Jaką powłokę wybrać na wałek przemysłowy? EPDM, NBR, HNBR, Hypalon, silikon i poliuretan w praktyce

Dobór odpowiedniej gumy na wałek przemysłowy nie polega na wybraniu „najlepszej” mieszanki z katalogu. W praktyce nie istnieje jedna powłoka dobra do wszystkiego. Innej gumy wymaga wałek pracujący z farbą rozpuszczalnikową w druku fleksograficznym, innej wałek wodny w offsecie, innej wałek klejowy w laminacji, a jeszcze innej wałek dociskowy w linii do płyt meblowych.W REMDRUK dobór powłoki gumowej zaczynamy od warunków pracy wałka: rodzaju chemii, temperatury, docisku, prędkości, twardości, kontaktu z farbą, lakierem, klejem, olejem, wodą, pyłem, papierem, folią, tekturą, blachą albo drewnem. Dopiero później wybieramy materiał: EPDM, NBR, HNBR, Hypalon/CSM, silikon, poliuretan lub inną mieszankę specjalną.REMDRUK działa jako firma produkcyjno-serwisowa w obszarze regeneracji i produkcji wałków, tulei sleeves oraz usług pokrewnych związanych z regeneracją oraz nowymi wałkami. Dlatego dobór materiału jest jednym z kluczowych etapów całego procesu regeneracji wałków przemysłowych.

Dlaczego dobór gumy na wałek przemysłowy jest tak ważny?

Wałek gumowy w maszynie przemysłowej bardzo często odpowiada za przenoszenie, dociskanie, wyciskanie, dozowanie, prowadzenie albo stabilizowanie materiału. Jeżeli powłoka zostanie dobrana źle, problem nie zawsze pojawia się od razu. Czasem wałek przez kilka dni wygląda poprawnie, ale po kilku tygodniach zaczyna puchnąć, twardnieć, pękać, tracić przyczepność, brudzić materiał albo powodować pasy na produkcie.Najczęstsze skutki źle dobranej gumy to:

• pęcznienie powłoki po kontakcie z olejem, farbą, lakierem lub rozpuszczalnikiem,
• twardnienie gumy pod wpływem temperatury lub chemii,
• utrata elastyczności i pojawienie się mikropęknięć,
• ścieranie powłoki przy dużym docisku lub wysokiej prędkości,
• zbyt duża przyczepność do folii, kleju, papieru lub lakieru,
• poślizg materiału na wałku napędowym,
• nierównomierny docisk,
• smugi, pasy lub problemy z jakością druku, lakierowania, klejenia albo laminacji.

Dlatego przy regeneracji wałka nie wystarczy podać średnicy i długości. Do prawidłowego doboru gumy potrzebne są informacje o funkcji wałka, medium, temperaturze, docisku, prędkości, wymaganej twardości, chemii czyszczącej oraz problemie, który występował na poprzedniej powłoce.Więcej o samej regeneracji możesz przeczytać na tutaj: Regeneracja wałków gumowych oraz tulei sleeves Remdruk z Woli na Śląsku, gdzie opisujemy jeden z ważnych obszarów pracy z powłokami technicznymi.

Najważniejsza zasada: guma musi pasować do aplikacji, nie odwrotnie

Ten sam wałek może wyglądać bardzo podobnie, ale pracować w zupełnie innych warunkach. Wałek dociskowy w linii do folii, wałek lakierujący w branży drzewnej, wałek wodny w offsecie i wałek wyżymający w procesie chemicznym mogą mieć podobne wymiary, ale wymagać całkowicie różnych mieszanek.Przy doborze powłoki analizujemy przede wszystkim:

• kontakt chemiczny – farby wodne, UV, rozpuszczalnikowe, kleje, lakiery, oleje, środki myjące, zasady, kwasy i alkohole,
• temperaturę pracy – stałą i chwilową,
• obciążenie mechaniczne – docisk, ścieranie, przecięcia, rozciąganie, uderzenia i odkształcenia,
• rodzaj materiału prowadzonego przez wałek – folię, papier, tekturę, drewno, blachę, filc, tkaninę lub tworzywo,
• wymaganą twardość – np. miękkie powłoki do docisku i wyżymań, twardsze do prowadzenia, napędu i stabilnego transferu,
• wymagania powierzchniowe – powierzchnię gładką, matową, szlifowaną, rowkowaną, nacinaną, antyadhezyjną, przewodzącą, izolującą albo antystatyczną,
• sposób czyszczenia – czym wałek jest myty i jak często.

To właśnie te informacje decydują, czy lepszym wyborem będzie EPDM, NBR, HNBR, Hypalon/CSM, silikon, poliuretan czy inna mieszanka specjalna.

EPDM – guma do wody, pary, zasad, kwasów i warunków atmosferycznych

EPDM to jedna z najczęściej stosowanych gum w aplikacjach, w których występuje woda, para wodna, środki alkaliczne, kwasy, ozon, promieniowanie UV oraz warunki atmosferyczne. Bardzo dobrze sprawdza się tam, gdzie wałek pracuje z mediami polarnymi, wodą technologiczną, niektórymi środkami czyszczącymi, farbami wodnymi, spirytusowymi oraz UV lub roztworami zasadowymi.EPDM dobrze współpracuje z płynami polarnymi, gorącą wodą i parą. Wykazuje wysoką odporność chemiczną i nadaje się do kontaktu z alkalicznymi oraz kwaśnymi środkami czyszczącymi.W przypadku EPDM znaczenie ma nie tylko sam typ kauczuku, ale również system sieciowania. EPDM siarkowy sprawdza się w wielu standardowych aplikacjach, natomiast EPDM nadtlenkowy zwykle lepiej znosi wyższą temperaturę, gorącą wodę, parę oraz trudniejsze warunki chemiczne. Dlatego przy wałkach wodnych, wyżymających, lakierujących lub pracujących z chemią alkaliczną warto doprecyzować nie tylko „EPDM”, ale także typ mieszanki.

Gdzie stosować EPDM na wałkach?

EPDM warto rozważyć dla:

• wałków wodnych i nawilżających w offsecie,
• wałków pracujących z farbami wodnymi, spirytusowymi oraz UV,
• wałków w aplikacjach z zasadową chemią czyszczącą,
• wałków do lakierów wodnych oraz UV,
• wałków pracujących na zewnątrz lub w środowisku ozonu i UV.

Ograniczenia EPDM

EPDM nie jest dobrą gumą do olejów mineralnych, smarów, benzyny, paliw i wielu rozpuszczalników. Jeżeli wałek ma kontakt z olejem technologicznym, farbą olejową, tłustymi mediami lub agresywnymi rozpuszczalnikami, EPDM może puchnąć, mięknąć albo tracić właściwości.Wniosek praktyczny: EPDM jest świetny do wody, pary, zasad i starzenia atmosferycznego, ale nie traktujemy go jako gumy olejoodpornej.

NBR – guma olejoodporna do farb, olejów, smarów i wielu aplikacji przemysłowych

NBR, czyli kauczuk nitrylowy, to klasyczna guma techniczna do pracy z olejami, smarami, tłuszczami i wieloma mediami przemysłowymi. Jest często wybierana tam, gdzie EPDM nie da rady, czyli w kontakcie z olejami mineralnymi, smarami, tłustymi zabrudzeniami albo wybranymi rozpuszczalnikami.NBR ma dobre właściwości mechaniczne, dobrą odporność na oleje, wysoką wytrzymałość na rozciąganie i rozdzieranie oraz dobrą odporność na ścieranie. Typowy zakres pracy wynosi około -30°C do +100°C, krótkotrwale do około +120°C.

Gdzie stosować NBR na wałkach?

NBR stosuje się między innymi na:

• wałki pracujące z olejami i smarami,
• wałki farbowe w maszynach offsetowych,
• wałki kontaktowe i napędowe,
• wałki w liniach opakowaniowych,
• wałki do folii, papieru i tektury,
• wałki w aplikacjach, gdzie ważna jest odporność na olej i dobra odporność mechaniczna,
• wałki w przemyśle metalowym, jeżeli kontakt z olejem jest istotniejszy niż odporność na wysoką temperaturę.

Ograniczenia NBR

NBR nie lubi ozonu, promieniowania UV i długiej pracy w warunkach atmosferycznych. Nie jest też materiałem do wysokich temperatur ani agresywnych środków utleniających. W porównaniu z HNBR szybciej starzeje się pod wpływem temperatury i obciążeń dynamicznych.Wniosek praktyczny: NBR to dobry wybór do oleju, farb i wielu typowych aplikacji przemysłowych, ale nie jest to materiał „premium” do wysokiej temperatury, ozonu i ekstremalnych obciążeń.

HNBR – mocniejsza wersja NBR do oleju, temperatury i wysokich obciążeń

HNBR to uwodorniona odmiana NBR. W praktyce można ją traktować jako materiał wyższej klasy tam, gdzie zwykły NBR jest za słaby: temperatura jest zbyt wysoka, obciążenie zbyt duże, prędkość większa, kontakt z olejem stały, a jednocześnie wymagana jest lepsza odporność na ozon oraz starzenie.HNBR ma bardzo dobre właściwości mechaniczne, dobrą odporność na ścieranie i oleje, a jego zakres pracy w kontakcie z olejami i smarami mineralnymi wynosi około -30°C do +140°C, krótkotrwale do +160°C. To materiał o lepszej odporności olejowej i chemicznej niż NBR, odporny na wyższe temperatury, oleje, paliwa, wiele chemikaliów, gorącą wodę, parę i ozon.

Gdzie stosować HNBR na wałkach?

HNBR warto rozważyć dla:

• wałków wysokoobciążonych,
• wałków napędowych i kontaktowych,
• wałków pracujących z olejami przy podwyższonej temperaturze,
• aplikacji dynamicznych,
• wałków w metalurgii i liniach technicznych,
• wałków, gdzie NBR zużywa się zbyt szybko,
• wałków pracujących w trudniejszych warunkach chemiczno-mechanicznych.

Ograniczenia HNBR

HNBR jest droższy od NBR, dlatego nie ma sensu stosować go wszędzie. Jeżeli aplikacja jest prosta, niskotemperaturowa i bez dużego obciążenia, zwykły NBR może być wystarczający. HNBR nie zastępuje też automatycznie EPDM w aplikacjach typowo wodnych ani silikonu w bardzo wysokiej temperaturze.Wniosek praktyczny: HNBR stosujemy wtedy, gdy NBR działa, ale żywotność jest za krótka albo warunki pracy są zbyt ciężkie.

Hypalon / CSM – guma do chemii, ozonu, UV i aplikacji specjalnych

Hypalon, technicznie CSM, czyli chlorosulfonowany polietylen, to materiał do zadań trudnych. Dobrze znosi ozon, UV, warunki atmosferyczne, wiele kwasów, zasad, środków utleniających oraz zmienne warunki pracy. W wielu aplikacjach jest wybierany tam, gdzie standardowy EPDM albo NBR są zbyt ograniczone.CSM stosuje się na powłoki cylindrów przemysłowych pracujących w środowiskach kwaśnych, utleniających, z UV, olejami i wysoką temperaturą. Typowy zakres pracy wynosi około -35°C do +140°C, z chwilowymi pikami do +160°C.

Gdzie stosować Hypalon / CSM na wałkach?

Hypalon/CSM warto rozważyć dla:

• wałków w środowisku agresywnej chemii,
• wałków narażonych na ozon i UV,
• wałków lakierujących i klejowych,
• wałków w procesach z utleniaczami,
• wałków do aplikacji z podchlorynem, zasadami lub wybranymi kwasami,
• wałków w opakowaniach, papiernictwie, metalurgii i liniach specjalnych,
• wałków, gdzie ważna jest jednocześnie odporność chemiczna i mechaniczna.

Ograniczenia Hypalonu

Hypalon/CSM jest droższy od EPDM i NBR, dlatego powinien być dobierany świadomie. Nie jest też najlepszym wyborem do każdego rozpuszczalnika. Przy ketonach, estrach, silnych rozpuszczalnikach aromatycznych i chlorowanych konieczny jest test lub dokładna analiza karty chemicznej.Wniosek praktyczny: Hypalon/CSM to dobry wybór do trudnego środowiska chemicznego, UV, ozonu i aplikacji, gdzie standardowe gumy zbyt szybko się starzeją.

Silikon – powłoka do wysokiej temperatury, antyadhezji i koronowania

Silikon jest bardzo dobrym materiałem do wysokich temperatur, pracy z materiałami klejącymi, aplikacji antyadhezyjnych oraz tam, gdzie wymagana jest stabilność w szerokim zakresie temperatur. Nie jest jednak gumą wybitnie odporną mechanicznie. To bardzo ważne, bo silikon często bywa błędnie traktowany jako „lepsza guma”. Nie zawsze jest lepszy. Jest lepszy tylko w konkretnych warunkach.Silikon VMQ ma bardzo dobrą odporność na wysoką i niską temperaturę, ozon oraz warunki atmosferyczne. Typowy zakres pracy wynosi około -60°C do +200°C, w specjalnych odmianach do około +220°C. Silikon ma ograniczenia przy kontakcie z kwasami, zasadami, ketonami, estrami oraz parą powyżej 100°C. Jest również doskonałym izolatorem, dlatego bywa stosowany m.in. na wałki do koronowania folii.W REMDRUK realizujemy również regenerację wałków silikonowych, które znajdują zastosowanie w wielu wymagających procesach przemysłowych.

Gdzie stosować silikon na wałkach?

Silikon warto rozważyć dla:

• wałków pracujących w podwyższonej temperaturze,
• wałków antyadhezyjnych,
• wałków do aplikacji, gdzie materiał ma się nie przyklejać,
• wałków w laminacji,
• wałków dociskowych folii,
• wałków do koronowania,
• wałków klejowych i łączących,
• wałków w branży drzewnej i meblowej przy lakierach, klejach lub foliach,
• wałków do kontaktu z gorącym materiałem,
• aplikacji, gdzie ważna jest odporność na UV, ozon i starzenie.

Ograniczenia silikonu

Silikon jest słabszy mechanicznie niż NBR, HNBR czy poliuretan. Przy dużym docisku, wysokiej prędkości, ostrych krawędziach, dużym ścieraniu lub pracy z zabrudzeniami stałymi może zużywać się szybciej. Trzeba też uważać na chemię czyszczącą, ponieważ nie każdy preparat jest bezpieczny dla silikonu.Wniosek praktyczny: silikon wybieramy dla temperatury, antyadhezji i specjalnych aplikacji, a nie jako uniwersalną gumę do ciężkiej mechaniki.

Poliuretan / PU – bardzo wysoka odporność na ścieranie, docisk i obciążenia mechaniczne

Poliuretan to materiał bardzo mocny mechanicznie. W praktyce często wygrywa tam, gdzie klasyczna guma zbyt szybko się ściera, rozrywa albo traci kształt pod wpływem obciążeń. Bardzo dobrze sprawdza się na wałkach transportowych, napędowych, dociskowych, wyżymających oraz w aplikacjach, gdzie najważniejsza jest odporność mechaniczna.Producenci poliuretanów podkreślają ich wysoką odporność na ścieranie, rozdzieranie i duże obciążenia. W przypadku poliuretanu trzeba jednak rozróżniać typ materiału. Poliuretany estrowe bardzo dobrze sprawdzają się tam, gdzie liczy się odporność mechaniczna, ścieranie i nośność. Poliuretany eterowe są korzystniejsze tam, gdzie pojawia się wilgoć, woda lub ryzyko hydrolizy.Dlatego przy wałkach pracujących w środowisku mokrym, z gorącą wodą, parą albo chemią wodną nie wystarczy napisać „PU”. Trzeba dobrać konkretny system poliuretanowy.

Gdzie stosować poliuretan na wałkach?

Poliuretan warto rozważyć dla:

• wałków napędowych,
• wałków transportowych,
• wałków podajników,
• wałków dociskowych,
• rolek prowadzących,
• wałków w liniach drzewnych i meblowych,
• wałków do blachy i metalu,
• wałków w aplikacjach z dużym ścieraniem,
• kół, rolek i elementów gumowo-metalowych o dużym obciążeniu.

W praktyce regeneracja wałków poliuretanowych jest dobrym kierunkiem wszędzie tam, gdzie kluczowe znaczenie mają trwałość mechaniczna, odporność na ścieranie i stabilna praca pod obciążeniem.

Ograniczenia poliuretanu

PU nie lubi przegrzewania. Przy zbyt wysokiej temperaturze może tracić właściwości mechaniczne. Trzeba też uważać na hydrolizę, szczególnie w kontakcie z wodą, parą i wilgocią przy podwyższonej temperaturze. W takich przypadkach istotny jest wybór odpowiedniego typu poliuretanu, np. polieterowego zamiast poliestrowego.Wniosek praktyczny: poliuretan jest świetny do ścierania, docisku i transportu, ale nie zawsze jest najlepszy do gorącej wody, pary, agresywnej chemii i wysokiej temperatury.

Szybkie porównanie stosowanych w Remdruk elastomerów na wałki przemysłowe

EPDM najlepiej sprawdza się przy wodzie, parze, zasadach, kwasach, ozonie i UV. Jego głównym ograniczeniem jest słaba odporność na oleje i paliwa. Typowe zastosowania to wałki wodne, farby wodne oraz UV, lakiery wodne oraz UV.NBR to dobry wybór do olejów, smarów, farb i wielu standardowych aplikacji przemysłowych. Ograniczeniem jest słabsza odporność na ozon, UV i wysoką temperaturę.HNBR łączy odporność na oleje, temperaturę i wysokie obciążenia mechaniczne. Jest droższy od NBR, ale często sprawdza się tam, gdzie zwykły NBR zużywa się zbyt szybko.Hypalon/CSM jest dobrym materiałem do chemii, UV, ozonu i utleniaczy. Trzeba jednak uważać przy ketonach, estrach, aromatach i rozpuszczalnikach chlorowanych.Silikon wybieramy wtedy, gdy najważniejsza jest wysoka temperatura, antyadhezja, odporność na UV i praca w aplikacjach specjalnych takich jak np. koronowanie. Nie jest to jednak powłoka specjalnie odporna na ścieranie.Poliuretan wygrywa przy ścieraniu, rozdzieraniu, docisku i obciążeniach mechanicznych. Wymaga jednak ostrożności przy wysokiej temperaturze, gorącej wodzie, parze i ryzyku hydrolizy.

Najczęstsze błędy przy wyborze gumy na wałek

Wybór gumy tylko po twardości

Twardość Shore A jest ważna, ale nie mówi wszystkiego. Dwie gumy o twardości 70 ShA mogą mieć zupełnie inną odporność chemiczną, ścieralność, sprężystość i zachowanie w temperaturze.

Założenie, że „guma olejoodporna” jest odporna na wszystko

NBR jest dobry do olejów, ale nie oznacza to, że wytrzyma każdą chemię, każdy rozpuszczalnik i każdą temperaturę.

Stosowanie EPDM tam, gdzie jest olej

EPDM świetnie sprawdza się z wodą, parą i zasadami, ale przy olejach mineralnych może być złym wyborem.

Stosowanie silikonu tam, gdzie jest duże ścieranie

Silikon ma świetną odporność na temperaturę i antyadhezję, ale mechanicznie przegrywa z PU, NBR czy HNBR.

Stosowanie poliuretanu w gorącej wodzie lub parze bez analizy

PU może mieć świetną mechanikę, ale w kontakcie z wodą, parą i temperaturą trzeba sprawdzić ryzyko hydrolizy.

Pomijanie chemii czyszczącej

Często wałek nie niszczy się od farby, lakieru czy kleju, ale od środka używanego do mycia. Dlatego przy doborze gumy warto znać nie tylko medium produkcyjne, ale też chemię czyszczącą.

Podsumowanie: jaka guma na wałek będzie najlepsza?

Nie ma jednej najlepszej gumy na wałek. Jest tylko najlepiej dobrana guma do konkretnej aplikacji.Jeżeli wałek pracuje z wodą, parą, zasadami i chemią wodną, często dobrym kierunkiem będzie EPDM. Jeżeli pracuje z olejem, smarem, farbą olejową lub typowymi mediami przemysłowymi, często wybieramy NBR. Jeżeli warunki są cięższe, temperatura wyższa, a zwykły NBR zużywa się zbyt szybko, warto rozważyć HNBR. Jeżeli problemem jest agresywna chemia, ozon, UV, utleniacze lub trudne środowisko, dobrym rozwiązaniem może być Hypalon/CSM. Jeżeli najważniejsza jest temperatura i antyadhezja, często stosuje się silikon. Jeżeli kluczowa jest odporność na ścieranie, docisk i obciążenie mechaniczne, bardzo często wygrywa poliuretan.W REMDRUK regeneracja wałków gumowych nie polega wyłącznie na zdjęciu starej powłoki i nałożeniu nowej. Kluczowe jest zrozumienie, w jakich warunkach wałek pracuje i dlaczego poprzednia powłoka się zużyła. Dopiero wtedy można dobrać materiał, który realnie poprawi trwałość, stabilność pracy maszyny i bezpieczeństwo produkcji.

Nie zawsze guma — kiedy warto rozważyć chrom techniczny?- regenerację wałków chromowych.

Nie każdy wałek przemysłowy powinien mieć powłokę gumową. W aplikacjach, gdzie najważniejsza jest twardość, odporność na ścieranie, stabilna geometria, łatwe czyszczenie i precyzyjna praca powierzchni, lepszym rozwiązaniem może być chrom techniczny. To powłoka metaliczna, a więc działa zupełnie inaczej niż EPDM, NBR, HNBR, silikon czy poliuretan. Guma zapewnia elastyczność, przyczepność i pracę z dociskiem, natomiast chrom techniczny zapewnia twardą, odporną powierzchnię roboczą. Dlatego przy regeneracji wałka warto ocenić nie tylko rodzaj elastomeru, ale też to, czy w danej aplikacji potrzebna jest elastyczna powłoka, czy twarda powierzchnia metaliczna.

FAQ – najczęstsze pytania o dobór gumy na wałki