解決并條膠輥帶花的實(shí)踐

路紅星 ，俞章明

(1.河南省輝紡紡織有限公司，河南 輝縣 453600；2.無錫德潤杰膠業(yè)有限公司，江蘇 無錫 214174)

并條膠輥運(yùn)轉(zhuǎn)帶花主要原因有膠輥靜電、磨紋或生條短絨多等。本文所指短絨為長度短、長闊比小的纖維，也包括在牽伸方向長度分布不足的纖維、即梳理度不足的纖維。并條機(jī)通過清潔系統(tǒng)排出短絨，當(dāng)其上清潔裝置任務(wù)較重時(shí)通常認(rèn)為膠輥帶花。

1 并條膠輥帶花原因

1.1 靜電集聚

兩種不同的物質(zhì)接觸再分離即會(huì)產(chǎn)生靜電。并條膠輥與配對(duì)摩擦件在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中發(fā)生摩擦，可視為一個(gè)持續(xù)反復(fù)的接觸分離過程[1]，產(chǎn)生的電荷若不能及時(shí)導(dǎo)出、逸散則在膠輥上集聚，導(dǎo)致膠輥吸附纖維。

1.2 紋路帶花

1.2.1 磨紋嵌入

在紡紗過程中,磨礪膠輥時(shí)在其表面留下的磨紋，因受力擴(kuò)張、彌合易使纖維(粘膠纖維剖面呈鋸齒形)嵌入磨紋中，這是磨紋帶花的原因。磨礪膠輥過程中的磨削量、膠輥磨耗與磨光程度負(fù)相關(guān)，且磨耗與膠輥硬度有關(guān)，而磨紋狀態(tài)可以通過調(diào)整磨礪工藝進(jìn)行改善。并條膠輥的硬度一般較高，為使其適合紡紗，當(dāng)回磨膠輥時(shí)的磨削量達(dá)到要求后，還要增加往復(fù)磨礪的次數(shù)，即由磨削轉(zhuǎn)變?yōu)槟ス?，直至表面粗糙度達(dá)到要求。

1.2.2 涂層裂紋夾持

覆蓋性的復(fù)合涂料涂層較厚、塑性較好而彈性較差，使用中膠輥被持續(xù)反復(fù)地壓縮、回彈，致使涂料涂層產(chǎn)生裂紋，甚至導(dǎo)致膠輥出現(xiàn)裂紋、裂紋夾持纖維，故應(yīng)盡量不使用覆蓋性涂料。

無色涂料的涂層較薄，經(jīng)過輕微處理的膠輥表面甚至不能被其完全覆蓋[2]，使用時(shí)不會(huì)出現(xiàn)危害性的裂紋。

1.3 毛刺掛帶

膠輥表面的毛刺，通常在上涂料時(shí)形成。復(fù)合涂料形成的毛刺手感明顯，可以使用金相砂紙消除。無色涂料使用不當(dāng)也會(huì)形成毛刺，甚至?xí)诟采w磨礪紋路的同時(shí)形成新的紋路。為此，膠輥涂無色涂料時(shí)，應(yīng)在涂料流平作用消失前完成，同時(shí)應(yīng)避免涂料在膠輥下方聚集，且選擇先進(jìn)的涂敷工藝較經(jīng)驗(yàn)更重要。

1.4 其他因素

溫濕度不當(dāng)也導(dǎo)致膠輥帶花，原因是膠輥(或纖維)表面有液態(tài)水，或因膠輥靜電逸散環(huán)境被破壞。膠輥表面摩擦因數(shù)對(duì)纖維的牽引力是形成鉗口握持力的因素之一，只能優(yōu)化、不能完全消除?？刂屏κ切纬蔂可炝Φ囊蛩刂唬彩鞘估w維不脫離須條的保障，纖維在牽伸方向伸展時(shí)與膠輥表面接觸較少、牽引力較小，纖維在牽伸方向卷曲或其長度較小時(shí)的控制力也較?。划?dāng)牽引力大于控制力時(shí)，即會(huì)發(fā)生膠輥帶花。

2 并條膠輥的特殊要求

并條機(jī)通常并合不少于6根的生條或半熟條，為提高混合效果、消除纖維彎鉤，并條機(jī)后區(qū)牽伸倍數(shù)通常為1.2～1.8，使進(jìn)入主牽伸區(qū)的須條充分展開、并條膠輥與纖維的接觸寬度更大。并條膠輥?zhàn)陨碇?、加壓大且握持弧長，與纖維的接觸長度大、摩擦面積大，因此抗靜電能力要求更高[3]。

在主體材料相同、摩擦程度也相同的情況下，膠輥產(chǎn)生的靜電量也近乎相同，而在膠輥上集聚的電荷量最終取決于電荷的導(dǎo)出、逸散效果。在前期并條膠輥選型時(shí)，就應(yīng)該特別注重其抗靜電性能，以避免在后期再采取利弊共存的彌補(bǔ)措施。

3 石墨烯并條膠輥的優(yōu)勢(shì)及應(yīng)用

3.1 應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

石墨烯是一種由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型蜂巢晶格的二維碳納米材料。石墨烯具有優(yōu)良的導(dǎo)電性能，其應(yīng)用有利于改善膠輥的電學(xué)性能；石墨烯又是已知強(qiáng)度最高的材料之一，還具有很好的韌性，有利于改善膠輥的力學(xué)性能。

石墨烯在膠輥上的應(yīng)用，有很大的技術(shù)壁壘。筆者公司與山東大學(xué)聯(lián)合攻關(guān)，采取液相添加技術(shù)以確保石墨烯材料在膠料中的分散度，實(shí)測(cè)其石墨烯并條膠輥產(chǎn)品邵爾A硬度為85度，出廠前已精磨以支持直接使用，且其成紗條干優(yōu)于傳統(tǒng)膠輥、抗靜電效果極佳，幾乎不見絨帶花。

石墨烯并條膠輥的保養(yǎng)與維護(hù)，應(yīng)充分考慮發(fā)揮其自身特點(diǎn)。

以下情況建議用無色涂料微處理膠輥：

——紡粘膠或混紡品種，且對(duì)膠輥表面有特殊要求的；

——使用廠磨礪條件受限，使磨礪后膠輥表面粗糙度Ra值達(dá)不到要求的。

通過石墨烯改善膠輥的抗靜電性能和力學(xué)性能，是大膽且有益的科學(xué)嘗試，且應(yīng)遵循科學(xué)認(rèn)知和實(shí)踐。紡紗廠要探索完善石墨烯膠輥的維護(hù)保養(yǎng)方法，以避免涂料或纖維助劑完全覆蓋膠輥表面而無法充分發(fā)揮石墨烯膠輥的優(yōu)良性能；紡橡廠應(yīng)在保障石墨烯膠輥產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，使產(chǎn)品外觀更精致、性能更優(yōu)良。

3.2 應(yīng)用石墨烯的思考

石墨烯的物理性能是肯定的,但要在膠輥產(chǎn)品上發(fā)揮石墨烯的抗靜電性能，應(yīng)在注重性價(jià)比的基礎(chǔ)上確保石墨烯的品質(zhì)、含量及其在膠體中的分散度。

只有梁閏生佯佯不睬，裝作沒注意她這兩年胸部越來越高。演過不止一回的一小場(chǎng)戲，一出現(xiàn)在眼前立刻被她趕走了。

改善紗線條干水平屬于牽伸工藝技術(shù)，如將握持弧加長、根據(jù)膠輥硬度科學(xué)調(diào)整壓力，而與膠輥中添加石墨烯材料并無必然聯(lián)系。

石墨烯涂層兼具優(yōu)良的耐磨性能和抗靜電性能，若能取代紡織涂料或與之有機(jī)結(jié)合則是把石墨烯用在了紡紗膠輥?zhàn)铌P(guān)鍵的地方，而且會(huì)因?yàn)槭┯昧康臏p少而降低成本。

3.3 借助石墨烯并條膠輥診斷帶花原因

通常并條膠輥帶花的原因較復(fù)雜，若因靜電導(dǎo)致帶花，可通過膠輥的優(yōu)化選型、表面處理予以解決；而起因并非源于本工序的帶花，即是在之前工序就已形成的帶花，通過優(yōu)化并條膠輥難以解決；并條膠輥一旦出現(xiàn)嚴(yán)重的帶花，紡紗廠應(yīng)快速反應(yīng)找到癥結(jié)。表面處理良好、抗靜電性能優(yōu)異的石墨烯并條膠輥可以作為試驗(yàn)時(shí)的參照，以便確立解決問題的方向，作為對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)的石墨烯并條膠輥數(shù)量可以為1臺(tái)，也可以為1眼。若表面處理良好的石墨烯并條膠輥不能解決膠輥帶花問題時(shí)，則基本可以排除膠輥因素，宜結(jié)合本文第4和第5章所述觀點(diǎn)以追根溯源、解決問題。如梳理工藝不合理使半制品中存在大量短纖和纖維性粉末，以至造成有膠輥工序全線全面帶花問題，若不排查、追根溯源，問題就得不到解決。

4 提升并條機(jī)用器材的維護(hù)保養(yǎng)水平

4.1上、下清潔裝置運(yùn)行應(yīng)平穩(wěn)可靠。上清潔裝置的絨帶應(yīng)緊貼膠輥，能將膠輥表面粘附的棉結(jié)、棉雜及時(shí)清理，避免出現(xiàn)滾雪球效應(yīng)。下清潔裝置的關(guān)鍵器材多為清潔膠圈設(shè)置，也應(yīng)與羅拉貼服。

4.2應(yīng)科學(xué)選配、精心保養(yǎng)集束器、喇叭口。選配集束器時(shí)應(yīng)充分考慮棉條進(jìn)入集束器的角度，這對(duì)于無導(dǎo)向膠輥的并條機(jī)尤為重要。當(dāng)棉條行進(jìn)方向與集束器入角上沿夾角過大時(shí)，或集束器上沿有毛刺、缺失時(shí)，快速行進(jìn)的纖維與其碰撞后折回并跟隨氣流上升、被上清潔裝置捕獲后形成絨帶花，這很容易與膠輥帶花混淆。建議用無問題節(jié)或機(jī)臺(tái)對(duì)調(diào)膠輥的方法進(jìn)行甄別。喇叭口選配既要保證成條緊實(shí)，還要保證須條行進(jìn)阻力不至于過大；喇叭口的保養(yǎng)主要是為了光潔和清潔。

5 在更高層面統(tǒng)籌解決問題

并條膠輥出現(xiàn)帶花問題，既有并條膠輥?zhàn)陨硪龓Я^大的問題，又有纖維受到的控制力小的問題?？刂屏π〉睦w維往往是短絨或棉結(jié)，這是梳理不合理的遺留問題；當(dāng)梳理工藝不合理時(shí)導(dǎo)致半制品中存在大量短纖和纖維性粉末，造成有膠輥工序全線全面帶花；梳理工藝試驗(yàn)和梳棉機(jī)單嘜試紡表明，梳理工藝和梳棉機(jī)狀況對(duì)后道工序及成紗質(zhì)量的影響明顯。提高對(duì)梳理的科學(xué)認(rèn)知[4]，是在更高層面解決膠輥帶花問題的前提。

梳理工序應(yīng)盡量少產(chǎn)生短絨，即要求梳理應(yīng)柔順。柔順梳理的要求主要針對(duì)握持梳理和纖維轉(zhuǎn)移，握持梳理應(yīng)減小對(duì)纖維的打擊力度，纖維轉(zhuǎn)移應(yīng)減小纖維的加速度，以避免纖維扭曲或被拉斷。為了分解棉結(jié)、使纖維更加伸展，纖維必須得到充分有效地梳理。

C=Kc×Nc×nc×L×r/(P×NB)

式中：

Kc——系數(shù)(0.376 9)；

Nc——錫林針布齒密/[齒·(25.4 mm)-2]；

nc——錫林轉(zhuǎn)速/(r·min-1)；

L——纖維長度/mm；

r——轉(zhuǎn)移率/%；

P——梳棉機(jī)產(chǎn)量/[kg·(臺(tái)·h)-1]；

NB——纖維號(hào)數(shù)/tex。

NB和L與配棉品質(zhì)有關(guān)，Nc為錫林金屬針布齒密，提高錫林轉(zhuǎn)速nc對(duì)提高纖維的梳理程度是有益的；但是通過提高錫林轉(zhuǎn)速來提高纖維梳理度的可行性應(yīng)放在設(shè)備提供的可能性里討論。

目前，單刺輥梳棉機(jī)在紡紗廠的應(yīng)用中占比很高，如果通過提高該梳棉機(jī)錫林轉(zhuǎn)速以提高纖維梳理度，則會(huì)出現(xiàn)兩種情況：為避免增加對(duì)喂入筵棉的打擊而更換較大的刺輥皮帶輪，保持刺輥原有轉(zhuǎn)速，將會(huì)增大錫林與刺輥間的速度差、纖維在轉(zhuǎn)移時(shí)受力增大、加速度增大、纖維拉斷或扭曲的概率增加；另一種情況是為保持錫林、刺輥轉(zhuǎn)速比不變，使刺輥和錫林轉(zhuǎn)速都增大；這兩種情況都會(huì)導(dǎo)致短絨增加。

梳理工序必須兼顧減少纖維損傷和提高纖維梳理度，在梳棉機(jī)維護(hù)水平確定的情況下，為提高纖維梳理度應(yīng)先提高錫林金屬針布齒密或增加梳理點(diǎn)，即使用新型固定蓋板或?qū)κ崦迿C(jī)進(jìn)行雙蓋板改造。

6 結(jié)語

6.1并條工序是紡紗生產(chǎn)工藝中決定紡紗質(zhì)量的前沿關(guān)口，應(yīng)充分重視。

6.2并條膠輥帶花是有害的，研究膠輥帶花問題的原因，科學(xué)選型、優(yōu)化處理紡紗器材是解決帶花問題有效措施；石墨烯膠輥具有優(yōu)良的抗靜電性能和耐磨性能，符合科學(xué)選型的要求，是優(yōu)化的方向。

6.3應(yīng)用表面處理良好的石墨烯膠輥，可為查找膠輥帶花原因指明方向。

6.4提高梳理水平、降低半制品中短絨含量是減少并條膠輥帶花的工藝基礎(chǔ)。