科學防范高濕影響，優(yōu)化膠輥表面處理

路紅星，路鵬凡

(1.河南省輝紡紡織有限公司，河南 輝縣 453600；2.湘潭大學，湖南 湘潭 411105)

0 引言

膠輥在紡紗牽伸過程中起著非常重要的作用，其表面處理更是重中之重。好的表面處理是對膠管固有缺陷的彌補，使膠輥更適宜紡紗。高濕環(huán)境下，膠輥表面為什么要謹慎處理？涂料處理時應注意哪些事項？膠輥的抗靜電性能為什么會衰退？紫外線光照處理作為涂料處理的預處理程序有哪些優(yōu)勢?如何安排處理順序？這些都要求技術人員了解相關的空氣調(diào)節(jié)知識，對相關科學原理有深刻的認識，才會有正確高效的膠輥表面處理效果。筆者從上述幾個問題出發(fā)，探尋膠輥處理的最優(yōu)方案。

1 高濕環(huán)境下謹慎處理膠輥

1.1 原因

1.1.1文獻[1]及涂料說明書上有這樣的表述：相對濕度超過60%，膠輥上涂料時應謹慎。

1.1.2涂料屬于非水溶性溶劑，遇水失效。

1.1.3空氣露點溫度與相對濕度，會影響膠輥表面處理效果。固定氣壓之下，空氣中所含的氣態(tài)水達到飽和而凝結成液態(tài)水所需要降至的溫度叫作露點溫度，簡稱露點[2]。在該溫度時，凝結的水飄浮在空中稱為霧，而沾在固體表面上的稱為露，因而得名露點。而相對濕度，則是空氣中水蒸氣分壓力和同溫度下飽和水蒸氣分壓力之比，通常用百分數(shù)表示，能夠表示接近飽和的程度。

在相同的大氣壓力和溫度條件下，相對濕度越高，空氣露點溫度越高；露點溫度最大值即相對濕度達到100%時的溫度。

當膠輥表面進行涂料處理前用B組分清洗時，溶劑在膠輥表面快速揮發(fā)，使膠輥表面溫度降低；當膠輥表面溫度降至露點時，空氣中的水蒸氣開始在膠輥表面凝結，有時甚至會匯集成清晰可見的水珠，導致涂料無法正?？焖倬鶆虻慕Y膜。此外，相對濕度較高時，盛裝涂料的容器和涂料表面有油珠樣液體，實際是凝結水無法和涂料相溶的結果。

而附房的溫濕度也會隨季節(jié)變化：高濕不僅出現(xiàn)在溫度較高的夏季，而且更容易出現(xiàn)在溫度較低的冬季。每年的結露期包含霜降期、每天傍晚至次日清早、室外或無取暖設施的室內(nèi)，都會出現(xiàn)較高的相對濕度。其中，室內(nèi)會因溫度變化遲緩導致濕度變化遲緩，這一點需特別注意。

1.2 注意事項

1.2.1當相對濕度超過60%時，需停止涂料處理工作；但對于涂料工作量繁重，地處高濕地區(qū)的紡紗廠來說不合適。

1.2.2采用免涂料處理或紫外線光照處理的膠輥，適合紡制純棉紗線，以及原料適宜且相對穩(wěn)定、運轉環(huán)境好的紡紗廠。

1.2.3啟用烤箱或烘房，提高膠輥自身溫度，這樣涂料處理過程中膠輥表面溫度不會降至露點溫度。需要注意的是，盛裝涂料的量具也需加熱和保溫。但這種方法耗電量大，膠輥整體受熱導致部分軸承溢油污染膠輥。

以最為普遍的無色涂料為例，涂料中富含快速結膜成分，有機溶劑與腈基瞬時的反應微乎其微，主要是輔—主體材料的C-H鍵加成反應鍵合少量新的結構鏈(鍵橋、附著力)，因此涂料滲入膠層的深度遠低于涂層厚度,應主要著眼于流平效果；而特定溫度或配比有助于涂料滲透的論點需要進一步探討。

1.2.4膠輥經(jīng)涂料處理后應在常溫下存放,以利于涂料固化，因為急速改變膠輥溫度會導致涂層出現(xiàn)早期崩裂和剝落。膠輥存放處的溫度應高于車間的露點溫度，避免上車時膠輥表面有水凝結，導致無法正常開車；若膠輥存放處溫度較低，涂料固化完成后膠輥應在車間進行溫度平衡后再上車。

2 靜電問題

2.1 環(huán)境與靜電的關系

環(huán)境與靜電的關系即溫、濕度與靜電的關系。通常而言，靜電與溫度的關系不大，卻與相對濕度有關聯(lián)。相對濕度較高時，產(chǎn)生靜電的可能性小，且靜電容易逸散。在相對濕度相同的情況下，溫度降低，半成品回潮率略微上升，反之亦然[3]。在環(huán)境濕度較高的紡紗過程中，為避免生活難做，通常會用升溫法降低車間濕度;但有些紡紗廠極易出現(xiàn)矯枉過正的情況。如在同一紡紗廠，會出現(xiàn)夏季相對濕度與其它季節(jié)相近，甚至有意調(diào)低的情況，但夏季的溫度明顯高于其它季節(jié)，致使半成品回潮率較低。膠輥帶靜電情況一定程度上取決于膠輥、須條這對摩擦副的回潮率，因此，即使在夏季，也應注意膠輥的抗靜電性能。

2.2 膠輥的抗靜電性能

紡橡廠在研發(fā)及制造膠管時，都非常注重膠管的抗靜電性能，主要措施是在混煉的過程中添加抗靜電劑。但在應用中還是會出現(xiàn)因靜電原因造成的纏繞膠輥問題，這是因為膠輥中的抗靜電劑會在某些情況下流失變性。如：抗靜電劑在溫度不大于120 ℃時較穩(wěn)定，溫度超過180 ℃就會分解；而膠管的硫化溫度約為145 ℃，高于抗靜電劑的穩(wěn)定溫度。此外，紡紗過程中的動摩擦會使膠輥溫度上升，導致抗靜電劑變性分解，有時甚至出現(xiàn)膠輥灼傷問題。因此，膠輥中必須有足量的抗靜電劑，部分紡橡廠將膠管用抗靜電劑浸泡24 h后涼干裝箱，上車使用效果不錯；而對于原料不穩(wěn)定，斷頭較多的紡紗廠，可以在膠輥復磨后用抗靜電劑反復浸泡，晾干后再做進一步的表面處理，效果更佳。

3 優(yōu)化膠輥表面處理技術

3.1 紫外線光照處理與涂料處理對比

紫外線光照處理膠輥的優(yōu)點大家耳熟能詳，但也有一定的局限性，單一的紫外線光照處理無法彌補膠輥的某些缺陷。如：紡制人造纖維或動物纖維時，膠輥需要有較好的耐磨性能，紫外線光照處理對膠輥耐磨性能改善不大，而涂料處理則有助于膠輥耐磨性能的提升；大壓力無動程或小動程紡紗，膠輥容易中凹，涂料處理后的膠輥可以用較大的變形來對沖握持壓力，以減緩中凹；同時，膠輥經(jīng)涂料處理后可以獲得較長的回磨周期，涂料的流平特性有利于填充膠輥表面磨礪留下的紋路，對于紡制剖面邊緣為鋸齒狀的纖維，可避免因表面粗糙而造成的帶花問題。

涂料處理也有弊端：經(jīng)涂料處理后的膠輥硬度增加，表面摩擦因數(shù)減小，對纖維的握持能力降低；高濃度大劑量涂料處理的膠輥會造成條干惡化甚至出硬頭，無法正常紡紗。為消除涂料處理的弊端，應當在滿足膠輥耐磨等性能的前提下，盡量降低涂料濃度，特別是結膜成分的用量。對于純棉纖維而言，通常使用低于1∶15的涂料濃度，并采用節(jié)約涂料的筆涂法進行操作，即涂料“微處理”法效果較好。

3.2 紫外線光照做膠輥表面預處理

3.2.1經(jīng)紫外線光照處理后的膠輥，表面粗糙度更好，有利于發(fā)揮涂料的流平性能。一般，無色涂料的涂層厚度小于0.03 mm，當濃度配比低于1∶10時，橡膠部分裸露；涂料的濃度越低，裸露部分越多，摩擦因數(shù)增大，握持能力增強[3]，涂料填充磨紋的效果越差。換句話說，涂料濃度越低，其流動性越好，流平性越差。經(jīng)紫外線光照處理的膠輥，表面橡膠分子鏈斷裂重新交聯(lián)，使磨紋變淺或消失，表面粗糙度趨好，有利于發(fā)揮涂料的流平性能。

3.2.2用紫外線光照處理做為膠輥的升溫手段，可控、清潔且節(jié)能。由于紫外線穿透能力弱，升溫是從膠輥表面開始，光照機溫升上限一般不超過60 ℃，因此，以紫外線光照作為涂料處理的預處理程序，不會引發(fā)膠輥軸承溢油問題。與大型烘箱或烘房比，紫外線光照機熱效集中，更加節(jié)能。

3.3 膠輥表面處理設備

現(xiàn)有紫外線光照機做為涂料預處理設備尚有不足之處。目前，市面應用較為普遍的紫外線光照機幾乎全部為轉輥型式，即通過轉輥摩擦為膠輥提供轉動力，轉輥與膠輥紡紗工作面全接觸，無法同時作為筆涂機使用，且有污染膠輥表面的可能；且現(xiàn)有紫外線光照機收集光照后的膠輥過程雜亂，膠輥各部位隨機接觸，有污染膠輥表面的可能。因此，以現(xiàn)有紫外線光照機作為預處理設備，操作者需要在紫外線光照處理和涂料處理的銜接過程中付出大量精力及體力。綜上所述，現(xiàn)有紫外線光照機和筆涂機有必要改進。

3.4 膠輥表面處理流程

紡紗工藝要求膠輥的抗繞性好、握持力大且均勻，為此在精磨的基礎上，膠輥表面處理的流程建議為：抗靜電劑浸洗并晾干→紫外線光照處理→涂料處理。

4 結語

紡織技術牽涉面廣，做好膠輥表面處理工作并不簡單，生產(chǎn)過程中會出現(xiàn)各種難題。解決這些難題，一是要吃透問題，重視實踐，深入一線；二是要讀懂原理，加強學習，提高科學理論水平。紡織行業(yè)智能化、自動化是大勢所趨，這不僅涵蓋紡機智能化、自動化，也涵蓋輔機、器材專件尤其是膠輥輔機的智能化、自動化，只有產(chǎn)研結合，才能使這一進程會更快更順利。

參考文獻：

[1] 荊越.關鍵紡紗器材[M].北京：中國紡織出版社，1997.

[2] 陳民權,張宗新,詹大棟.紡織廠空調(diào)工程[M].北京：中國紡織出版社，2001.

[3] 文皖.優(yōu)化產(chǎn)品性能結構 提高紡紗適用技術[C]//“金輪·金貓杯”2016全國紡紗器材專件高峰論壇論文集.咸陽：全國紡織器材科技信息中心，2016：315-325.