浸膠滌綸簾子布附膠量的改進(jìn)措施探討

郭 怡，李小林

(河南工程學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院，河南鄭州451191)

浸膠滌綸簾子布具有斷裂強(qiáng)度高、斷裂伸長(zhǎng)小、尺寸穩(wěn)定性好、耐濕熱和耐磨性好等優(yōu)良性能［1］，廣泛應(yīng)用于要求尺寸穩(wěn)定好的子午線輪胎、飛機(jī)胎、乘用胎和輕卡輪胎上。但滌綸與橡膠結(jié)合力差［2］，要求浸膠滌綸簾子布的附膠量要達(dá)到一定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。通過對(duì)空氣壓力參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，增強(qiáng)膠液滲透力;在第一浸膠槽增加膠液噴淋管，延長(zhǎng)在第一浸膠槽浸膠時(shí)間;增加導(dǎo)向羅拉，加大簾子布傾斜度等措施，可以提高滌綸簾子布附膠量，使滌綸簾子布附膠量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。

1 滌綸簾子布浸膠工藝流程

浸膠是滌綸簾子線的重要后加工過程。由于滌綸與橡膠結(jié)合力差，普通滌綸簾子線采用與錦綸相同的膠乳浸膠時(shí)達(dá)不到浸膠的目的，故采用雙浴浸膠，見圖1。即先經(jīng)第一階段含有環(huán)氧樹脂的封閉異氰酸酯的膠乳對(duì)滌綸簾子線進(jìn)行預(yù)處理;第二階段再用傳統(tǒng)的與錦綸完全一樣的丁苯膠乳等混合乳液浸膠，以達(dá)到良好的浸膠目的。

圖1 滌綸簾子布浸膠工藝流程示意Fig.1 Technological process of dipped polyester tire cord fabric

滌綸白坯簾子布在間苯二酚/甲醛/乳膠(RFL)液浸膠后，經(jīng)過干燥、拉伸、定型、冷卻4個(gè)工序，簾子布性狀得到穩(wěn)定。干燥的目的是蒸發(fā)浸膠布大部分水分，浸膠液進(jìn)行縮合反應(yīng);拉伸是在高溫下促進(jìn)膠液酚醛樹脂化，提高與橡膠的粘接力;熱定型是在外力作用下，分子排列趨于定向，纖維趨于緊密，它可以消除拉伸中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定簾子布品質(zhì);冷卻是在高溫下使簾子布急冷到常溫，使布有一定的收縮。以上熱處理過程可以提高簾子布動(dòng)態(tài)下的耐疲勞性，避免簾子布在干燥過程中因熱塑而收縮［2］。

白坯布通過RFL浸膠液，在外界條件(張力、溫度、時(shí)間)作用下，間苯二酚和甲醛進(jìn)行縮合反應(yīng)，首先生成具有一定相對(duì)分子質(zhì)量的線型分子(浸膠液調(diào)配開始)，隨著條件改變，縮合反應(yīng)進(jìn)行，反應(yīng)物由低分子過渡為高分子，從線型分子逐漸轉(zhuǎn)化為網(wǎng)狀，最后成為三維體狀交聯(lián)的高分子。這種物質(zhì)能在簾子線表面形成一層很牢固的皮膜，與橡膠有很好的附著力。通過二次浸膠，簾子布附膠量提高，簾子布與膠乳的滲透性增強(qiáng)，間苯二酚和甲醛進(jìn)行充分的縮合反應(yīng)，在浸膠的簾子布表面形成一層很牢固的皮膜，最終使滌綸簾子布與橡膠有很好的附著力［1］。

2 滌綸簾子布附膠量的影響因素及改進(jìn)措施

通常，根據(jù)簾子布的品種、規(guī)格，浸膠滌綸簾子布的生產(chǎn)速度一般設(shè)定為50～80 m/s，附膠量控制在(3.5±1.0)%(《輪胎用聚酯浸膠簾子布》GB/T 19390—2003中標(biāo)準(zhǔn)值為3.5%)。但是，目前生產(chǎn)的浸膠滌綸簾子布的附膠量為2.1%，沒有達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

簾子布的附膠量取決于浸膠、擠壓、滲透等工藝過程。影響簾子布附膠量的主要因素有浸膠液濃度、擠壓輥裝置、簾子布在膠液中停留時(shí)間，其次是真空吸膠器、簾子布的品種規(guī)格及捻度等。

2.1 浸膠液濃度

通常，浸膠液濃度高，相對(duì)的附膠量也高，但濃度達(dá)到某一值時(shí)，附膠量反而降低，這是因?yàn)槟z液濃度過高，影響膠液對(duì)簾布的滲透所致。生產(chǎn)中，浸膠液質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般控制在17%，真空吸膠的吸液率為30%。

2.2 擠壓輥裝置擠壓力

白坯簾子布在浸膠后要進(jìn)行擠壓，以使膠液滲透到簾子布中去，保證簾子布附膠量。浸膠擠壓裝置采用5輥4次擠壓方式，增加擠壓次數(shù)，可提高簾子布膠液的滲透力。

浸膠擠壓裝置主要由3個(gè)鍍鉻輥和2個(gè)橡膠輥組成。橡膠輥包膠厚25 mm，橡膠硬度(75± 1)°;中間輥為固定輥，只能轉(zhuǎn)動(dòng)不能上下移動(dòng);另外4個(gè)輥在上部氣簧作用下，以中間軸承座為支點(diǎn)進(jìn)行上下擠壓移動(dòng)的。當(dāng)連接布頭通過產(chǎn)生振動(dòng)時(shí)，氣簧能起到緩沖作用。擠壓裝置的動(dòng)力傳遞是通過鏈輪鏈條以1∶1的速比帶動(dòng)上、中、下鍍鉻輥轉(zhuǎn)動(dòng)，橡膠輥是依靠摩擦力轉(zhuǎn)動(dòng)的。擠壓輥的擠壓力是隨著氣簧內(nèi)的空氣壓力增加而線性增加，最大擠壓力設(shè)定為108.5 kN。

膠液濃度一定時(shí)，加大擠壓力可提高附加量。但擠壓力過大，易造成橡膠輥的破壞，使傳動(dòng)鏈條跳動(dòng)，甚至拉斷鏈條，同時(shí)也會(huì)造成簾子布?jí)罕庾冃?，致使膠液滲透過深，簾子布變硬，浸膠不勻等問題，故擠壓力選擇一定要合適。生產(chǎn)中，擠壓力一般控制在89～97 kN。

2.3 浸膠時(shí)間

浸膠滌綸簾子布的生產(chǎn)過程中，在第一、第二浸膠槽的浸膠時(shí)間為2～3 s，最終附膠量在第一、第二浸膠槽的比例約為2∶1，增加簾子布在膠液中的停留時(shí)間，可增加簾子布附膠量。為了經(jīng)濟(jì)效益，生產(chǎn)速度不可能降低，在第一、第二浸膠槽的浸膠時(shí)間不可能增加，故而通過技術(shù)改造的方法，變相增加浸膠時(shí)間，從而提高簾子布附膠量。

2.3.1 增加膠液噴淋管

簾子布在第一、第二浸膠槽的浸膠時(shí)間較短，為了提高簾子布附膠量，故在第一浸膠槽上方增加一膠液噴淋管(如圖2的A處)，變相地提高在第一浸膠槽浸膠時(shí)間，可提高簾子布附膠量約0.7%，效果較為明顯。

圖2 增加膠液噴淋管裝置示意Fig.2 Schematic of a unitwith an additional dip solution spray pipe

2.3.2 增加導(dǎo)向羅拉及加大傾斜度

為了提高在第一浸膠槽浸膠時(shí)間，通過增加一導(dǎo)向羅拉，加大簾子布傾斜度(如圖3的B處)，浸膠時(shí)間增加了0.5 s，提高簾子布附膠量約0.5%。經(jīng)過改進(jìn)后的滌綸簾子布附膠量達(dá)到3.3%，符合GB/T 19390—2003簾子布附膠量標(biāo)準(zhǔn)要求。

圖3 增加導(dǎo)向羅拉裝置示意Fig.3 Schematic of a unitwith an additional guide roller

3 結(jié)論

a.浸膠滌綸簾子布附膠量的主要影響因素為浸膠液濃度、擠壓輥擠壓力及浸膠時(shí)間。

b.控制浸膠液質(zhì)量分?jǐn)?shù)17%，吸液率30%;通過調(diào)整空氣壓力參數(shù)，選擇合適擠壓力，增強(qiáng)膠液滲透力，提高簾布附膠量;通過在第一浸膠槽上方增加一膠液噴淋管，變相地提高在第一浸膠槽浸膠時(shí)間，提高了簾子布附膠量0.7%;通過增加一導(dǎo)向羅拉，加大簾子布傾斜度，浸膠時(shí)間增加0.5 s，提高了簾子布附膠量0.5%。

c.經(jīng)改進(jìn)后的簾子布附膠量達(dá)到3.3%，達(dá)到附膠量的要求標(biāo)準(zhǔn)(3.5±1.0)%。

［1］ 胡強(qiáng)升.高分子化學(xué)及工藝學(xué)［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，1994:120－175.

［2］ 董紀(jì)震，孫桐，古大治，等.合成纖維生產(chǎn)工藝學(xué)［M］.2版.北京:紡織工業(yè)出版社，1993:119－275.

［3］ 高雨生，張瑞志，李穗探，等.化纖設(shè)備［M］.北京:紡織工業(yè)出版社，1991:102－187.