Processos de Produção de Folhas de Borracha

A produção de Folhas de Borracha envolve as seguintes operações:

Em relação ao Processo de Mistura, uma descrição mais detalhada do processo pode ser vista neste endereço.

Em relação ao Processo de Calandragem, uma descrição mais detalhada do processo pose ser vista neste endereço.

Em relação ao Processo de Vulcanização, uma descrição mais detalhada do processo pose ser vista neste endereço.

Em relação aos processos de vulcanização de folhas de borracha obtidas previamente pelo processo de Extrusão-Calandragem, faremos adiante uma descrição mais pormenorizada desta tecnologia.

Uma representação esquemática de todos estes processos é mostrada na Figura 5.

Figura 5 – Processos de vulcanização de folhas de borracha (esquemático)  (Click aqui para ampliar)

 

Em todas as fases de produção há a considerar as acções desenvolvidas pelo Sistema de Qualidade, de forma a garantir a qualidade do produto final. As operações de controlo do produto final não devem limitar-se a um controlo visual e dimensional; devem ser controlados todos os requisitos especificados pelo cliente ou estabelecidos pela normalização aplicável,

A execução de cada fase do processo pode variar de fabricante para fabricante, pois depende, essencialmente, dos equipamentos disponíveis e das suas características, particularmente as dimensionais, que são sobretudo críticas nos equipamentos de calandragem, de extrusão-calandragem e de vulcanização.

O processo de produção requer uma formulação do composto de borracha bem mais rigorosa no que diz respeito ao aparecimento de “bolhas” e de algum “nervo” na operação de Calandragem. A utilização de tipos de borracha pré-reticulados, bem como uma adequada selecção de cargas (sejam reforçantes, semi-reforçantes ou inertes) são factores determinantes para resolver ou atenuar em grande extensão este problema. Se o processo de produção da folha de borracha não vulcanizada for o de Extrusão-Calandragem este problema não se coloca com o mesmo grau de importância, visto que a extrusora dispõe de um sistema de desgaseificação e o composto de borracha recebido na calandra está praticamente isento de ar incorporado na massa de borracha.

O processo de Vulcanização pode ser conduzido, como atrás referimos, em Prensas de Vulcanização por Compressão, em Prensas Rotocure, em Prensa de Pratos Rotativos (DOBA) ou em Autoclave,  Tudo depende dos equipamentos disponíveis nas empresas e também do tipo de Folha de Borracha a produzir, em particular no que respeita ao tipo de superfícies pretendidas (polida, com impressão de tecido, com uma textura particular ou suas combinações) e ao rigor dimensional pretendido, particularmente da espessura.

Contudo, os tipos de superfícies exigidas para as Folhas de Borracha, colocam limitações quanto ao tipo de equipamento de Vulcanização a utilizar. Assim, teremos:

 

Temperatura e Tempo de Vulcanização

Temperatura e tempo de vulcanização devem ser fixados de acordo com as características do composto ou compostos de borracha utilizados. A utilização de dois ou mesmo três compostos de borracha é praticada na produção de alguns tipos especiais de Folhas de Borracha (Figura 6).

Figura 6 – Folhas de Borracha Multicamadas

 

Com efeito, nalguns tipos de aplicações (Folhas de Borracha utilizadas em Elementos de Vedação, por exemplo), a folha de borracha deve ser resistente a óleos ou a substâncias químicas numa das camadas (Figura 6 A-1) e deve ser resistente ao ozono. à intempérie e radiação UV na outra (Figura 6 A-2).

Noutros tipos de aplicações (em Folhas de Borracha Anti estática ou ESD, por exemplo), a folha de borracha deve possuir características dissipativa estática numa das camadas (Figura 6 B-3) e uma segunda camada condutora de electricidade (Figura 6 B-4).

Folhas de borracha utilizadas nas Indústrias Mineira e de Construção Civil, com uma estrutura em três camadas, possuem uma camada exterior lisa, com boa resistência ao envelhecimento (Figura 6 C-5); uma camada intermédia, geralmente colorida, com boa resistência a impactos (Figura 6 C-6); uma terceira camada, com boa resistência à abrasão (Figura 6 C-7).

E existem outros tipos de requisitos que exigem diferentes tipos de compostos de borracha em cada uma das camadas.

Nestes casos,  e para efeito de uma boa ligação entre as diferentes camadas de borracha, é necessário que exista compatibilidade entre os tipos de borracha utilizados. É também necessário que os sistemas de vulcanização dos compostos de borracha utilizados possuam parâmetros de vulcanização muito semelhantes, para que, no termo dos tempos de vulcanização utilizados, os estados de vulcanização dos vulcanizados  sejam também muitos semelhantes.

 

Processo de Extrusão-Calandragem (Extrusion Roller-Head)

Por se tratar de um processo menos conhecido, vou apresentar a sua descrição. A data da criação deste processo de associação destes dois processos de transformação da borracha:   Extrusão e Calandragem, remonta ao ano 1960 e foi desenvolvido pela empresa alemã Troester. O princípio básico do processo é esquematicamente mostrado na Figura 7.

Figura 7 – Princípio de funcionamento do processo de extrusão-calandragem. Minha modificação da Figura 6 da Patente US 5607703A, de 1997.

Foram posteriormente desenvolvidos vários aperfeiçoamentos, nomeadamente nos tipos básicos dos equipamentos de extrusão e de calandragem, e também em vários tipos de equipamentos acessórios, tais como equipamentos de controlo do processo,  arrefecimento, corte e enrolamento. No decurso dos anos, diversas patentes foram criadas relativamente a todos estes aperfeiçoamentos.

Uma moderna linha de Extrusão-Calandragem é comercializada pela empresa Colmec, S.p.A., Busto Arsizio, Itália. Na Figura 8 é apresentada a linha de extrusão-calandragem desta empresa.

Figura 8 – Linha de extrusão-calandragem Colmec, S.p.A. (Itália)

(Cortesia da empresa Colmec, S.p.A., (Itália)

 

Na Figura 9 é mostrada uma linha completa de extrusão-calandragem Colmec.

Figura 9 – Linha completa de extrusão calandragem. Cortesia da empresa Colmec, S.p.A., (Itália). (Clicar aqui para ampliar)

Esta linha é constituída pelos seguintes componentes:

Uma unidade deste tipo permite obter folhas de borracha (não vulcanizada) totalmente isentas de bolhas de ar e com a sua espessura com um excelente rigor dimensional.