschikt voor omgevingen met minerale olie. Prestatieverlies kan echter nog steeds optreden als ze in contact komen met incompatibele oliën of oplosmiddelen, of als ze gedurende langere tijd aan hoge temperaturen worden blootgesteld.
2. Waarom zwellen oliebestendige NBR-rollen toch op?
De voornaamste reden is vaak dat het type olie buiten het compatibiliteitsbereik van het materiaal valt, of dat de bedrijfstemperatuur te hoog is. Oliebestendig impliceert weerstand, niet volledige immuniteit tegen olieabsorptie.
3. Voor welke oliën zijn industriële NBR-rollen geschikt?
Ze zijn over het algemeen geschikt voor contact met minerale smeeroliën, hydraulische vloeistoffen, bepaalde brandstoffen en bewerkingsoliën. Specifieke toepassingen dienen echter te worden gecontroleerd op basis van de samenstelling van de olie.
4. Waardoor worden industriële NBR-rollen plakkerig?
Veelvoorkomende oorzaken zijn zwelling door olie, de invloed van oplosmiddelen, veroudering van het rubber of oppervlakteverontreiniging. De oorzaak moet worden vastgesteld op basis van de specifieke productieomgeving.
5. Hoe kan de levensduur van industriële NBR-rollen worden verlengd?
Door de juiste NBR-samenstelling te kiezen, de bedrijfstemperaturen te beheersen, contact met incompatibele chemicaliën te vermijden en een regelmatig inspectieschema op te stellen, kan de levensduur van industriële NBR-rollen effectief worden verlengd.
6. Kunnen industriële NBR-rollen andere soorten rubberrollen volledig vervangen?
Nee. Verschillende rubbermaterialen bieden elk hun eigen voordelen. Industriële NBR-rollen zijn bijvoorbeeld beter geschikt voor oliebestendige toepassingen, maar voor situaties met extreem hoge temperaturen, agressieve chemische omgevingen of specifieke elasticiteitseisen kunnen andere materialen nodig zijn.