摘要:阐述了胶辊结构、硬度与成纱条干、强力的关系,胶辊硬度与摩擦因数、钳口线宽度的关系;胶辊直径、套差与成纱质量的关系;分析了低硬度胶辊改善成纱条干的机理,指出胶辊制作中必须注意的问题及纺纱工艺配置。胶圈应用中应重视表面粗糙度、摩擦因数、内周长尺寸及抗拉强度等性能指标。分析了胶圈配置的原则,并对表面处理胶辊的作用机理作了分析,对化工涂料配比原则、操作要求及注意事项作了介绍。

丁腈胶辊、胶圈是粗纺和精纺设备牵伸机构的重要器材,其应用技术是门综合性的科学技术,对改善成纱质量有十分重要的作用。在长期的生产实践中认识到,在设备和纺纱工艺条件正常的状况下,纺织橡胶企业配方设计和制造的丁腈胶管、胶圈内在质量优良稳定,棉纺织和毛纺织企业胶辊间的制作和整理后的胶辊、胶圈精度高,严格维护保养及正确合理使用,控制好车间相适应的温湿度等,对改善成纱质量起着明显的主导作用。

1、纺纱牵伸胶辊的发展进程

20余年来,由于对纺纱牵伸工艺的探索和发展,研制成功了高弹性、低硬度胶辊和胶圈,在使用中为改善成纱质量奠定了良好的基础。近几年来,羧基丁腈橡胶在制造胶辊、胶圈中的应用,大幅度地提高了胶辊、胶圈的弹性及耐磨性;研制成功的表面不处理胶辊、胶圈,为进一步改善成纱质量起到了促进作用。虽然羧基丁腈橡胶具有较好的耐磨性,其抗撕裂能力差。随着众多纺纱纤维原料和特性纤维的投纺(如粘胶、涤纶、锦纶、氨纶、莫代尔、竹纤维、木纤维、大豆纤维、牛奶纤维、毛纤维混纺、环保负离子纤维,),以及集聚纺和氨纶包芯无动程纺纱时,不仅胶辊、胶圈的适纺性能受到严重挑战,其弹性、耐磨性和使用寿命也明显不足,成纱质量不够稳定。

2　丁腈橡胶性能的不足

2.1　不耐臭氧和油

丁腈橡胶是由丁二烯和丙烯腈单体聚合而成,在聚合时丁二烯和丙烯腈的排列并不规则;其无规则结构却影响了胶辊、胶圈的均一性。而不饱和丁二烯的双链,却又注定了它的耐臭氧性能差,耐油性差,遇油溶胀起鼓,胶辊、胶圈随着臭氧和油的浸袭而质量下降,产生早衰龟裂,导致成纱条干均匀度的恶化和毛羽、疵点的增加,其使用寿命明显降低。

2.2　弹性和耐磨性的相互矛盾及制约

由于丁腈橡胶原料的某些局限性,使其综合性能间矛盾较多并相互制约,故在提高弹性和耐磨性能上有一定的极限和难点,难免“顾此失彼”。而丁腈橡胶并不同时具备优良的弹性和极佳的耐磨性,故高弹性、低硬度胶辊在纺纱过程中,其弹性和耐磨性的差异也较明显。

2.3　不十分稳定的抗缠绕性

纺纱时要使纤维不缠绕胶辊,直接取决于纺纱纤维原料和胶辊的表面能。在纺纱过程中,纤维吸附在胶辊的表面,其物理吸附与化学吸附同时存在。根据功函数与纤维摩擦产生静电作用的分析,以及“电荷扩散”理论中的“霍尔姆兹”效应分析;当胶辊和胶圈在牵伸运行中受到挤压、拉伸、摩擦时就

会产生静电效应,若电位差达不到“零”时,就会产生纤维缠绕现象。任何两种固体材料,由于化学成份不同或物理状态相异,当两者相互接触时,就会产生电荷的重新分配,在分离过程中就会产生静电和电位差。

而丁腈橡胶配方需要很多添加配合剂来提高胶辊、胶圈的耐磨性、抗静电性等诸多性能。但是大量的高能表面无机化合物的加入,增大了体系的表面能;故较难用改性剂降低表面能来改善丁腈胶辊、胶圈的抗缠绕性。

客观而论,由于设备、纺纱原料、生产品种、管理水平等差异,纺织企业使用国外或国内的表面不处理胶辊纺纱时(特别是纺新型合成纤维),均不能保证胶辊绝不缠绕。

2.4　纺橡制造工艺的弊端

丁腈橡胶的门尼粘度为45～125。对于如此高的粘度,其加工只能在炼胶机、密炼机、挤出机的巨大机械剪切力的作用下,通过一道道的塑炼、混炼、挤出加工、硫化成型,切削、磨砺等工序加以完成。其设备功率大、能耗高,而配合剂都是粉状物,存在生产条件恶劣、生产环境污染,加工周期长、用人多而生产成本较高等弊端。

针对以上问题和纺织企业生产的迫切需要,在纺织行业老专家的倡导下,我国纺橡行业的无锡振华、天津顺兴、山东滕州山鹰、无锡兰翔、浙江宁波环球、南通宝得发等企业的科技人员,率先研制了创新型、节能型、环保型而弹性优、耐磨性极佳、抗缠绕性与适纺性强、耐油、抗臭氧、抗早衰性优的聚氨酯纺纱牵伸胶辊;通过近一年来纺织企业的试纺和测试,初步取得了明显效果,填补了国内外同类产品的空白,属于我国纺橡行业的首创产品。

3　棉纺牵伸理论几个最基本概念简介

环锭纺细纱机的牵伸装置,一般采用三罗拉长短双胶圈摇架加压形式,当纱条进入钳口时,受到胶辊与罗拉的紧压,使纤维与罗拉、胶辊、胶圈之间,以及纤维之间产生一定的摩擦力。而牵伸装置就是依靠这些摩擦力来抽细须条和控制纤维运动。摩擦是棉纺牵伸的基础,在理论和实践中必须弄清楚以下几个问题。

3.1　宏观上从纱条看

3.1.1　牵伸是将喂入的粗纱条子均匀地拉长变细到所需要的细度,并使须条纤维伸直平行,除掉一些短绒和尘屑的工艺。其力学条件为:握持力的最小值要大于牵伸力的最大值,才能进行正常牵伸。

3.1.2　握持力是前钳口(或后钳口)处罗拉和胶辊对须条纤维的摩擦力。

3.1.3　牵伸力是指牵伸区中所有慢速纤维对所有快速纤维的摩擦阻力之总和,即为牵伸时所需要克服的总阻力。

3.1.4　胶辊滑溜是指当握持力小于牵伸力时,须条中的纤维按后钳口的慢速运动,即因为须条未被拉细而以慢速从前钳口输出,它与前钳口之间产生的相对滑动即称为胶辊滑溜。凡是胶辊滑溜就不能实现牵伸之目的。

3.2　微观上从纤维看

影响纱条条干均匀度的主要因素,是指对浮游纤维即对短纤维的运动控制,使其不要过早地变速,以免引起反复地变速而造成成纱条干不匀。所谓纱线条干不匀,是指纱线在单位长度上的重量变化。

3.2.1　引导力和控制力是分别指快速纤维和慢速纤维对浮游纤维整个长度上的摩擦力。

3.2.2　静摩擦是指慢速纤维与浮游纤维间的摩擦。

3.2.3　动摩擦是指快速纤维与浮游纤维间的摩擦。

4　胶辊应用技术中的四个基本问题

4.1　胶辊的结构

胶辊从结构上分为单层、双层、铝衬管3种。

4.2　胶辊性能与成纱质量间的关系

4.2.1　胶辊硬度同成纱条干CV值和单纱强力的关系

在一定的范围内,胶辊的硬度同成纱条干均匀度呈正线性相关:即胶辊硬度高,成纱条干CV值高;胶辊硬度低,成纱条干CV值低而质量好;但低硬度胶辊有一定的极限,并非越低越好,否则适得其反,低于邵尔A硬度50度时,成纱质量显著恶化。胶辊硬度与成纱的单纱强力(即断裂强度)呈负线性相关:即胶辊的硬度高,单纱强力低;胶辊的硬度低,则单纱强力高。特别是对成纱单强CV值的影响(即单纱强力变异系数),高弹性、低硬度胶辊具有明显的优势。

4.2.2　选配胶辊的基本原则

4.2.2.1　纺纯棉品种或粘胶纤维品种(人造棉),一般采用邵尔A硬度55度～68度的高弹性、低硬度胶辊。

国内外许多先进的纺纱企业,为了使成纱质量确保在Uster公报5%～25%的水平内,在纺纯棉品种时均采用邵尔A硬度55度～63度的表面不处理胶辊或表面微处理胶辊,压力控制在120N/双锭～130N/双锭,当采用邵尔A硬度65度～70度的胶辊纺纱时,其压力控制在140N/双锭。

4.2.2.2　纺涤棉混纺品种或其它合成纤维与棉纤维的正常比例混纺品种时(化纤65%/棉35%),一般采用邵尔A硬度70度～75度的中弹性中硬度胶辊。

4.2.2.3　纺纯化纤品种、纯棉粗号纱或涤棉混纺粗号纱(36tex～67tex)时,一般采用邵尔A硬度78度～82度的中弹性、中硬度胶辊。

4.2.2.4　纺制毛纤维、麻纤维、绢纺品种时,均采用邵尔A硬度84度或84度以上的低弹性高硬度胶辊。

4.2.3　胶辊硬度与表面摩擦因数的关系

同一种胶辊以表面不处理胶辊的摩擦因数为最大。胶辊表面采用相同的涂料和配比处理时,表面摩擦因数均随着胶辊硬度的降低而增大。胶辊硬度低,动摩擦因数大,其握持力强而有利于改善成纱条干均匀度。但动摩擦因数大时,在加压较重而车速较高的情况下,易产生静电作用,增加胶辊运行中的缠绕机率。故必须合理采取相对应的措施,以利改善成纱质量和正常车间生产。

对于丁腈橡胶而言,摩擦力与摩擦因数的大小,直接同所接触面积的大小和其表面粗糙度值的大小密切相关。接触面积大、表面粗糙度值大时,则表面的摩擦因数与摩擦力就大;反之,就小。因此,胶辊表面的摩擦因数必须适宜,在确保握持力与成纱质量改善的前提下,适当控制好胶辊表面的摩擦因数,有利于减少缠绕和降低成纱毛羽。低硬度胶辊表面的摩擦因数一般约为0.581～0.583;中硬度胶辊表面的摩擦因数约为0.451～0.452。在检验和制作小套差双层胶辊时,要注意剔除内骨架层内壁有明显凸起的颗粒和粗糙度不良的胶管,避免成纱条干CV值的恶化。

4.2.4　胶辊硬度与压力的关系

无论何种胶辊,纺纱时所加的压力越大,其握持长度越大。在相同的加压条件下,高弹性、低硬度胶辊的钳口面握持长度比中高硬度胶辊要大(见表

1),有利于握持纤维牵伸,更有利于降低成纱条干CV值、细纱断头及成纱毛羽。

在应用高弹性、低硬度胶辊纺纱时,只要坚持“适当加压(即稳定加压)、小隔距、紧钳口、强握持”的工艺原则,不仅节约能源、降低机物料消耗,还能

表1　不同胶辊硬度、压力的罗拉钳口线宽度

胶辊邵尔A硬度/度

罗拉钳口线宽度/mm

140N/双锭160N/双锭180N/双锭

653.54.04.5

753.03.43.8

842.52.73.0

获得良好的成纱质量。

4.2.5　胶辊直径、套差与成纱质量的关系

生产实践证明:丁腈胶辊的壁厚大于5mm时,其表面硬度正常,弹性良好,适纺性强,成纱质量好;若壁厚小于4.5mm时,其胶辊表面硬度能达到设计要求,但其弹性明显下降而易变形(弹性下降约15%～20%);当胶辊壁厚逐渐回磨变薄时,便导致胶辊偏心或凸点而影响成纱质量。若双层小套差胶辊的骨架层厚薄不匀,便影响胶辊外层表面的厚薄不匀;在负载运行时,即产生应力不匀而引起胶辊表面的不平整,将导致胶辊钳口处握持力的波动,造成纱条粗节、细节的增加,使成纱条干均匀度恶化;因此,当前列胶辊直径为27mm时,必须坚决报废(因胶辊表面硬度增加,产生老化龟裂等)。

在相同的加压条件下,采用大直径胶辊(一般为<29.6mm～<31mm)可以获得较大的握持长度;若适当地缩短胶辊的制作宽度,即可增加胶辊、罗拉同纤维握持部分的单位压强,对增加胶辊与罗拉钳口握持长度有一定的积极效果,有利于降低成纱条干CV值和细纱断头,并明显地减少细纱毛羽。在新丁腈胶辊的制作过程中,过大的工艺制作套差会引起胶管内层伸长率过大,并导致胶辊内层的应力增大,从而造成胶辊的圆柱度超差,早衰龟裂老化,不仅降低了胶辊的适纺性能及使用寿命,还影响成纱条干均匀度。因此,在制作各类纺纱胶辊时,一定要采用小套差制作工艺,特别是制作高弹性、低硬度胶辊和表面不处理胶辊时,严禁采用大套差制作工艺。

不同胶辊制作套差产生的胶辊内壁伸长率不同,具体比较见表2。

表2　胶辊制作套差与胶辊内壁伸长率的关系

胶辊制作套差/mm  1.0 1.5 2.0 3.0

胶辊内壁伸长率/% 5.608.6011.8018.75

　　注:胶辊内壁永久变形的指标为12%。

　　双层小套差胶辊是一种过渡型胶辊;并条胶辊应采用包胶硫化工艺制作;而各类胶辊均采用微套差(0.04mm～0.12mm),铝衬管胶辊才是应用胶辊的发展方向。

5、高弹性、低硬度胶辊改善细纱条干均匀度的机理

　　棉纺牵伸理论发展最有指导意义的是高弹性、低硬度胶辊的出现,它改善了牵伸罗拉钳口的握持特性,正确处理了须条纤维在牵伸过程中牵伸力与握持力,引导力与控制力之间相适应的问题。

5.1　高弹性低硬度胶辊的优点从理论上表现在如下四个主要方面。

5.1.1　握持力有所增大,而握持不匀率却相应减小。

5.1.2　罗拉钳口线相对比较稳定,而前后移动面却较小。生产实践证明:罗拉钳口线的移动是形成纱条不匀的主要原因;而输出纱条的不匀率是随着罗拉钳口线移动距离的增大而增大。

　极差系数(不匀率)=罗拉钳口线的移动距离罗拉的半径周长×牵伸倍数过去,由于国产摇架的变形,如:弹簧使用后产生疲劳变形而造成压力差异;爪簧弹片变形等造成前列胶辊、中上罗拉小铁辊、后列胶辊同前、中、后三列罗拉不平行,而且差异较大,钳口线的移动距离锭差大,导致同台车的成纱质量锭差较大。

5.1.3　低硬度胶辊的变形较大;当前钳口稳定后移时,相对缩小了浮游区的长度,有利于控制浮游纤维的无序运动。当前钳口稳定前移时,相当于增加了胶辊的前冲量,减小了无捻三角区,有利于成纱须条的捻度传递,成纱强力的增加而有利于降低细纱断头,更有利于减少成纱毛羽。

5.1.4　横向握持力均匀,控制牵伸须条边纤维的能力强,有利于成纱质量综合水平的改善。

5.2　高弹性、低硬度胶辊的五大特点纺织企业的生产实践证明,应用高弹性、低硬度胶辊纺纱具有“一提高,三节约”的成效,即能提高成纱质量,节约用电,节约用棉成本,节约老机改造费用等。

5.2.1　对纱条纤维控制均匀,成纱的常发性纱疵少,成纱条干均匀度好。

5.2.2　钳口握持面比中、高硬度胶辊大,对纱条纤维的控制力强。

5.2.3　在同等加压条件下,低硬度胶辊同须条纤维的接触面积和握持力要优于中、高硬度胶辊,能稳定牵伸、减少机械磨损和能源动力的消耗,降低企业的吨纱成本。

5.2.4　有利于降低细纱断头和成纱毛羽,减轻挡车工的劳动强度。

5.2.5　低硬度胶辊的回磨周期比中、高硬度胶辊短;加压过重则增加了对胶辊的表面缠绕及老化龟裂,缩短其使用寿命,故管理要求特别严格。

6　胶辊制作中必须注意的五大问题

6.1　胶辊轴承铁壳或铁芯的表面清洁工作一定要仔细认真,切实做到表面干净无尘,确保胶辊在压圆整形后,其内层能部分嵌于芯壳表面的沟槽内,增加与铁壳或铁芯表面间的抱合力,以使其增加抵抗运转中的横向冲击力,减少或避免胶辊在运转中的脱壳或走移。

要特别注意优选胶辊轴承,这是确保胶辊内在质量和改善成纱质量基础的基础。在微套差铝衬管胶辊的制作中,胶辊轴承间隙应选择在0.04mm～0.06mm内为好。若轴承间隙小于0.03mm时,在套制铝衬管胶管后,由于轴承间隙过小而造成所套的胶辊回转不灵活,甚至有卡死不转的状况发生。新或旧的胶辊轴承在套胶管前,一定要严格做好清洁与脱油的准备工作,确保胶辊轴承表面的清洁及转动灵活。

同时,要适宜地控制好各类胶辊轴承回磨后的加油量;若加润滑脂量偏大而过于饱和,即会造成胶辊轴承回转不灵活,不仅增加了能耗,还造成胶辊与胶圈表面的油污而影响其表面的良好状态,导致其溶胀、起埂、起泡与龟裂,不仅造成油污纱和布面油疵,还导致成纱条干水平的波动和恶化。若加油量过少,在长期的运行中又呈缺油状态,加剧了芯轴、钢球、铁壳内壁的磨损,并导致轴承径向游隙过大,不仅缩短了胶辊轴承的使用寿命,还会造成成纱条干不匀或竹节纱疵。

6.2　胶辊的套制与压圆整形质量,对降低成纱条干

CV值和确保成纱质量的稳定性是一个千万不可忽

视的关键工艺技术,必须要精工细作。

6.2.1　胶辊的套制关键是力求胶圈圆周端面受力的垂直和均匀,尽量减小胶辊套制中两端面被挤压后的应力差异及圆周被扩张后的拉伸状况差异;特别是不能出现肉眼能看到的端面圆周出现斜边,以保证压圆整形时圆周应力的基本消除。因此,要求套制设备的杆头、导头和胶辊轴承的同轴度应不大于0.02mm,否则会刮伤铝衬管的内壁,埋下质量隐患并造成浪费。

6.2.2　生产实践证明,胶辊套制后的圆周应力差异是绝对存在的,只是大小与部位的不同而已;而胶管套制后消除应力差异的手段与方式只能是压圆整形工作。压圆整形时,胶辊必须同压圆机构的上、下压辊紧密接触,而且一定要求受力均匀。有时胶辊上车运转后在较短的时间内出现了中凹,大小头及径向跳动超差等问题,很大部分原因是由于胶管套制与压圆整形工作不良所造成(也有胶管的“回性期”的定型定性问题,但机率有限而且可控制)。因此,对单层和双层小套差胶辊的制作必须采用两次压圆整形工艺:一是套制胶管时的压圆整形;二是胶辊经粗磨后的再次压圆整形。对于铝衬管胶辊,应严禁压圆整形,因粗磨时能起到压圆整形的作用。

6.3　胶辊的粗磨和精磨质量水平高低,是确保胶辊内在质量优劣及适纺性、稳定性和改善成纱质量与稳定生产正常的关键;必须狠抓胶辊磨砺水平的提高。胶辊粗磨的磨量应控制在0.25mm～0.35mm内,采用粒度60号、边宽为32mm的大气孔砂轮(802A老式磨床)。砂轮宽度由25mm增加到32mm时,有利于提高整只胶辊经磨砺后的圆轴度,并减少径向的磨砺差异。

胶辊精磨时,采用粒度为80号、32mm边宽的大气孔砂轮,第1次磨量应控制在0.10mm～0.15mm;第2次精磨的磨量应控制在0.05mm～0.08mm。精磨应控制在3次～5次往复;涂料胶辊确保2次～3次往复,表面不处理胶辊要确保4次～5次往复即可。创新型、节能型及环保型聚氨酯胶辊的粗磨和精磨,均采用粒度为60号、边宽为32mm的大气孔砂轮较为理想;粗磨量控制在0.15mm内,倒角30°;精磨量控制在0.05mm内。采用滚筒砂轮时磨砺3s,采用802A老式磨床精磨聚氨酯胶辊,两次往复即可;在磨砺过程中,要经常用气吹砂轮,一是降低砂轮的表面温度来弥补聚氨酯胶辊的耐热性不足,二是可吹掉砂轮和胶辊表面的胶质来改善胶辊表面的粗糙度。

经过精磨后的胶辊表面粗糙度Ra值应控制在0.6μm～0.8μm;若胶辊的抗绕防缠性优良,表面粗糙度可控制在0.8μm～1.0μm内,以有利于握持纤维。若表面粗糙度小于0.4μm时,则使胶辊表面过于光滑,摩擦因数小而产生胶辊滑溜,降低了对纤维的握持与控制作用,导致成纱条干恶化。若一般丁腈胶辊表面的粗糙度Ra值大于0.8μm,因摩擦因数过大而增加纤维对胶辊的缠绕,导致成纱条干不匀和毛羽的增加。

精磨后的胶辊直径公差应控制在0.03mm,以确保精磨后的胶辊直径一致,有利于降低锭间的成纱质量差异。

另外,在丁腈胶辊的新制与回磨中还应注重两个问题:①不论单层、双层、铝衬管表面不处理胶辊,在套制完毕后,粗磨或精磨均要存放24h待其恢复定型后,再进行下工序制作;否则,会影响胶辊内在质量的稳定性。套制和粗磨后的胶辊应有序排放在盘中,不允许在容器或木箱内任意堆放,更严禁直立堆放,以避免胶辊表面受到意外挤压后产生变形而影响成纱质量的稳定。②回磨表面不处理胶辊时,其回磨量不能小于0.30mm。若回磨量过小,其辊面的棉腊、糖份、油渍或胶辊涂料的渗透迹与胶辊的变形部位难以清除,影响胶辊的适纺性和稳定性,导致成纱质量改善不明显。

6.4　胶辊表面的静摩擦因数应根据胶辊的硬度,吸放湿性,所纺纤维种类和纺纱的工艺条件来进行选择,以获得最佳钳口的握持力和最少的摩擦静电荷为原则。一般控制在0.35～0.55较为理想。纺化纤品种或混纺品种时,最好控制在0.35～0.40;纺纯棉品种时,最好控制在0.45～0.55。

6.5　有关纺纱工艺的配置建议

6.5.1　纺部精梳、并条、粗纱工序胶辊硬度的配置,建议如下。

6.5.1.1　精梳工序分离胶辊硬度以邵尔A硬度65度、牵伸胶辊硬度以邵尔A硬度72度～75度为宜。

6.5.1.2　并条工序以提高纤维的伸直度为目的。由于并条的压力大,速度高,以正常生产为目标。因此,并条牵伸胶辊的硬度以邵尔A硬度78度～82度(最好是80度以内)较适宜。

6.5.1.3　粗纱工序重点要提高粗纱条干均匀度,增加须条的密集程度,改善粗纱的光洁程度,为提高细纱质量打下坚实的基础。因此,粗纱胶辊硬度的选择,应以提高粗纱整体质量水平考虑;纺纯棉品种以邵尔A硬度72度为宜;纺涤棉混纺品种,以邵尔A硬度75度为好,但千万不能超过80度。

6.5.2　细纱前、后列胶辊硬度的控制范围,一般是后列胶辊比前列胶辊高5度。

6.5.3　比较理想的细纱前、后列胶辊直径差,一般是后列胶辊的直径比前列胶辊小0.5mm～1.2mm较好,且绝不能大于2mm;否则,对成纱质量的改善不利。

6.5.4　一般要求吸棉笛管的负压控制在490Pa以上;若小于此负压,会增加纤维缠绕罗拉和胶辊的机率,对成纱质量和生产管理不利(也包括笛管吸风口的毛刺因素)。

6.5.5　导纱动程应控制在8mm～12mm,有利于改善成纱质量的稳定性,延长胶辊与胶圈使用寿命。

6.5.6　细纱前列胶辊增大直径和胶辊前冲4mm～6mm,有利于纱条纤维的捻度传递,缩小无捻三角区,对降低细纱毛羽和断头有明显效果。

6.5.7　在应用节能、环保、创新型聚氨酯牵伸胶辊时,不允许用强酸、强碱溶液清洗,也不能同醇、酯、酮类接触;否则,会破坏其表面状况,产生溶胀现象,造成成纱质量恶化。

6.6　由于丁腈橡胶原料具有局限性,使其综合性能间相互制约,不论进口和国产的表面不处理胶辊若遇特殊情况,较难保证不缠。故应采取一些相应的防缠措施。

6.6.1　在表面不处理胶辊上车前,将其在烘房内预热40min(温度为35℃～45℃),若没有条件时,将不处理胶辊放在细纱车间内平衡24h后再上车使用;因为丁腈橡胶在18℃以上时,其分子链才能发生活性作用。

6.6.2　将胶辊表面擦拭白炭黑粉或滑石粉。

6.6.3　用环保型的中性胶辊、胶圈专用清洗剂或化工涂料B组份稀释剂对胶辊表面进行揩擦,待胶辊表面干燥后再开车投纺。

以上三种方法中的任何一种,均能较好地解决开冷车与日常运行中的胶辊防缠绕问题。

7、胶圈应用技术中的四大问题

在胶圈的应用技术中,要求胶圈必须具有良好的弹性和柔软性,适当的硬度,准确的几何尺寸及优良的表面处理工艺来满足纺纱工程的特殊要求。

7.1　胶圈的内层、中间强力线层和外层必须确保“三位一体”;并具有良好的抗屈挠性及抗拉强度;内径伸长度要小而均匀,其内层(特别是下胶圈)的摩擦因数要适宜,定伸强度要高,弹性好,耐磨性能好。

7.2　纺织橡胶厂要合理选择,严格控制好上、下胶圈内周长的下偏差值(上胶圈为0.20mm、下胶圈为0.40mm),这是上、下胶圈稳定地同步牵伸,使其引导力与控制力相适应,改善成纱质量的基础。胶圈在弹性、硬度、几何尺寸等方面进行合理配置的原则:①弹性是上圈高(外层高)、下圈低(内层低);

②硬度是上圈软(外层软)、下圈硬(内层硬);

③内径尺寸是上圈略松、下圈偏紧;④厚度是上圈薄、下圈厚。

在胶圈的应用技术中,应根据以上四个原则进行配置,并建议上、下胶圈同列进行新旧搭配使用(最好用同一制造厂家的产品新、旧搭配使用,避免表面摩擦因数差异过大而影响上、下胶圈运行中的同步,影响成纱质量的波动)。这有利于上、下胶圈对须条纤维的包覆或贴伏率的改善,增强上、下胶圈运行中的同步性,充分发挥胶圈的弹性作用,有利于纤维摩擦力界的均匀分布,达到改善成纱质量和降低纱疵的积极效果。

许多先进的纺织企业,为了使成纱质量确保在Uster公报5%～25%内的先进水平,在纺纯棉品种时,采用邵尔A硬度60度～62度的胶圈;上圈采用内、外层平光面胶圈(厚度0.85mm),下圈采用内层花纹外层平光面胶圈(厚度为0.95mm～1.00mm),均取得了良好的成纱效果。

7.3　胶圈表面粗糙度之优劣,对须条纤维牵伸运动的控制和影响的敏感度比胶辊更高,必须具有优良的表面处理工艺及严格的操作。在应用中一定要认真对待,如果不重视,必将产生大量的纱疵而影响布面质量。

7.4　胶圈表面应具有相适应的摩擦因数。

7.4.1　上胶圈表面的摩擦因数应大于下胶圈,上圈内层表面与小铁辊作滚动摩擦,同下胶圈表面作滑动摩擦,这是防止滑溜和正常牵伸运行的需要。

7.4.2　下胶圈的内层表面有较大而又适宜的摩擦因数,这是为了便于中罗拉能稳定带动下圈、减少滑溜、对上胶圈稳定摩擦传动运行的需要。

7.4.3　上、下胶圈的外表面,在确保对须条纤维握持控制良好的前提下,其表面的摩擦因数以略小点为好,这是为了减少静电的产生以减少缠绕,减少偶发性纱疵,有利于改善纱、布质量的需要。

7.4.4　根据摩擦理论的要求,胶圈在正常的牵伸运行中,只有降低运行中的阻力,才能保证胶圈同步运行的稳定性,减少上、下胶圈同步运转中的差异,有利于正常生产的需要。

因此,理想的胶圈内层表面在销子的固定表面上(即曲率半径最小处)既能作自由滑动而无颤动现象,又有适当的摩擦因数能被中罗拉带动,这是胶圈运行平稳的关键。而胶圈外层表面的摩擦因数一般控制在0.30～0.32比较理想。

7.5　根据摩擦理论,对于变形材料的橡胶制品,摩擦力的大小同胶圈表面的粗糙度值、接触面积的大小密切相关,而内花纹胶圈的技术特点主要是以下方面。

7.5.1　使用内花纹胶圈,可以提高胶圈内层表面与中罗拉凸粒间的啮合及摩擦因数,使中罗拉能更有效地带动下胶圈转动,减少下圈在运行中的滑溜、呆滞、吊圈与跑偏问题,又能降低下圈内层与下销表面的粘附作用及摩擦因数,使胶圈能顺利地通过下销表面而减少运行中的打顿与颤动问题,能有效地提高上、下胶圈运转的稳定性。

7.5.2　内花纹能提高胶圈的弹性,由于其表面与上、下销棒的实际接触面积比平光面胶圈小,因此,在同等加压条件下,内花纹胶圈的内层弹性变形量要大于平光面胶圈,提高了胶圈整体的弹性,有利于握持控制浮游纤维有序运行,摩擦力界分布更加合理,控制纤维提早变速,有利于改善成纱条干均匀度。

近10年来,我国一些先进的纺织橡胶企业,在胶圈的配方与制造过程中,加入了高强度的羧基丁腈橡胶和聚氨酯性弹性材料,明显地增强了胶圈的弹性和耐磨性。有效地增强了胶圈的适纺性、稳定性,延长了胶圈的使用寿命。同时,也降低了纺织企业的物料消耗与吨位纱成本,基本达到了国际先进产品的水平,为我国纺纱器材的科技进步及走出国门做出了积极贡献。

8　丁腈胶辊表面处理的机理、作用及注意事项

8.1　对胶辊表面进行生漆处理、酸处理、化工涂料处理和紫外线光照处理的主要机理和作用,是在胶辊的表面产生一层覆盖物,或是通过对化学键的断裂破坏,使其在胶辊的表面形成一层低分子的氧化层,经过这些表面处理后,增强胶辊的适纺性能。对胶辊表面进行化工涂料处理,是因为各类化工涂料中含有多种极性强的树脂与脂基,它们能同丁腈橡胶中的腈基交联固化成薄膜。渗透剂使涂料能渗透在橡胶的表层,形成柔性良好的分子链,使其富有韧性、抗冲击性、抗弯曲性与耐磨性,并具有耐油、耐酸碱和耐臭氧等特性。

涂料中的抗静电剂能在胶辊表面形成薄膜,可降低胶辊表面的摩擦因数,减少胶辊表面对须条纤维的粘附和缠绕,使生产正常进行,并延长胶辊的使用寿命。

生产实践证明:性能优良的纺纱牵伸胶辊,必须要配以良好的表面处理工艺。选择好适宜的、具有良好吸放湿性、抗静电性和耐磨性强的涂料敷涂在胶辊的表面,通过化工涂料组份间的合理配比及化学反应,将精磨后的胶辊表面空隙填满,使其表面爽滑、细腻、涂层牢固,起到“光、爽、燥”的作用,使涂料胶辊能更好地发挥其纺纱效能,达到减少缠绕,稳定生产,提高适纺性能,改善成纱质量和延长胶辊使用寿命之目的。

而化工涂料A组份中,其列克钠是致癌物,不仅污染环境,还易使人产生白血病。根据党中央、国务院和中国科协提出的“节约能源资源、保护生态环境,保证安全健康”科学发展观方针及爱民旨意,纺织企业一定要采用新开发的“环保型无公害化工涂料”和“环保型高效能中性胶辊胶圈专用清洗剂”。既有利于生态环境,又不伤害职工身体健康。

8.2　双组份化工涂料的配比原则:纺纯棉品种时的配比大些,纺纯化纤或涤棉混纺品种时要小些;要求成纱条干均匀度好,则配比要大些;要求抗缠绕性好,则配比要小些;夏季配比小(包括黄霉期);秋冬季配比要大些。在应用表面不处理胶辊时,为了确保正常生产,防止成纱质量出现波动,不少纺织企业对其胶辊进行化工涂料微处理,故配比要求更大些。

8.2.1　一般中硬度、高硬度胶辊敷涂料时,A∶B=1∶3(敷涂两次,间隔在10min内)。

8.2.2　一般表面不处理胶辊微涂时,A∶B=1∶20～1∶30(只敷涂一遍即可)。

8.2.3　使用涂料和专用清洗剂的注意事项如下。

8.2.3.1　各类化工涂料在配制前,必须用干净布严格过滤后再配制使用,防止沉淀物或漂浮物粘附在胶辊的表面呈“微粒状”而绕花。

8.2.3.2　敷涂前必须将精磨后的胶辊表面清洗干净,放入烘房内预热(35℃～45℃)30min～40min,然后拿出敷涂化工涂料,以利于增加涂料的渗透深度,延长涂料胶辊的使用寿命。

8.2.3.3　敷涂料时,涂板或涂笔必须要清洁,涂料

用量不宜过多;涂层要薄,用力均匀且不宜过大;辊盘要光洁和转动灵活,确保辊面敷涂均匀与厚薄基本一致,减少只间的差异。

经过敷涂化工涂料的胶辊表面,要求达到“光而不亮,爽而不绕,燥而不脱”的十二字要求。

8.2.3.4　涂料时工作室温应控制在25℃～32℃;室温过低则影响涂料的渗透力,造成胶辊使用寿命短;室温过高或涂两遍相隔时间过长,则由于B组稀释剂易挥发而影响双组份配比,造成车间和成纱质量的波动。

配制后未用完的化工涂料,严禁倒入料瓶下次再用(因产生化学反应,破坏了双组份配比)。涂料工作台必须采用“上排风、下吸风”,尽量离车间远一些;操作人员要戴防毒面具和橡胶手套,穿工作服,进行自我安全保护。化工涂料遇水即失效。若呈“糊状”或“蛋花状”证明涂料已失效,不能再用。

8.2.3.5　胶辊、胶圈运行中带花问题,除个别与橡胶厂配方设计有关外(大面积带花),日常所出现的问题一是辊面磨得过于光滑,二是使用的专用清洗剂呈“酸性”(试剂纸片呈红色)或呈“碱性”(试剂纸片呈绿色),长期清洗后的酸、碱作用,破坏了辊面正常状况而带花。故必须采用环保型高效中性清洗剂来维护保养胶辊与胶圈表面,使其处于良好状况。清洗胶圈应在桶内的水温控制在50℃～60℃时,按配比要求倒入环保型中性专用清洗剂,并放几条小毛巾于桶内清洗,其清洗效果和使用效果更佳。