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.江蘇大生集團有限公司，江蘇 南通 226002)

1 天絲纖維性能特點

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和濕強，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，紡中粗號紗時硬度值應(yīng)偏大，而細(xì)號紗偏小；為了減少紗號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)號紗上圈偏軟、中號紗上圈偏硬、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)號紗時宜偏小掌握Ra值，中粗號紗偏大掌握，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)紡幾乎無紡紗動程，因此前膠輥使用2～3個月即應(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個月、回磨量約為0.15 mm(注意：非全自動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)用問題與對策

3.1 膠輥溶脹

山東某紡企在紡某批次天絲纖維時，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個月時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重要因素是牽伸時纖維流失無規(guī)律，特別是細(xì)號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、膠圈剛上車時紡紗條干通常會有惡化問題，即膠輥、膠圈存在走熟期問題。走熟期長短一般與紡紗號數(shù)正相關(guān)，紗號越小走熟期越長，且膠輥走熟期長于膠圈，一般為1 d～7 d。因為要求嚴(yán)格的企業(yè)不允許出現(xiàn)這種走熟期紗線質(zhì)量波動，所以上車前要對膠輥進行表面處理[6]。一個使用周期中，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入質(zhì)量穩(wěn)定期，隨著紡紗時間的延長，膠輥出現(xiàn)中凹、紗線通道磨損和涂料脫落后，進入衰退期導(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烘箱預(yù)熱2 h～3 h，取出以A∶B=1∶(12～15)的配比用筆涂機涂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光照3 min。注意涂料比例和時間應(yīng)隨紡紗品種要求及光照機型號、功率不同進行調(diào)節(jié)。

以TM-U型紫外線光照機為例，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)號紗時，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)是因為該車間生產(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)。總結(jié)分析系天絲纖維剛性好、粘附性強導(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個月后走紗通道即有發(fā)黑問題。通過對膠輥表面進行處理，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 溫濕度差異性臺差、錠差

由于天絲纖維對環(huán)境溫濕度比較敏感，影響牽伸時快慢纖維的變速，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，以及車臺與通道的溫濕度差異。一般而言，通道處車臺該攔的攔、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造成的損壞。

為減少膠輥消耗，還要加強膠輥表面處理技術(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；運轉(zhuǎn)加強風(fēng)箱花及時清潔；派專人處理纏繞膠輥，及時用備用膠輥進行更換；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，使用同型號新膠輥時條干數(shù)據(jù)惡化約0.5個百分點，懷疑膠輥質(zhì)量波動，通過前批次膠輥試驗驗證，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)確實有差異。現(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個月再上車，指標(biāo)差異消失。有條件時，紡企應(yīng)提前1～2個月購買膠輥，以避開膠輥的“回性期”問題。

3.9 膠輥存儲不當(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)對比二

從表3可知，因存儲不當(dāng)而吸濕的膠輥正常制作上車紡紗條干差；烘干再進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。這是因為B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。