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并條膠輥表面處理方法的技術分析和探討

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并條膠輥表面處理方法的技術分析和探討

發布時間: 2006/10/3 文章出處: 　

前言
由于成紗條干均勻度是衡量成紗質量的重要指標，而并條條干均勻度是成紗條干均勻度的基礎，因此作為并條機牽伸裝置的關鍵元件—并條膠輥的作用愈來愈突出，從而以改善并條膠輥表面性能為目的的表面處理方法的研究，近年來也愈發受到廣泛重視。
1 并條工序對膠輥性能的要求
并條工序的主要任務是：通過采用合理并合方式有效改善須條的長、中片段均勻度，同時配以適當牽伸，達到改善須條結構，提高纖維伸直度和分離度的目的。因此，并條工序的任務決定了作為上羅拉的膠輥要和金屬下羅拉在適當的壓力下組成強有力的鉗口，并通過幾對羅拉表面線速度差異完成牽伸任務。
并條膠輥回轉是受下羅拉消極傳動的。由于膠輥與須條之間相互摩擦會產生靜電積聚，再加上膠輥是在重加壓下高速回轉，使膠輥表面快速發熱、表面靜電積聚增多，抗變形、耐磨及耐熱能力下降，易導致膠輥中凹，從而影響膠輥對須條的有效控制，對纖維握持力降低。嚴重時須條纏繞膠輥，直接影響并條工序產量和質量，增加擋車工勞動強度，加大膠輥制作、保養人員的工作量及膠輥耗用量，使并條條干均勻度惡化。為了能在高速、重加壓工藝條件下有效回轉，并條膠輥必須具備比粗紗、細紗膠輥更好的承受重加壓、耐磨損性能；同時，還要具備良好的吸、放濕性及抗靜電性，以防止紡紗過程中出現繞膠輥或羅拉現象。
2 膠輥常用表面處理方法的技術分析
要使膠輥具備上述良好的適紡性能，首先要選用優質的膠料，合理制定配方及生產工藝；其次，選用相適宜的膠輥表面處理方法。由此可見，生產中并條膠輥必須經過處理，使表面具備適宜的光、滑、燥、爽的紡紗性能，才能與下羅拉組成強有力的鉗口，有效握持纖維，穩定完成牽仲過程，最終保證紡紗質量，改善條干水平。對紡織廠而言，膠輥表面處理方法的選用及其處理效果則尤為重要。
并條膠輥表面處理方法選用的關鍵是：在不影響或少影響膠輥表面原有硬度和彈性的前提下，改善其抗靜電、耐磨等性能。膠輥表面處理的最主要目的是解決膠輥繞花，因此，表面處理方法的選擇既要根據膠輥硬度和彈性，又要結合紡制的品種、紡制環境條件等因素來確定。
2．1 常用并條膠輥表面處理方法的優缺點
國內雖然有表面不處理、紫外線光照，等處理方法在并條膠輥上應用，但與已較成功推廣的細紗表面不處理膠輥相比，并條膠輥在表面處理方法上還未有突破性發展，目前仍然以三大處理方法為主即保留大漆優點的彈性復合涂層處理、雙組份滲透型的涂料處理和以硫酸硝酸的酸處理。
2．1．1 酸處理方法
酸處理方法的機理主要是：通過酸液與膠輥表面發生氧化反應形成氧化膜，使磨礪后膠輥表面上存在的尖銳波峰鈍化，以降低膠輥表面摩擦系數，使膠輥表面具備光、滑、爽、燥，不繞花的性能。
酸處理膠輥上機使用時間是這三種常用處理方法中最短的。和另外兩種方法相比，膠輥在高速并條機上使用時，氧化層易被磨損；同時，由于酸處理使膠管的組織結構受到破壞，表面層變硬、彈性變差，容易老化和龜裂，從而導致對須條握持力變差，較易產生出“硬頭”現象；因此，在改善條干水平方面作用不大。而且酸處理時伴有強烈的刺激氣味，對操作者身體有害，腐蝕性強，酸液配制時危險性大等。這些缺點導致它將和大漆處理一樣會隨著技術的發展而逐步被淘汰；所以，只在高濕季節或緊急情況，并條繞膠輥開不出車時，才選用酸處理方法。它的優點是：可根據季節氣候的變化來配置酸液，酸液制成后比另兩種處理方法的處理液穩定，而且貯存剛司較長。它對季節適應性強，處理時間短，制作簡單，易于掌握。
2.1.2 雙組份滲透型的涂料處理
雙組份、滲透型涂料處理的機理主要是：通過均勻涂抹在膠輥表面上的涂料一部分滲入到膠輥內部，并與膠輥中的某些成分發生化學反應使膠輥改性；另一部分則與膠輥表面發生化學反應生成一層透明薄膜，這層膜將膠輥表面的孔隙填沒，且涂層牢固光滑；因此，改善了膠輥的抗靜電、抗繞花性能。這層透明薄膜和滲透層形成的好壞是涂料處理的關鍵。涂料處理的優點是：操作方法簡單易行，對人體皮膚無過敏，上車后走熟期短或無走熟期，使用壽命長，適紡性好，尤其適用于純棉紡，并條條干水平比酸處理的好。目前，已成為國內眾多并條膠輥表面處理方法的主流，但處理時有一定的刺激氣味，并且固化平衡時間不得少于l天。
2.1.3 彈性復合涂層處理
彈性復合涂層處理最大的優點是既保留了傳統大漆處理后具有的優良耐磨性、抗靜電性，可紡性能好，受季節影響小，適紡性能廣的優點；又結合了涂料處理操作簡單，方法易行，固化時間相對大漆處理短，上車后無走熟期或走熟期短，使用壽命長的特點，尤其適用化纖及其混紡產品的紡制。其不足主要是麻點的形成不宜控制。
2.2 表面處理方法與實際應用技術
2.2.1 不同表面處理方法對并條膠輥硬度的影響
膠輥良好的摩擦系數和適度的變形有利于牽伸的進行和條干的改善。摩擦系數大小可以通過表面處理加以控制，但通常經表面處理后膠輥硬度會增高。表1是分別將5根邵爾A硬度84度、直徑為37．5 mm的包膠并條膠輥，由同一制作人員分別采用酸處理、涂料處理后，測量其硬度的情況對比。

從表1中不難看出，三種處理方法膠輥的硬度都增高。其中：采用涂料處理的膠輥硬度平均增加1．30度，平均增加率為1．55%，編號為1、3、4的膠輥硬度最大值為邵爾A85．5度，比處理前增加1．5度，編號為2、5的膠輥硬度最小值為邵爾A85度，比處理前增加1度，所以，涂料處理的膠輥硬度增加少且波動小。而采用酸處理法的膠輥硬度平均增加了3．40度，平均增加率為4．05%。編號為1、5的膠輥硬度最大值為邵爾A88度，比處理前硬度增加4度；編號為2的膠輥硬度最小值邵爾A86．5度，也比處理前硬度增加2．5度，所以，酸處理法的膠輥硬度增加多且．波動大。由此可見：涂料處理方法能較好保持膠輥原有硬度和彈性。由于涂層處理反應機理與涂料處理相同，所以涂層處理對并條膠輥硬度的影響與涂料處理接近。
2．2．2 對條干均勻度影響的技術分析
分別采用RC—ⅡAL、JX、XS-3三種雙組份滲透型涂料處理、BS彈性復合涂層處理、酸處理的并條膠輥紡制相同品種，其熟條條干均勻度測試情況見表2、表3所示。

從表2、表3中反映的數值可知，T／C 13 tex、C19．4 tex兩品種使用涂料處理膠輥的條干均勻度明顯好于酸處理法。在不同涂料型號中，使用JX涂料處理的膠輥紡化纖及混紡品種時，處于中游水平；在紡化纖品種的實踐應用中，經JX涂料處理的膠輥使用期長，條干值較穩定；XS-3涂料處理后膠輥紡各品種時，條干值較其他涂料處理的差些；RC—ⅡAI。涂料在紡C19．4tex品種條干佳，但用于紡化纖則條干不佳，較易出現繞花現象，在配方中需加入炭黑方能緩解繞花現象的發生，RC—ⅡAl。涂料較適于紡棉品種的膠輥處理；BS彈性復合涂層涂料是一種既具有大漆又具有滲透型涂料效果的雙功能涂料，在紡化纖及混紡品種時最佳。產生這種結果的最主要原因是：該涂料改進了羅拉鉗口的握持方式，將酸處理、涂料處理的平滑握持鉗口改為麻點握持鉗口，從而加大鉗口的握持力，提高對纖維的控制力，改善條干均勻度；但要注意的是：由于要在膠輥表面拉起麻點掌握不好易形成人為毛刺，則在膠輥使用前應用細砂紙微微打光即可；所以，涂層處理方法對膠輥處理人員技術水平要求更高些。
還應當注意：無論采用何種處理方法，為了使膠輥達到最佳狀態，應將磨礪好的膠輥進行適當的預熱處理，可有效地提高處理質量。對于使用涂料處理的膠輥，在涂好后應放在相對濕度60％～70％、溫度30℃ ～40℃條件下平衡1 d，再在室溫條件下自然平衡1 d，這樣不僅延長使用壽命，而且條干均勻度值波動小。由于并條膠輥長時間處于高速回轉中，并采用中、高硬度膠管，所以要保持膠輥良好的表面狀態，穩定條干水平，除使用優質涂料外，還應當注意根據所紡品種來確定上涂料遍數及A、B組份配比值；這些對于長期處于重壓和高速回轉的并條膠輥很重要。在處理中發現：采用多遍處理過程中，每天最多只能上兩次涂料，平衡1 d后再進行處理，以防止因涂料反應不徹底而引起膠輥表面狀態不佳的后果。
3 常用方法的局限和改進
3．1 常用表面處理方法的局限
酸處理的局限在2．1．1中已做了闡述，而如何改進涂料中各成份比例，縮小不同產地涂料間差異，穩定涂料質量，提高涂料處理操作方法的質量，是限制另兩種常用表面處理推廣使用的關鍵。這也是2．2．2中經同為滲透型而型號不同的涂料處理后，膠輥對條干均勻度產生不同影響的根本原因。另外，在保證涂料質量的前提，不同的膠輥處理人員采用相同的處理方法的差異也不容忽視。富有經驗的膠輥制作人員，在上涂料過程中通過“看、感、聽”就可掌握制作質量。“看”是指對涂料使用前的檢查，包括對膠輥表面顏色、薄膜形成情況的觀察，它是上好涂料的基礎；感”就是在適當用力的情況下，均勻地用涂板將涂料涂在膠輥表面上，進行來回拉搓1寸的感覺，通過“感”可知薄膜形成是否均勻；“聽”即在薄膜形成過程中注意聽發出的輕微聲響，“感、聽”是上好涂料的保障。因此，膠輥處理人員對“看、感、聽”的把握是影響膠輥制作質量的另一個關鍵，制作過程涂料差異和客觀存在的人為差異是涂料處理方法，也是涂層處理方法局限所在。
3． 2 改進表面處理方法的探討
使用低硬度高彈性膠輥和研究新型表面處理的方法是改善成紗條干質量的兩個重要方向。在高速、重加壓條件下，膠輥隨并條機運轉產生大量的熱直接影響著膠輥本身硬度、彈性、摩擦系數、變形程度、膠輥表面涂層的使用壽命，，膠輥硬度越低，這些影響也就越大，導致膠輥運行狀態不穩，膠輥越易出現中凹，動態摩擦系數波動也就越大，化學反應滲透層和涂料膜受擠壓破壞撕扯的力越大，積聚到一定程度反而會出現纏膠輥，惡

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