錦綸66簾布生產過程中的簾線強力損失分析

趙曉杰，吳 齊

（平頂山神馬簾子布發展有限公司，河南 平頂山 467000）

作為橡膠制品的骨架材料，浸膠簾布的主要作用是保護橡膠、抵抗外力[1-2]，錦綸66簾布因強度高、抗沖擊、耐疲勞及與橡膠粘合力高等優異性能在輪胎用簾布中占據主導地位[3-5]。

簾線強力直接影響輪胎的抗沖擊性能，GB/T 9101—2017《錦綸66浸膠簾布》對錦綸66簾線強力做了詳細規定。錦綸66浸膠簾布生產需經過捻線、織布、浸膠三大工序，了解各個工序強力損失情況十分重要。本工作對錦綸66浸膠簾布生產過程進行跟蹤研究，以期找出降低錦綸66簾線強力損失的方法。

1 實驗

1.1 原材料

錦綸66原絲，平頂山神馬簾子布發展有限公司產品，規格和性能參數如表1所示。

表1 錦綸66原絲規格和性能參數

1.2 主要設備和儀器

3種阿爾瑪直捻機，德國阿爾瑪公司產品，按引進時間先后依次編號為1#，2#和3#；AWSR 4/ED型DORNIER高速噴氣織機，德國林道爾·多尼爾有限公司產品；CTC-4H-1D-V75（100）型浸膠機，貝寧格紡織機械有限公司產品；AG-X型材料試驗機，夾持長度為250 mm，測試速度為250 mm·min-1，日本島津公司產品。

2 結果與討論

2.1 捻線、織布、浸膠工序對簾線強力的影響

錦綸66簾布的生產需經過捻線、織布、浸膠三大工序，常規品種簾布三大工序生產過程中的強力變化情況如表2所示。

從表2可以看出，簾線強力損失主要發生在捻線工序，織布和浸膠工序對簾線強力的影響并不明顯。捻線與織布工序強力變化均為物理損耗，浸膠工序為物理與化學雙重作用。

表2 常規品種簾布捻線、織布、浸膠工序強力變化情況

捻線工序直接對原絲進行加捻，簾線單絲間抱合性差，與加捻部件接觸比面積大，接觸磨損點多，單絲容易受到機械損傷，強力損失明顯。

織布工序速度慢且張力低，簾線與機械部件接觸比面積小，磨損點少且簾線易形成彈性回縮，彌補織造過程中造成的強力損失，簾線強力變化不明顯。

綜上所述，為降低錦綸66簾布在生產過程中的強力損失，選擇合適的加捻設備與加捻工藝至關重要。

2.2 加捻因素對簾線強力的影響

加捻方式通常分為直捻機一步加捻法和初、復捻兩步加捻法，一步加捻法即包纏加捻，內外紗在勻捻器處相互纏繞形成結構對稱的兩股簾線[6]。本試驗采用阿爾瑪1#，2#和3#直捻機一步加捻法研究加捻因素對簾線強力的影響。不同規格簾線加捻后強力測試結果如表3所示。

對表3中不同規格簾線加捻后強力測試結果進行簡單對比可以看出，加捻設備、加捻工藝和原絲性能等均會影響簾線的強力。

表3 不同規格簾線加捻后強力測試結果

2.3 簾線強力的影響因素分析

加捻時簾線強力受多種因素的影響，為進一步了解每種因素對簾線強力的影響程度，對表3中數據進行詳細分析。

把試樣規格和加捻機型進行量化：以原絲線密度表示簾線規格（如930dtex/2量化為930，2100dtex/2量化為2100）。加捻機型按引進先后順序進行量化（如1#直捻機量化為1，2#和3#直捻機量化為2和3）。將已量化的簾線線密度、原絲強力、機型、加捻速度、外紗張力和捻度運用SPSS（Statistical Product and Service Solutions）方法進行單因素相關分析。

捻度、外紗張力、加捻速度、原絲強力、總線密度和加捻機型與簾線強力的相關因數分別為－0.904，－0.047，－0.674，0.998，0.998和0.028。

（1）相關因數的絕對值越大表明其對簾線強力的影響越大，原絲強力、線密度、捻度和加捻速度對簾線強力影響顯著，加捻機型和外紗張力影響相對較小。在生產過程中可以采取增大原絲線密度、降低簾線捻度和加捻速度的方式減少簾線強力損失。

（2）捻度、外紗張力和加捻速度與簾線強力呈負相關，原絲強力、線密度和加捻機型與簾線強力呈正相關。

（3）研究表明[7-8]，與簾線接觸零件的材質和光潔度對簾線的強力有明顯影響。1#，2#和3#直捻機設備部件狀態基本相同，因此3臺直捻機對簾線強力的影響并不顯著。

（4）加捻時外紗張力對簾線強力影響并不顯著，但在機型相同條件下6#試樣簾線的強力比7#試樣大，表明3#直捻機在35%～65%的范圍內適當降低外紗張力更有利于減少簾線強力損失。另有研究表明[9]，外紗張力與破斷力百分比為75%時CC3型直捻機強力損失最小，針對不同機型應選擇合適的外紗張力。

2.3.1 原絲性能

通過相關分析可知，原絲強力和線密度對簾線強力起著決定性的作用，比較18種試樣原絲線密度和強力與簾線強力的關系，結果如圖1所示。

圖1 簾線強力與原絲強力和線密度的相關性

從圖1可以看出，原絲強力和線密度越大，簾線強力越大。為提高簾線強力，在客戶要求線密度范圍內可以適當增大線密度。

采用2#直捻機和相同加捻工藝探索原絲強力對1400dtex/2簾線強力的影響，結果如圖2所示。

從圖2可以看出，原絲強力越大，簾線強力越大，生產中應嚴格控制原絲質量。2.3.2 捻度

圖2 簾線強力與原絲強力的相關性

表3中8#，9#和10#試樣簾線捻度分別為380，260和412 T·m-1，隨著捻度的增大，簾線強力呈下降趨勢。為探索捻度對簾線強力的具體影響規律，在相同設備與工藝條件下進行捻度試驗，結果如圖3所示。

圖3 簾線強力與捻度的關系曲線

從圖3可以看出，存在使簾線強力達到最大值的最佳捻度，當捻度大于最佳值時，在產品需求捻度范圍內應盡量減小捻度，以減少簾線強力損失。

2.3.3 加捻速度

由表3中1#—3#試樣和相關分析結果可知，加捻速度對簾線強力影響較大，在表3基礎上進行加捻速度試驗，結果如圖4所示。

圖4 簾線強力與加捻速度的關系曲線

從圖4可以看出，加捻速度越高，簾線強力損失越大，在生產中應綜合考慮產能與簾線強力，在簾線強力允許范圍內可適當提高加捻速度。

3 結論

（1）錦綸66簾線強力損失主要發生在捻線工序，織布和浸膠工序基本無強力損失。

（2）原絲強力、線密度、簾線捻度、加捻速度、外紗張力和加捻機型均對簾線強力有一定的影響，其中原絲強力、線密度、簾線捻度和加捻速度對簾線強力影響顯著，外紗張力和加捻機型的影響相對較小。

（3）捻度直接影響簾線強力，在產品需求捻度范圍內應盡量減小捻度，以減少簾線強力損失。

（4）針對不同機型選擇合適的加捻工藝、在產能允許的條件下降低加捻速度以及選擇合適的外紗張力有利于降低簾線強力損失。