紡天絲纖維用膠輥膠圈常見問題探討

魏俊虎，鄒小祥，陳 建

(1.無錫市蘭翔膠業(yè)有限公司，江蘇 無錫 214171；2.江蘇大生集團(tuán)有限公司，江蘇 南通 226002)

1 天絲纖維性能特點(diǎn)

天絲(Tencel)纖維是再生纖維素纖維，它采用溶劑紡絲工藝、在物理作用下紡制完成，因此也屬于綠色纖維，適應(yīng)環(huán)錠紡、轉(zhuǎn)杯紡、包芯紡等紡紗型式，能制成各種棉型紗、毛型紗、包芯紗等。天絲纖維常見的規(guī)格有：2.2 dtex×38 mm，1.4 dtex×38 mm，1.3 dtex×38 mm，1.25 dtex×38 mm，1.25 dtex×32 mm，0.9 dtex×38 mm[1]。天絲纖維具有較高的干強(qiáng)和濕強(qiáng)，纖維間抱合力較大、易混紡；高濕模量使其織物的縮水率很低(-0.44%)；高強(qiáng)度使其適于制造超細(xì)纖維和織造輕薄織物(80 g/m2)，可以用傳統(tǒng)纖維素纖維的預(yù)處理、漂白和染色工藝加工；纖維的圓形截面和縱向良好的外觀使天絲織物具有絲綢般的光澤、優(yōu)良的手感和懸垂性，服裝具有飄逸感。

2 紡天絲纖維用膠輥膠圈選型及周期管理

2.1 選型

2.1.1 膠輥

紡制天絲系列產(chǎn)品用膠輥的邵爾A硬度值宜為64度～68度，紡中粗號(hào)紗時(shí)硬度值應(yīng)偏大，而細(xì)號(hào)紗偏?。粸榱藴p少紗號(hào)更改頻繁的中小企業(yè)備用膠輥量、簡化管理，可選用硬度值偏小的膠輥。為了穩(wěn)定生產(chǎn)和提高紡紗質(zhì)量，建議選用“零套差”、無套制內(nèi)應(yīng)力的鋁襯管膠輥，如選用LXC-966A型、LXC-966D型等[2]。

2.1.2 膠圈

細(xì)號(hào)紗上圈偏軟、中號(hào)紗上圈偏硬、下圈統(tǒng)一偏硬選擇；上車以“新舊搭配”使用LXA-J-60/62型、LXA-2010/-70型系列高品質(zhì)膠圈。

為了提高膠輥的抗繞性、保證成紗質(zhì)量指標(biāo)，未經(jīng)處理的膠輥表面粗糙度Ra值一般約為0.6 μm，經(jīng)表面處理的則約為0.8 μm；紡細(xì)號(hào)紗時(shí)宜偏小掌握Ra值，中粗號(hào)紗偏大掌握，檢測用粗糙度儀。

2.2 使用周期管理

2.2.1 膠輥

由于集聚紡和賽絡(luò)紡幾乎無紡紗動(dòng)程，因此前膠輥使用2～3個(gè)月即應(yīng)回磨，賽絡(luò)集聚紡紗用膠輥周期宜偏小掌握；細(xì)號(hào)紗完全不處理膠輥采用“勤磨少磨，以磨代洗”的方法，其回磨周期短至約1個(gè)月、回磨量約為0.15 mm(注意：非全自動(dòng)高精度磨床一般無法達(dá)到此要求)。

2.2.2 膠圈

根據(jù)企業(yè)的保養(yǎng)周期和質(zhì)量控制要求，上膠圈使用60 d～90 d后清洗，下膠圈180 d天后清洗并剔除不良品[4]。

3 應(yīng)用問題與對(duì)策

3.1 膠輥溶脹

山東某紡企在紡某批次天絲纖維時(shí)，部分膠輥在上車10 d后出現(xiàn)了溶脹問題，現(xiàn)場分析發(fā)現(xiàn)主要是更換臺(tái)灣產(chǎn)天絲纖維造成。之后，將該纖維樣品送交公司研發(fā)部門研究，發(fā)現(xiàn)是因纖維使用的化學(xué)油劑變化，與橡膠中抗油親油基不吻合而造成溶脹。經(jīng)蘭翔膠業(yè)公司和德國拜耳化學(xué)公司等戰(zhàn)略合作單位攜手，僅用了1個(gè)月時(shí)間就攻克了膠輥親油基問題，生產(chǎn)出的小樣膠輥經(jīng)客戶使用后反饋良好。

3.2 成紗細(xì)節(jié)高

江蘇某紡企反饋新磨膠輥上車后造成成紗條干CV值惡化，紡某品種更換新膠圈后使紗線-40%細(xì)節(jié)增大為2～3倍。不同膠輥用于賽絡(luò)集聚紡LF天絲7.4 tex的質(zhì)量指標(biāo)見表1，賽絡(luò)集聚紡A天絲9.8 tex紗，膠圈試紡現(xiàn)場取樣數(shù)據(jù)見表2。

表1 不同膠輥紡紗指標(biāo)對(duì)比一

表2 賽絡(luò)集聚紡A天絲9.8 tex紗取樣數(shù)據(jù)

3.2.1 牽伸力與握持力

紗線條干CV值主要與牽伸力和握持力有關(guān)。理想牽伸要求握持力與牽伸力平衡穩(wěn)定，使纖維伸直平行度好、纖維變速均勻，以獲得較好的條干。

3.2.2 纖維流失

影響成紗條干的另一個(gè)重要因素是牽伸時(shí)纖維流失無規(guī)律，特別是細(xì)號(hào)紗橫截面上纖維根數(shù)少，流失后易粘附在前膠輥的紡紗通道上。這種纖維流失與粘附造成纖維再分布，就產(chǎn)生了粗細(xì)節(jié)，尤其天絲纖維在油劑作用下表現(xiàn)更明顯。使用強(qiáng)光手電可觀察前膠輥紡紗通道纖維粘附情況，分析其與車間溫濕度、膠輥表面粗糙度間的關(guān)系。紫外線光照能改變新膠輥表面摩擦因數(shù)與走熟膠輥趨于一致，從而改善膠輥紡紗性能、減少纖維粘附，這是紫外線光照膠輥改善紗線粗細(xì)節(jié)和成紗條干的原因所在[5]。

3.2.3 走熟期

新膠輥、膠圈剛上車時(shí)紡紗條干通常會(huì)有惡化問題，即膠輥、膠圈存在走熟期問題。走熟期長短一般與紡紗號(hào)數(shù)正相關(guān)，紗號(hào)越小走熟期越長，且膠輥?zhàn)呤炱陂L于膠圈，一般為1 d～7 d。因?yàn)橐髧?yán)格的企業(yè)不允許出現(xiàn)這種走熟期紗線質(zhì)量波動(dòng)，所以上車前要對(duì)膠輥進(jìn)行表面處理[6]。一個(gè)使用周期中，紗線條干與膠輥使用天數(shù)關(guān)系見圖1。

1—走熟期；2—穩(wěn)定期；3—衰退期。

由圖1可知，膠輥上車使用后紗線條干快速趨于正常，即經(jīng)過較短的紡紗走熟期后進(jìn)入質(zhì)量穩(wěn)定期，隨著紡紗時(shí)間的延長，膠輥出現(xiàn)中凹、紗線通道磨損和涂料脫落后，進(jìn)入衰退期導(dǎo)致紗線條干惡化，一般在此前就應(yīng)將膠輥下車進(jìn)行研磨處理。

3.2.4 表面處理

從表1和表2中數(shù)據(jù)可知，使用涂料或者光照處理的膠輥、膠圈，紡紗指標(biāo)明顯改善。雙組分涂料處理膠輥操作不當(dāng)則會(huì)形成涂料波，嚴(yán)重影響條干；使用紫外線光照處理的措施比較環(huán)保，先敷涂料、再光照膠輥的復(fù)合處理技術(shù)，紡紗效果最好。

將研磨好的膠輥放進(jìn)烘箱預(yù)熱2 h～3 h，取出以A∶B=1∶(12～15)的配比用筆涂機(jī)涂1遍；放置3 h～4 h待膠輥表面涂料干燥后，再放入紫外線光照機(jī)光照3 min。注意涂料比例和時(shí)間應(yīng)隨紡紗品種要求及光照機(jī)型號(hào)、功率不同進(jìn)行調(diào)節(jié)。

以TM-U型紫外線光照機(jī)為例，2支燈管功率均為2 kW，膠輥與燈管距離一般為7 cm～10 cm，每次可以處理60套膠輥；紡天絲纖維紗膠輥采用先筆涂、后光照的復(fù)合處理法，每次只需光照3 min即可。

表2中光照膠圈技術(shù)較繁瑣，需將膠圈套在芯棒上再光照，這是蘭翔膠業(yè)與部分戰(zhàn)略工廠的小樣探索結(jié)果，目前尚不具備大面積推廣的條件。

3.3 落紗再開車“吐粗紗”

某紡企智能化車間反饋紡制天絲細(xì)號(hào)紗時(shí)，落紗再開車在集束區(qū)的網(wǎng)格圈上產(chǎn)生“吐粗紗”問題，斷頭多，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率。

分析發(fā)現(xiàn)是因?yàn)樵撥囬g生產(chǎn)品種變化后，通過加大粗紗定量解決前后紡的供求問題，懷疑因牽伸不開而造成“吐粗紗”；通過增大膠輥彈性握持力再上車驗(yàn)證，問題更為嚴(yán)重。之后，通過膠輥上涂料、光照、提升硬度、加大中區(qū)加壓和將中膠輥直徑加大為26 mm等措施，“吐粗紗”問題明顯好轉(zhuǎn)(由原先整車30%吐粗變?yōu)楝F(xiàn)在正常開車留頭率97%以上)?？偨Y(jié)分析系天絲纖維剛性好、粘附性強(qiáng)導(dǎo)致快慢纖維變速不暢造成，一般增大膠輥握持力的措施不能解決以上問題。

3.4 不處理膠輥通道發(fā)黑

由于該車間膠輥完全不處理上車，加上天絲纖維的油劑易粘附羅拉，膠輥上車1個(gè)月后走紗通道即有發(fā)黑問題。通過對(duì)膠輥表面進(jìn)行處理，有效阻斷其與油劑發(fā)生氧化、發(fā)黑問題，情況明顯好轉(zhuǎn)。

3.5 溫濕度差異性臺(tái)差、錠差

由于天絲纖維對(duì)環(huán)境溫濕度比較敏感，影響牽伸時(shí)快慢纖維的變速，導(dǎo)致條干CV值差異(錠差大)。除注意檢查專件一致性和設(shè)備狀態(tài)完好外，更要關(guān)注長車車頭、車中及車尾的溫濕度差異，以及車臺(tái)與通道的溫濕度差異。一般而言，通道處車臺(tái)該攔的攔、該隔的隔，上面送風(fēng)道截面采用漸縮型，改變上送風(fēng)道葉片方向，采用擋風(fēng)板等措施保證車間各處溫濕度差異性最小，有利于天絲纖維錠差CVb值。

3.6 四羅拉集聚紡用集聚膠輥直徑小、回磨周期長

在四羅拉集聚紡裝置中，主牽伸膠輥的承壓約為160 N/雙錠～180 N/雙錠，集聚膠輥的承壓約為40 N/雙錠，兩檔膠輥的磨礪周期也不同。紡企習(xí)慣使用直徑偏小的集聚膠輥，且回磨周期較長，甚至用了1年還未回磨。集聚膠輥直徑過小,則易使網(wǎng)格圈打頓，從而出現(xiàn)嚴(yán)重的短粗(類似棉結(jié))紗疵，因此，主牽伸膠輥和集聚膠輥直徑差不應(yīng)大于0.6 mm，以免斷頭和紗疵增加。

3.7 膠輥消耗偏大

天絲纖維對(duì)溫濕度比較敏感，濕度小易產(chǎn)生靜電纏繞，濕度大易纏羅拉。由于纖維滑順，纖維與機(jī)件間摩擦力小、易打滑使須條難于控制，從而產(chǎn)生大量斷頭。為了減少細(xì)紗上部斷頭，粗紗的捻度宜偏大掌握；合理選擇鋼絲圈圈型和號(hào)數(shù)，跟蹤掌握鋼絲圈與鋼領(lǐng)的磨合及周期，觀察鋼領(lǐng)、錠子和導(dǎo)紗鉤“三對(duì)中”情況，觀察細(xì)紗大、中、小紗的氣圈形態(tài)，控制好細(xì)紗斷頭，才能最大限度地減少斷頭纏繞及膠輥因纏繞巡回處理不及時(shí)造成的損壞。

為減少膠輥消耗，還要加強(qiáng)膠輥表面處理技術(shù)研究與周期管理，使細(xì)紗斷頭后的須條吸入笛管、不至纏膠輥或羅拉；加強(qiáng)吸棉笛管位置、狀態(tài)檢查，保證笛管暢通、負(fù)壓不小于700 Pa；運(yùn)轉(zhuǎn)加強(qiáng)風(fēng)箱花及時(shí)清潔；派專人處理纏繞膠輥，及時(shí)用備用膠輥進(jìn)行更換；值車工不得使用鉤刀鉤割纏繞纖維以防止損傷膠輥，造成不正常的膠輥消耗。

3.8 膠輥的“回性期”

膠輥的“回性期”并非普遍存在，部分紡企有可能發(fā)生，特別是紡細(xì)號(hào)天絲纖維或者粘膠纖維的企業(yè)。有紡企在工藝、原料未改變的情況下，使用同型號(hào)新膠輥時(shí)條干數(shù)據(jù)惡化約0.5個(gè)百分點(diǎn)，懷疑膠輥質(zhì)量波動(dòng)，通過前批次膠輥試驗(yàn)驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)確實(shí)有差異?，F(xiàn)場查看發(fā)現(xiàn)膠輥的生產(chǎn)日期接近上車日期，而橡膠制品在硫化定型后要存放1～2個(gè)月后紡紗性能才穩(wěn)定，即膠輥的“回性期”問題。為此，建議企業(yè)將該批次膠輥存放1個(gè)月再上車，指標(biāo)差異消失。有條件時(shí)，紡企應(yīng)提前1～2個(gè)月購買膠輥，以避開膠輥的“回性期”問題。

3.9 膠輥存儲(chǔ)不當(dāng)

福建某紡企反饋某批次膠輥與同規(guī)格膠輥上車相比較，紡紗條干質(zhì)量下滑且易纏繞，而現(xiàn)場膠輥的外包裝已破損，甚至有散亂膠輥外露，也未用黑色避光塑料紙遮蓋。膠輥必須在常溫、干燥環(huán)境中避光存放，否則會(huì)影響上車紡紗性能。不同膠輥試紡賽絡(luò)集聚紡A天絲11.8 tex紗指標(biāo)見表3。

表3 不同膠輥紡紗指標(biāo)對(duì)比二

從表3可知，因存儲(chǔ)不當(dāng)而吸濕的膠輥正常制作上車紡紗條干差；烘干再進(jìn)行涂料處理的膠輥紡紗條干基本接近正常紡紗數(shù)據(jù)。

表4是紡企因膠輥存儲(chǔ)不當(dāng)，試紡CJ 14.6 tex紗和賽絡(luò)集聚紡R 11.8 tex紗的結(jié)果。A組免處理膠輥套制磨礪好可以直接上車紡紗，若擱置時(shí)間過長則制造過程中添加的石蠟助劑致使膠輥表面形成白霜。B組膠輥使用涂料處理后放置于烘房貨架、未避光保存，肉眼觀察膠輥表面并無明顯的“陰陽面”，其紡紗數(shù)據(jù)仍有差異。這是因?yàn)锽組膠輥雖然已經(jīng)涂料微處理，然而膠輥表面橡膠分子受到的空氣中臭氧作用有差異，造成表面的摩擦因數(shù)、硬度差異，從而影響了紡紗質(zhì)量。

表4 不同膠輥紡紗指標(biāo)對(duì)比三

4 結(jié)語

天絲纖維是一種新型纖維素纖維，比傳統(tǒng)粘膠纖維表面滑爽、光澤且服用性更佳，發(fā)展前途廣闊。紡制天絲纖維紗線用膠輥、膠圈的選型、表面處理、使用管理等要根據(jù)具體情況分析處理，在使用過程中摸索總結(jié)，才能充分發(fā)揮小器材的大作用，這也是膠輥、膠圈制造企業(yè)和紡紗企業(yè)的共同責(zé)任。