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        解決并條膠輥帶花的實踐

        2021-12-04 04:07:36路紅星俞章明
        紡織器材 2021年2期
        關(guān)鍵詞:短絨梳棉機膠輥

        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。并條機通過清潔系統(tǒng)排出短絨,當其上清潔裝置任務(wù)較重時通常認為膠輥帶花。

        1 并條膠輥帶花原因

        1.1 靜電集聚

        兩種不同的物質(zhì)接觸再分離即會產(chǎn)生靜電。并條膠輥與配對摩擦件在運轉(zhuǎn)過程中發(fā)生摩擦,可視為一個持續(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,磨礪膠輥時在其表面留下的磨紋,因受力擴張、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)整磨礪工藝進行改善。并條膠輥的硬度一般較高,為使其適合紡紗,當回磨膠輥時的磨削量達到要求后,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],使用時不會出現(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。無色涂料使用不當也會形成毛刺,甚至?xí)诟采w磨礪紋路的同時形成新的紋路。為此,膠輥涂無色涂料時,應(yīng)在涂料流平作用消失前完成,同時應(yīng)避免涂料在膠輥下方聚集,且選擇先進的涂敷工藝較經(jīng)驗更重要。

        1.4 其他因素

        溫濕度不當也導(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?,也是使纖維不脫離須條的保障,纖維在牽伸方向伸展時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的控制力也較??;當牽引力大于控制力時,即會發(fā)生膠輥帶花。

        2 并條膠輥的特殊要求

        并條機通常并合不少于6根的生條或半熟條,為提高混合效果、消除纖維彎鉤,并條機后區(qū)牽伸倍數(shù)通常為1.2~1.8,使進入主牽伸區(qū)的須條充分展開、并條膠輥與纖維的接觸寬度更大。并條膠輥自身重、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,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措施。

        3 石墨烯并條膠輥的優(yōu)勢及應(yīng)用

        3.1 應(yīng)用優(yōu)勢

        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,實測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,應(yīng)充分考慮發(fā)揮其自身特點。

        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)認知和實踐。紡紗廠要探索完善石墨烯膠輥的維護保養(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,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結(jié)合則是把石墨烯用在了紡紗膠輥最關(guān)鍵的地方,而且會因為石墨烯用量的減少而降低成本。

        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時的參照,以便確立解決問題的方向,作為對照標準的石墨烯并條膠輥數(shù)量可以為1臺,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,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 提升并條機用器材的維護保養(yǎng)水平

        4.1上、下清潔裝置運行應(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。選配集束器時應(yīng)充分考慮棉條進入集束器的角度,這對于無導(dǎo)向膠輥的并條機尤為重要。當棉條行進方向與集束器入角上沿夾角過大時,或集束器上沿有毛刺、缺失時,快速行進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)或機臺對調(diào)膠輥的方法進行甄別。喇叭口選配既要保證成條緊實,還要保證須條行進阻力不至于過大;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,既有并條膠輥自身引帶力過大的問題,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;當梳理工藝不合理時導(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;梳理工藝試驗和梳棉機單嘜試紡表明,梳理工藝和梳棉機狀況對后道工序及成紗質(zhì)量的影響明顯。提高對梳理的科學(xué)認知[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握持梳理和纖維轉(zhuǎn)移,握持梳理應(yīng)減小對纖維的打擊力度,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——梳棉機產(chǎn)量/[kg·(臺·h)-1];

        NB——纖維號數(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,單刺輥梳棉機在紡紗廠的應(yīng)用中占比很高,如果通過提高該梳棉機錫林轉(zhuǎn)速以提高纖維梳理度,則會出現(xiàn)兩種情況:為避免增加對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,將會增大錫林與刺輥間的速度差、纖維在轉(zhuǎn)移時受力增大、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,在梳棉機維護水平確定的情況下,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,即使用新型固定蓋板或?qū)κ崦迿C進行雙蓋板改造。

        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)。

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