解決并條膠輥帶花的實踐

路紅星 ，俞章明

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

并條膠輥運轉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排出短絨，當其上清潔裝置任務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

兩種不同的物質接觸再分離即會產生靜電。并條膠輥與配對摩擦件在運轉過程中發生摩擦，可視為一個持續反復的接觸分離過程[1]，產生的電荷若不能及時導出、逸散則在膠輥上集聚，導致膠輥吸附纖維。

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，且磨耗與膠輥硬度有關，而磨紋狀態可以通過調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，還要增加往復磨礪的次數，即由磨削轉變為磨光，直至表面粗糙度達到要求。

1.2.2 涂層裂紋夾持

覆蓋性的復合涂料涂層較厚、塑性較好而彈性較差，使用中膠輥被持續反復地壓縮、回彈，致使涂料涂層產生裂紋，甚至導致膠輥出現裂紋、裂紋夾持纖維，故應盡量不使用覆蓋性涂料。

無色涂料的涂層較薄，經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，甚至會在覆蓋磨礪紋路的同時形成新的紋路。為此，膠輥涂無色涂料時，應在涂料流平作用消失前完成，同時應避免涂料在膠輥下方聚集，且選擇先進的涂敷工藝較經驗更重要。

1.4 其他因素

溫濕度不當也導致膠輥帶花，原因是膠輥(或纖維)表面有液態水，或因膠輥靜電逸散環境被破壞。膠輥表面摩擦因數對纖維的牽引力是形成鉗口握持力的因素之一，只能優化、不能完全消除。控制力是形成牽伸力的因素之一，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小；當牽引力大于控制力時，即會發生膠輥帶花。

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，并條機后區牽伸倍數通常為1.2～1.8，使進入主牽伸區的須條充分展開、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出、逸散效果。在前期并條膠輥選型時，就應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勢及應用

3.1 應用優勢

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。石墨烯具有優良的導電性能，其應用有利于改善膠輥的電學性能；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性能。

石墨烯在膠輥上的應用，有很大的技術壁壘。筆者公司與山東大學聯合攻關，采取液相添加技術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，且其成紗條干優于傳統膠輥、抗靜電效果極佳，幾乎不見絨帶花。

石墨烯并條膠輥的保養與維護，應充分考慮發揮其自身特點。

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性能，是大膽且有益的科學嘗試，且應遵循科學認知和實踐。紡紗廠要探索完善石墨烯膠輥的維護保養方法，以避免涂料或纖維助劑完全覆蓋膠輥表面而無法充分發揮石墨烯膠輥的優良性能；紡橡廠應在保障石墨烯膠輥產品質量的同時，使產品外觀更精致、性能更優良。

3.2 應用石墨烯的思考

石墨烯的物理性能是肯定的,但要在膠輥產品上發揮石墨烯的抗靜電性能，應在注重性價比的基礎上確保石墨烯的品質、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，如將握持弧加長、根據膠輥硬度科學調整壓力，而與膠輥中添加石墨烯材料并無必然聯系。

石墨烯涂層兼具優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合則是把石墨烯用在了紡紗膠輥最關鍵的地方，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雜，若因靜電導致帶花，可通過膠輥的優化選型、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，通過優化并條膠輥難以解決；并條膠輥一旦出現嚴重的帶花，紡紗廠應快速反應找到癥結。表面處理良好、抗靜電性能優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水平

4.1上、下清潔裝置運行應平穩可靠。上清潔裝置的絨帶應緊貼膠輥，能將膠輥表面粘附的棉結、棉雜及時清理，避免出現滾雪球效應。下清潔裝置的關鍵器材多為清潔膠圈設置，也應與羅拉貼服。

4.2應科學選配、精心保養集束器、喇叭口。選配集束器時應充分考慮棉條進入集束器的角度，這對于無導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。建議用無問題節或機臺對調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；喇叭口的保養主要是為了光潔和清潔。

5 在更高層面統籌解決問題

并條膠輥出現帶花問題，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。控制力小的纖維往往是短絨或棉結，這是梳理不合理的遺留問題；當梳理工藝不合理時導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量的影響明顯。提高對梳理的科學認知[4]，是在更高層面解決膠輥帶花問題的前提。

梳理工序應盡量少產生短絨，即要求梳理應柔順。柔順梳理的要求主要針對握持梳理和纖維轉移，握持梳理應減小對纖維的打擊力度，纖維轉移應減小纖維的加速度，以避免纖維扭曲或被拉斷。為了分解棉結、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(0.376 9)；

Nc——錫林針布齒密/[齒·(25.4 mm)-2]；

nc——錫林轉速/(r·min-1)；

L——纖維長度/mm；

r——轉移率/%；

P——梳棉機產量/[kg·(臺·h)-1]；

NB——纖維號數/tex。

NB和L與配棉品質有關，Nc為錫林金屬針布齒密，提高錫林轉速nc對提高纖維的梳理程度是有益的；但是通過提高錫林轉速來提高纖維梳理度的可行性應放在設備提供的可能性里討論。

目前，單刺輥梳棉機在紡紗廠的應用中占比很高，如果通過提高該梳棉機錫林轉速以提高纖維梳理度，則會出現兩種情況：為避免增加對喂入筵棉的打擊而更換較大的刺輥皮帶輪，保持刺輥原有轉速，將會增大錫林與刺輥間的速度差、纖維在轉移時受力增大、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、刺輥轉速比不變，使刺輥和錫林轉速都增大；這兩種情況都會導致短絨增加。

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對梳棉機進行雙蓋板改造。

6 結語

6.1并條工序是紡紗生產工藝中決定紡紗質量的前沿關口，應充分重視。

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

6.3應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。