உள் கலக்கி மற்றும் திறந்த ஆலை: ரப்பர் பதப்படுத்தும் செயல்முறைகளின் ஒப்பீட்டுப் பகுப்பாய்வு

பல்வேறு ரப்பர் பொருட்களை உற்பத்தி செய்வதில் ரப்பர் கலவையாக்கம் ஒரு முக்கியமான படியாகும். இந்தத் துறையில் இரண்டு முதன்மை இயந்திரங்கள் ஆதிக்கம் செலுத்துகின்றன: உள் கலக்கி (பான்பரி கலக்கி போன்றவை) மற்றும் திறந்த இரு-உருளை ஆலை. இரண்டும் ஒரு ரப்பர் அடித்தளத்தில் சேர்க்கைப் பொருட்களைக் கலப்பதை நோக்கமாகக் கொண்டிருந்தாலும், அவற்றின் இயக்கக் கொள்கைகள், செயல்முறைகள் மற்றும் விளைவுகள் கணிசமாக வேறுபடுகின்றன. இந்தக் கட்டுரை ஒவ்வொன்றிற்குமான படிப்படியான செயலாக்க ஓட்டங்களை விவரிக்கிறது.

உள் கலவை செயலாக்க நடைமுறை

உள் கலக்கி ஒரு மூடிய, உயர்-தீவிர கலவை அமைப்பாகச் செயல்படுகிறது. இந்த செயல்முறை, கலவைக் கூடத்தை சுமார் 50–80°C வரை முன்கூட்டியே சூடாக்குவது மற்றும் சுழலிகள் சுத்தமாக இருப்பதை உறுதி செய்வதிலிருந்து தொடங்குகிறது. அடுத்து, ரப்பர் பாலிமர் (எ.கா., இயற்கை ரப்பர் அல்லது SBR) புனல் வழியாக உட்செலுத்தப்படுகிறது. ராம் கீழே இறங்கி, அழுத்தத்தைப் பிரயோகிக்க, சுழலிகள் மாறுபட்ட வேகத்தில் (பொதுவாக 20–60 rpm) சுழலத் தொடங்குகின்றன. தீவிரமான வெட்டுவிசை மற்றும் உராய்வு வெப்பத்தை உருவாக்கி, 1–2 நிமிடங்களுக்குள் ரப்பரை மென்மையாக்குகிறது.

பாலிமர் சிதைந்த பிறகு, இயக்குபவர் ராமை உயர்த்தி, கார்பன் பிளாக், சிலிக்கா, எண்ணெய்கள் மற்றும் செயலாக்க உதவிகள் போன்ற திடமான சேர்க்கைப் பொருட்களை ஒரு முன்நிர்ணயிக்கப்பட்ட வரிசைமுறையில் புனல் வழியாகச் சேர்க்கிறார். துத்தநாக ஆக்சைடு மற்றும் ஸ்டீரிக் அமிலம் பெரும்பாலும் அதனைத் தொடர்ந்து சேர்க்கப்படுகின்றன; பின்னர், (தீக்காயத்தைத் தவிர்க்க இரு-நிலை கலத்தல் செயல்முறையைப் பயன்படுத்தாத வரையில்) முடுக்கிகளும் கந்தகமும் சேர்க்கப்படுகின்றன. ராம் மீண்டும் கீழே இறக்கப்பட்டு, மொத்தமாக 3–5 நிமிடங்களுக்குக் கலத்தல் தொடர்கிறது. கலனின் வெப்பநிலை 120–160°C வரை அடையக்கூடும். நீர்-குளிரூட்டப்பட்ட உறைகள் வழியாக நடைபெறும் திறமையான வெப்பப் பரிமாற்றம், அதிக வெப்பமடைவதைத் தடுக்கிறது.

கலவை நன்கு கலந்தவுடன், இயக்குபவர் கீழே உள்ள கீழ் கதவைத் திறக்க, கலக்கப்பட்ட கலவை ஒரு கட்டியாக வெளியேற்றப்படுகிறது. இந்த முழு சுழற்சியும் பொதுவாக 5-8 நிமிடங்கள் நீடிக்கும். உள்ளகக் கலக்கி அதிக அளவு உற்பத்தியில் சிறந்து விளங்குகிறது, இது சீரான கலவை, குறைந்த தூசி மற்றும் குறைந்த உழைப்புத் தேவைகளை வழங்குகிறது. இருப்பினும், சரியான வரிசைமுறை இல்லாமல், வெப்பநிலை உணர்திறன் கொண்ட மூலப்பொருட்களை இதனால் எளிதில் கையாள முடியாது.

திறந்த ஆலை (இரட்டை உருளை ஆலை) செயலாக்க நடைமுறை

திறந்த அரவை இயந்திரத்தில், சரிசெய்யக்கூடிய இடைவெளி மற்றும் உராய்வு விகிதத்துடன், ஒன்றுக்கொன்று எதிர் திசையில் சுழலும் இரண்டு கிடைமட்ட உருளைகள் உள்ளன. ஒட்டுதலுக்காக, உருளைகளை 40–60°C வரை முன்கூட்டியே சூடாக்குவது அவசியம். இந்தச் செயல்முறை, பதப்படுத்தப்படாத ரப்பரை உருளைகளுக்கு இடையேயான இடைவெளியான 'நிப்'-க்குள் செலுத்துவதிலிருந்து தொடங்குகிறது. அந்த ரப்பர் ஒரு உருளும் அடுக்கை உருவாக்கி, முன் உருளையைச் சுற்றிப் படர்ந்து கொள்கிறது. அரவை இயக்குபவர், ரப்பரின் சிதைவையும் மென்மையாதலையும் ஊக்குவிப்பதற்காக, அதனை கைமுறையாக வெட்டி, மடித்து, மீண்டும் உள்ளே செலுத்துகிறார் – இந்தச் செயல்முறை 'அரைத்தல்' (milling) என்று அழைக்கப்படுகிறது, மேலும் இது 3–5 நிமிடங்கள் நீடிக்கும்.

பின்னர், சேர்க்கைப் பொருட்கள் படிப்படியாக அறிமுகப்படுத்தப்படுகின்றன. கார்பன் பிளாக் போன்ற தூள்கள் உருளும் அடுக்கின் மீது தூவப்படுகின்றன, அதே சமயம் வழுக்குவதைத் தவிர்க்க எண்ணெய்கள் மெதுவாக ஊற்றப்படுகின்றன. மூடிய கலக்கியைப் போலல்லாமல், இயக்குபவர் கலவையை ஒழுங்குபடுத்தவும், மடிக்கவும், மற்றும் பொருட்களை உள்ளடக்க ஒரு "உருளும் அடுக்கை" உருவாக்கவும் தொடர்ந்து ஒரு கரண்டி அல்லது கத்தியைப் பயன்படுத்துகிறார். முழுமையான கலவைக்காக, இயக்குபவர் "குறுக்குக் கலவை" (தாளை வெட்டித் திருப்புதல்) அல்லது "முக்கோணமாக்குதல்" (முக்கோண வடிவில் மடித்தல்) ஆகியவற்றைச் செய்யலாம். வெட்டு விசையை அதிகரிக்க, அரைக்கும் இயந்திரத்தின் இடைவெளி படிப்படியாகக் குறுகலாக்கப்படுகிறது.

அனைத்து மூலப்பொருட்களும் சீராகக் கலந்தவுடன் (பொதுவாக 10-20 நிமிடங்களுக்குப் பிறகு), அந்தக் கலவை ஒரு தொடர்ச்சியான பட்டையாகத் தட்டப்படுகிறது அல்லது தகடுகளாக வெட்டப்படுகிறது. வெப்பநிலை கட்டுப்பாடு கைமுறையாகச் செய்யப்படுகிறது – உருளைகள் வழியாக நீர் சுழற்சி வெப்பத்தை நீக்குகிறது, ஆனால் கலக்கும் பணி நீடித்தால் அதிக வெப்பம் ஏற்படலாம். இந்தத் திறந்த ஆலை, சிறிய அளவிலான கலவைகள், நிற மாற்றங்கள் மற்றும் உணர்திறன் மிக்க கலவைகளுக்கு (எ.கா., மிக வேகமான முடுக்கிகளைக் கொண்டவை) நெகிழ்வுத்தன்மையை வழங்குகிறது. இருப்பினும், இதற்கு இயக்குபவரின் உயர் திறன் தேவைப்படுகிறது, தொழிலாளர்களைத் தூசி மற்றும் வெப்பத்திற்கு உள்ளாக்குகிறது, மேலும் இதன் உற்பத்தித்திறன் குறைவாக உள்ளது.

செயல்முறை ஓட்டத்தில் உள்ள முக்கிய வேறுபாடுகள்

அம்சம் உள் கலக்கி திறந்த ஆலை
சுழற்சி நேரம் 5–8 நிமிடங்கள் 10–20 நிமிடங்கள்
வேலைப்பளு குறைவு (தானியங்கி) அதிகம் (கையேடு)
தூசி வெளிப்பாடு மிகக் குறைவு குறிப்பிடத்தக்கது
வெப்பநிலை கட்டுப்பாடு சிறந்தது (மேலங்கியுடன்) மிதமானது
தொகுதி அளவு பெரியது (50–500 கிலோ) சிறியது (1–50 கிலோ)

சுருக்கமாக, பெரிய அளவிலான, திறமையான மற்றும் தூய்மையான கலவையாக்கத்திற்கு உள் கலக்கி விரும்பப்படுகிறது, அதே சமயம் சிறிய தொகுதிகள், சிறப்பு கலவைகள் மற்றும் ஆய்வகப் பணிகளுக்கு திறந்த அரைப்பான் இன்றியமையாததாக உள்ளது. பல தொழிற்சாலைகள் உண்மையில் இரண்டையும் வரிசையாகப் பயன்படுத்துகின்றன: ஆரம்ப பரவலுக்கு உள் கலக்குதல், அதைத் தொடர்ந்து குளிர்வித்தல், பதப்படுத்தும் பொருட்களைச் சேர்த்தல் மற்றும் இறுதியாகத் தகடுகளாக்குதல் ஆகியவற்றுக்கு திறந்த அரைத்தல். இந்த செயல்முறைகளைப் புரிந்துகொள்வது, ஒவ்வொரு பணிக்கும் சரியான கருவியைத் தேர்ந்தெடுக்க கலவையாளர்களுக்கு உதவுகிறது.