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并条胶辊表面处理方法的技术分析和探讨

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并条胶辊表面处理方法的技术分析和探讨

发布时间: 2006/10/3 文章出处: 　

前言
由于成纱条干均匀度是衡量成纱质量的重要指标，而并条条干均匀度是成纱条干均匀度的基础，因此作为并条机牵伸装置的关键元件—并条胶辊的作用愈来愈突出，从而以改善并条胶辊表面性能为目的的表面处理方法的研究，近年来也愈发受到广泛重视。
1 并条工序对胶辊性能的要求
并条工序的主要任务是：通过采用合理并合方式有效改善须条的长、中片段均匀度，同时配以适当牵伸，达到改善须条结构，提高纤维伸直度和分离度的目的。因此，并条工序的任务决定了作为上罗拉的胶辊要和金属下罗拉在适当的压力下组成强有力的钳口，并通过几对罗拉表面线速度差异完成牵伸任务。
并条胶辊回转是受下罗拉消极传动的。由于胶辊与须条之间相互摩擦会产生静电积聚，再加上胶辊是在重加压下高速回转，使胶辊表面快速发热、表面静电积聚增多，抗变形、耐磨及耐热能力下降，易导致胶辊中凹，从而影响胶辊对须条的有效控制，对纤维握持力降低。严重时须条缠绕胶辊，直接影响并条工序产量和质量，增加挡车工劳动强度，加大胶辊制作、保养人员的工作量及胶辊耗用量，使并条条干均匀度恶化。为了能在高速、重加压工艺条件下有效回转，并条胶辊必须具备比粗纱、细纱胶辊更好的承受重加压、耐磨损性能；同时，还要具备良好的吸、放湿性及抗静电性，以防止纺纱过程中出现绕胶辊或罗拉现象。
2 胶辊常用表面处理方法的技术分析
要使胶辊具备上述良好的适纺性能，首先要选用优质的胶料，合理制定配方及生产工艺；其次，选用相适宜的胶辊表面处理方法。由此可见，生产中并条胶辊必须经过处理，使表面具备适宜的光、滑、燥、爽的纺纱性能，才能与下罗拉组成强有力的钳口，有效握持纤维，稳定完成牵仲过程，最终保证纺纱质量，改善条干水平。对纺织厂而言，胶辊表面处理方法的选用及其处理效果则尤为重要。
并条胶辊表面处理方法选用的关键是：在不影响或少影响胶辊表面原有硬度和弹性的前提下，改善其抗静电、耐磨等性能。胶辊表面处理的最主要目的是解决胶辊绕花，因此，表面处理方法的选择既要根据胶辊硬度和弹性，又要结合纺制的品种、纺制环境条件等因素来确定。
2．1 常用并条胶辊表面处理方法的优缺点
国内虽然有表面不处理、紫外线光照，等处理方法在并条胶辊上应用，但与已较成功推广的细纱表面不处理胶辊相比，并条胶辊在表面处理方法上还未有突破性发展，目前仍然以三大处理方法为主即保留大漆优点的弹性复合涂层处理、双组份渗透型的涂料处理和以硫酸硝酸的酸处理。
2．1．1 酸处理方法
酸处理方法的机理主要是：通过酸液与胶辊表面发生氧化反应形成氧化膜，使磨砺后胶辊表面上存在的尖锐波峰钝化，以降低胶辊表面摩擦系数，使胶辊表面具备光、滑、爽、燥，不绕花的性能。
酸处理胶辊上机使用时间是这三种常用处理方法中最短的。和另外两种方法相比，胶辊在高速并条机上使用时，氧化层易被磨损；同时，由于酸处理使胶管的组织结构受到破坏，表面层变硬、弹性变差，容易老化和龟裂，从而导致对须条握持力变差，较易产生出“硬头”现象；因此，在改善条干水平方面作用不大。而且酸处理时伴有强烈的刺激气味，对操作者身体有害，腐蚀性强，酸液配制时危险性大等。这些缺点导致它将和大漆处理一样会随着技术的发展而逐步被淘汰；所以，只在高湿季节或紧急情况，并条绕胶辊开不出车时，才选用酸处理方法。它的优点是：可根据季节气候的变化来配置酸液，酸液制成后比另两种处理方法的处理液稳定，而且贮存刚司较长。它对季节适应性强，处理时间短，制作简单，易于掌握。
2.1.2 双组份渗透型的涂料处理
双组份、渗透型涂料处理的机理主要是：通过均匀涂抹在胶辊表面上的涂料一部分渗入到胶辊内部，并与胶辊中的某些成分发生化学反应使胶辊改性；另一部分则与胶辊表面发生化学反应生成一层透明薄膜，这层膜将胶辊表面的孔隙填没，且涂层牢固光滑；因此，改善了胶辊的抗静电、抗绕花性能。这层透明薄膜和渗透层形成的好坏是涂料处理的关键。涂料处理的优点是：操作方法简单易行，对人体皮肤无过敏，上车后走熟期短或无走熟期，使用寿命长，适纺性好，尤其适用于纯棉纺，并条条干水平比酸处理的好。目前，已成为国内众多并条胶辊表面处理方法的主流，但处理时有一定的刺激气味，并且固化平衡时间不得少于l天。
2.1.3 弹性复合涂层处理
弹性复合涂层处理最大的优点是既保留了传统大漆处理后具有的优良耐磨性、抗静电性，可纺性能好，受季节影响小，适纺性能广的优点；又结合了涂料处理操作简单，方法易行，固化时间相对大漆处理短，上车后无走熟期或走熟期短，使用寿命长的特点，尤其适用化纤及其混纺产品的纺制。其不足主要是麻点的形成不宜控制。
2.2 表面处理方法与实际应用技术
2.2.1 不同表面处理方法对并条胶辊硬度的影响
胶辊良好的摩擦系数和适度的变形有利于牵伸的进行和条干的改善。摩擦系数大小可以通过表面处理加以控制，但通常经表面处理后胶辊硬度会增高。表1是分别将5根邵尔A硬度84度、直径为37．5 mm的包胶并条胶辊，由同一制作人员分别采用酸处理、涂料处理后，测量其硬度的情况对比。

从表1中不难看出，三种处理方法胶辊的硬度都增高。其中：采用涂料处理的胶辊硬度平均增加1．30度，平均增加率为1．55%，编号为1、3、4的胶辊硬度最大值为邵尔A85．5度，比处理前增加1．5度，编号为2、5的胶辊硬度最小值为邵尔A85度，比处理前增加1度，所以，涂料处理的胶辊硬度增加少且波动小。而采用酸处理法的胶辊硬度平均增加了3．40度，平均增加率为4．05%。编号为1、5的胶辊硬度最大值为邵尔A88度，比处理前硬度增加4度；编号为2的胶辊硬度最小值邵尔A86．5度，也比处理前硬度增加2．5度，所以，酸处理法的胶辊硬度增加多且．波动大。由此可见：涂料处理方法能较好保持胶辊原有硬度和弹性。由于涂层处理反应机理与涂料处理相同，所以涂层处理对并条胶辊硬度的影响与涂料处理接近。
2．2．2 对条干均匀度影响的技术分析
分别采用RC—ⅡAL、JX、XS-3三种双组份渗透型涂料处理、BS弹性复合涂层处理、酸处理的并条胶辊纺制相同品种，其熟条条干均匀度测试情况见表2、表3所示。

从表2、表3中反映的数值可知，T／C 13 tex、C19．4 tex两品种使用涂料处理胶辊的条干均匀度明显好于酸处理法。在不同涂料型号中，使用JX涂料处理的胶辊纺化纤及混纺品种时，处于中游水平；在纺化纤品种的实践应用中，经JX涂料处理的胶辊使用期长，条干值较稳定；XS-3涂料处理后胶辊纺各品种时，条干值较其他涂料处理的差些；RC—ⅡAI。涂料在纺C19．4tex品种条干佳，但用于纺化纤则条干不佳，较易出现绕花现象，在配方中需加入炭黑方能缓解绕花现象的发生，RC—ⅡAl。涂料较适于纺棉品种的胶辊处理；BS弹性复合涂层涂料是一种既具有大漆又具有渗透型涂料效果的双功能涂料，在纺化纤及混纺品种时最佳。产生这种结果的最主要原因是：该涂料改进了罗拉钳口的握持方式，将酸处理、涂料处理的平滑握持钳口改为麻点握持钳口，从而加大钳口的握持力，提高对纤维的控制力，改善条干均匀度；但要注意的是：由于要在胶辊表面拉起麻点掌握不好易形成人为毛刺，则在胶辊使用前应用细砂纸微微打光即可；所以，涂层处理方法对胶辊处理人员技术水平要求更高些。
还应当注意：无论采用何种处理方法，为了使胶辊达到最佳状态，应将磨砺好的胶辊进行适当的预热处理，可有效地提高处理质量。对于使用涂料处理的胶辊，在涂好后应放在相对湿度60％～70％、温度30℃ ～40℃条件下平衡1 d，再在室温条件下自然平衡1 d，这样不仅延长使用寿命，而且条干均匀度值波动小。由于并条胶辊长时间处于高速回转中，并采用中、高硬度胶管，所以要保持胶辊良好的表面状态，稳定条干水平，除使用优质涂料外，还应当注意根据所纺品种来确定上涂料遍数及A、B组份配比值；这些对于长期处于重压和高速回转的并条胶辊很重要。在处理中发现：采用多遍处理过程中，每天最多只能上两次涂料，平衡1 d后再进行处理，以防止因涂料反应不彻底而引起胶辊表面状态不佳的后果。
3 常用方法的局限和改进
3．1 常用表面处理方法的局限
酸处理的局限在2．1．1中已做了阐述，而如何改进涂料中各成份比例，缩小不同产地涂料间差异，稳定涂料质量，提高涂料处理操作方法的质量，是限制另两种常用表面处理推广使用的关键。这也是2．2．2中经同为渗透型而型号不同的涂料处理后，胶辊对条干均匀度产生不同影响的根本原因。另外，在保证涂料质量的前提，不同的胶辊处理人员采用相同的处理方法的差异也不容忽视。富有经验的胶辊制作人员，在上涂料过程中通过“看、感、听”就可掌握制作质量。“看”是指对涂料使用前的检查，包括对胶辊表面颜色、薄膜形成情况的观察，它是上好涂料的基础；感”就是在适当用力的情况下，均匀地用涂板将涂料涂在胶辊表面上，进行来回拉搓1寸的感觉，通过“感”可知薄膜形成是否均匀；“听”即在薄膜形成过程中注意听发出的轻微声响，“感、听”是上好涂料的保障。因此，胶辊处理人员对“看、感、听”的把握是影响胶辊制作质量的另一个关键，制作过程涂料差异和客观存在的人为差异是涂料处理方法，也是涂层处理方法局限所在。
3． 2 改进表面处理方法的探讨
使用低硬度高弹性胶辊和研究新型表面处理的方法是改善成纱条干质量的两个重要方向。在高速、重加压条件下，胶辊随并条机运转产生大量的热直接影响着胶辊本身硬度、弹性、摩擦系数、变形程度、胶辊表面涂层的使用寿命，，胶辊硬度越低，这些影响也就越大，导致胶辊运行状态不稳，胶辊越易出现中凹，动态摩擦系数波动也就越大，化学反应渗透层和涂料膜受挤压破坏撕扯的力越大，积聚到一定程度反而会出现缠胶辊，恶

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