解决并条胶辊带花的实践

路红星 ，俞章明

(1.河南省辉纺纺织有限公司，河南 辉县 453600；2.无锡德润杰胶业有限公司，江苏 无锡 214174)

并条胶辊运转带花主要原因有胶辊静电、磨纹或生条短绒多等。本文所指短绒为长度短、长阔比小的纤维，也包括在牵伸方向长度分布不足的纤维、即梳理度不足的纤维。并条机通过清洁系统排出短绒，当其上清洁装置任务较重时通常认为胶辊带花。

1 并条胶辊带花原因

1.1 静电集聚

两种不同的物质接触再分离即会产生静电。并条胶辊与配对摩擦件在运转过程中发生摩擦，可视为一个持续反复的接触分离过程[1]，产生的电荷若不能及时导出、逸散则在胶辊上集聚，导致胶辊吸附纤维。

1.2 纹路带花

1.2.1 磨纹嵌入

在纺纱过程中,磨砺胶辊时在其表面留下的磨纹，因受力扩张、弥合易使纤维(粘胶纤维剖面呈锯齿形)嵌入磨纹中，这是磨纹带花的原因。磨砺胶辊过程中的磨削量、胶辊磨耗与磨光程度负相关，且磨耗与胶辊硬度有关，而磨纹状态可以通过调整磨砺工艺进行改善。并条胶辊的硬度一般较高，为使其适合纺纱，当回磨胶辊时的磨削量达到要求后，还要增加往复磨砺的次数，即由磨削转变为磨光，直至表面粗糙度达到要求。

1.2.2 涂层裂纹夹持

覆盖性的复合涂料涂层较厚、塑性较好而弹性较差，使用中胶辊被持续反复地压缩、回弹，致使涂料涂层产生裂纹，甚至导致胶辊出现裂纹、裂纹夹持纤维，故应尽量不使用覆盖性涂料。

无色涂料的涂层较薄，经过轻微处理的胶辊表面甚至不能被其完全覆盖[2]，使用时不会出现危害性的裂纹。

1.3 毛刺挂带

胶辊表面的毛刺，通常在上涂料时形成。复合涂料形成的毛刺手感明显，可以使用金相砂纸消除。无色涂料使用不当也会形成毛刺，甚至会在覆盖磨砺纹路的同时形成新的纹路。为此，胶辊涂无色涂料时，应在涂料流平作用消失前完成，同时应避免涂料在胶辊下方聚集，且选择先进的涂敷工艺较经验更重要。

1.4 其他因素

温湿度不当也导致胶辊带花，原因是胶辊(或纤维)表面有液态水，或因胶辊静电逸散环境被破坏。胶辊表面摩擦因数对纤维的牵引力是形成钳口握持力的因素之一，只能优化、不能完全消除。控制力是形成牵伸力的因素之一，也是使纤维不脱离须条的保障，纤维在牵伸方向伸展时与胶辊表面接触较少、牵引力较小，纤维在牵伸方向卷曲或其长度较小时的控制力也较小；当牵引力大于控制力时，即会发生胶辊带花。

2 并条胶辊的特殊要求

并条机通常并合不少于6根的生条或半熟条，为提高混合效果、消除纤维弯钩，并条机后区牵伸倍数通常为1.2～1.8，使进入主牵伸区的须条充分展开、并条胶辊与纤维的接触宽度更大。并条胶辊自身重、加压大且握持弧长，与纤维的接触长度大、摩擦面积大，因此抗静电能力要求更高[3]。

在主体材料相同、摩擦程度也相同的情况下，胶辊产生的静电量也近乎相同，而在胶辊上集聚的电荷量最终取决于电荷的导出、逸散效果。在前期并条胶辊选型时，就应该特别注重其抗静电性能，以避免在后期再采取利弊共存的弥补措施。

3 石墨烯并条胶辊的优势及应用

3.1 应用优势

石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型蜂巢晶格的二维碳纳米材料。石墨烯具有优良的导电性能，其应用有利于改善胶辊的电学性能；石墨烯又是已知强度最高的材料之一，还具有很好的韧性，有利于改善胶辊的力学性能。

石墨烯在胶辊上的应用，有很大的技术壁垒。笔者公司与山东大学联合攻关，采取液相添加技术以确保石墨烯材料在胶料中的分散度，实测其石墨烯并条胶辊产品邵尔A硬度为85度，出厂前已精磨以支持直接使用，且其成纱条干优于传统胶辊、抗静电效果极佳，几乎不见绒带花。

石墨烯并条胶辊的保养与维护，应充分考虑发挥其自身特点。

以下情况建议用无色涂料微处理胶辊：

——纺粘胶或混纺品种，且对胶辊表面有特殊要求的；

——使用厂磨砺条件受限，使磨砺后胶辊表面粗糙度Ra值达不到要求的。

通过石墨烯改善胶辊的抗静电性能和力学性能，是大胆且有益的科学尝试，且应遵循科学认知和实践。纺纱厂要探索完善石墨烯胶辊的维护保养方法，以避免涂料或纤维助剂完全覆盖胶辊表面而无法充分发挥石墨烯胶辊的优良性能；纺橡厂应在保障石墨烯胶辊产品质量的同时，使产品外观更精致、性能更优良。

3.2 应用石墨烯的思考

石墨烯的物理性能是肯定的,但要在胶辊产品上发挥石墨烯的抗静电性能，应在注重性价比的基础上确保石墨烯的品质、含量及其在胶体中的分散度。

只有梁闰生佯佯不睬，装作没注意她这两年胸部越来越高。演过不止一回的一小场戏，一出现在眼前立刻被她赶走了。

改善纱线条干水平属于牵伸工艺技术，如将握持弧加长、根据胶辊硬度科学调整压力，而与胶辊中添加石墨烯材料并无必然联系。

石墨烯涂层兼具优良的耐磨性能和抗静电性能，若能取代纺织涂料或与之有机结合则是把石墨烯用在了纺纱胶辊最关键的地方，而且会因为石墨烯用量的减少而降低成本。

3.3 借助石墨烯并条胶辊诊断带花原因

通常并条胶辊带花的原因较复杂，若因静电导致带花，可通过胶辊的优化选型、表面处理予以解决；而起因并非源于本工序的带花，即是在之前工序就已形成的带花，通过优化并条胶辊难以解决；并条胶辊一旦出现严重的带花，纺纱厂应快速反应找到症结。表面处理良好、抗静电性能优异的石墨烯并条胶辊可以作为试验时的参照，以便确立解决问题的方向，作为对照标准的石墨烯并条胶辊数量可以为1台，也可以为1眼。若表面处理良好的石墨烯并条胶辊不能解决胶辊带花问题时，则基本可以排除胶辊因素，宜结合本文第4和第5章所述观点以追根溯源、解决问题。如梳理工艺不合理使半制品中存在大量短纤和纤维性粉末，以至造成有胶辊工序全线全面带花问题，若不排查、追根溯源，问题就得不到解决。

4 提升并条机用器材的维护保养水平

4.1上、下清洁装置运行应平稳可靠。上清洁装置的绒带应紧贴胶辊，能将胶辊表面粘附的棉结、棉杂及时清理，避免出现滚雪球效应。下清洁装置的关键器材多为清洁胶圈设置，也应与罗拉贴服。

4.2应科学选配、精心保养集束器、喇叭口。选配集束器时应充分考虑棉条进入集束器的角度，这对于无导向胶辊的并条机尤为重要。当棉条行进方向与集束器入角上沿夹角过大时，或集束器上沿有毛刺、缺失时，快速行进的纤维与其碰撞后折回并跟随气流上升、被上清洁装置捕获后形成绒带花，这很容易与胶辊带花混淆。建议用无问题节或机台对调胶辊的方法进行甄别。喇叭口选配既要保证成条紧实，还要保证须条行进阻力不至于过大；喇叭口的保养主要是为了光洁和清洁。

5 在更高层面统筹解决问题

并条胶辊出现带花问题，既有并条胶辊自身引带力过大的问题，又有纤维受到的控制力小的问题。控制力小的纤维往往是短绒或棉结，这是梳理不合理的遗留问题；当梳理工艺不合理时导致半制品中存在大量短纤和纤维性粉末，造成有胶辊工序全线全面带花；梳理工艺试验和梳棉机单唛试纺表明，梳理工艺和梳棉机状况对后道工序及成纱质量的影响明显。提高对梳理的科学认知[4]，是在更高层面解决胶辊带花问题的前提。

梳理工序应尽量少产生短绒，即要求梳理应柔顺。柔顺梳理的要求主要针对握持梳理和纤维转移，握持梳理应减小对纤维的打击力度，纤维转移应减小纤维的加速度，以避免纤维扭曲或被拉断。为了分解棉结、使纤维更加伸展，纤维必须得到充分有效地梳理。

C=Kc×Nc×nc×L×r/(P×NB)

式中：

Kc——系数(0.376 9)；

Nc——锡林针布齿密/[齿·(25.4 mm)-2]；

nc——锡林转速/(r·min-1)；

L——纤维长度/mm；

r——转移率/%；

P——梳棉机产量/[kg·(台·h)-1]；

NB——纤维号数/tex。

NB和L与配棉品质有关，Nc为锡林金属针布齿密，提高锡林转速nc对提高纤维的梳理程度是有益的；但是通过提高锡林转速来提高纤维梳理度的可行性应放在设备提供的可能性里讨论。

目前，单刺辊梳棉机在纺纱厂的应用中占比很高，如果通过提高该梳棉机锡林转速以提高纤维梳理度，则会出现两种情况：为避免增加对喂入筵棉的打击而更换较大的刺辊皮带轮，保持刺辊原有转速，将会增大锡林与刺辊间的速度差、纤维在转移时受力增大、加速度增大、纤维拉断或扭曲的概率增加；另一种情况是为保持锡林、刺辊转速比不变，使刺辊和锡林转速都增大；这两种情况都会导致短绒增加。

梳理工序必须兼顾减少纤维损伤和提高纤维梳理度，在梳棉机维护水平确定的情况下，为提高纤维梳理度应先提高锡林金属针布齿密或增加梳理点，即使用新型固定盖板或对梳棉机进行双盖板改造。

6 结语

6.1并条工序是纺纱生产工艺中决定纺纱质量的前沿关口，应充分重视。

6.2并条胶辊带花是有害的，研究胶辊带花问题的原因，科学选型、优化处理纺纱器材是解决带花问题有效措施；石墨烯胶辊具有优良的抗静电性能和耐磨性能，符合科学选型的要求，是优化的方向。

6.3应用表面处理良好的石墨烯胶辊，可为查找胶辊带花原因指明方向。

6.4提高梳理水平、降低半制品中短绒含量是减少并条胶辊带花的工艺基础。