技术 | 胶辊胶圈选型的探讨

近年来，纺织技术创新、设备智能升级不断加速，纺织行业新材料、新工艺、新产品不断涌现。 纺织工业技术进步主要呈现纱线平均支数、纺纱设备运转速度、纱线质量指标持续提升，值紧密纺纱、新型纱线（涡流纺、气流纺纱、花式纱等）、功能性纱线的占比不断提高的特点。 纺织器材作为影响产品质量的关键要素，必须适应纺纱技术进步带来的更高要求。 纺纱器材本身的技术创新以及合理选用，对纺纱企业提高产品质量、生产效率、降低消耗都具有至关重要的作用。

一、胶辊

1.1 并条胶辊

并条牵伸区内控制的纤维根数较多，在同等时间内纤维与胶辊摩擦产生的电荷也多，而并条牵伸区内的纤维之间抱合力很小，从而容易引起纤维缠绕胶辊的现象。

目前，国内大部分厂家的并条车速只能开450m/min以下的车速，难以满足高速、高效的生产要求。影响并条出条速度的主要原因，在大部分企业中是由于胶辊抗绕性不足，也有一部分企业是因为原料处理不当。解决胶辊的抗绕性，要从配方和使用角度出发，基本上有两点：一是从源头上减少静电，二是将电荷快速释放出去。目前国内外的并条胶辊基本上都需要进行表面处理，以降低胶辊的摩擦系数、提高导电性能，当涂料层磨损后，胶辊需要重新磨砺和进行表面处理。为了更为彻底的解决纤维缠绕现象，满足高速纺纱要求，并条胶辊的选用很关键。并条选用胶辊的要求包括：

（1）硬度高、变形恢复性好。在同等压力的情况下，胶辊硬度越高变形量越小，纤维与胶辊的接触面越小，摩擦产生的静电也越少。高硬度胶辊具备上浓涂料的条件（软胶辊在涂料过浓时会出现龟裂夹纤维的现象），能够从源头上减少静电的产生。高硬度带来的另一个好处是产生的热量比较少，能够很好地保持胶辊的强度（胶辊的强度及其与铁心的粘合力随着温度的升高而下降），防止胶辊脱壳。很多企业担心使用高硬度胶辊会影响条干，所以要选择弹性恢复比较快的胶辊，也就免处理胶辊。从使用成本上来说性价比也高。

（2）胶辊的导电性好、吸附涂料的能力强。目前对胶辊进行表面处理是解决其抗绕性的有效手段，表面涂层的耐用性非常关键，因此胶辊吸收涂料的能力直接影响其使用寿命和出条速度，以及绒布积花量的多少。橡胶是不良导体，可以通过添加抗静电材料降低胶辊表面电阻值，以达到快速将电荷导出的效果。目前普通胶辊的体积电阻率在1012Ω·m以上，免处理胶辊的体积电阻率在108-109Ω·m之间。所有的胶辊制造企业都要添加抗静电剂来降低橡胶的体积电阻率，但是传统的抗静电剂一般以液体居多，添加越多胶辊的硬度和强度越低，很难在高硬度胶辊中大量使用，所以大部分并条胶辊的体积电阻率在109Ω·m以上，生产中产生的大量电荷很难快速转移。为开发导电性较好的并条胶辊，必须摈弃传统的抗静电剂，采用能够在高硬度橡胶制品中添加的新型材料。

D85石墨烯并条胶辊采用石墨烯为抗静电材料，解决了传统液体抗静电剂在中高硬度胶辊中使用量的局限性，而且石墨烯添加比例越大胶辊硬度越高，导电性能越好，适合并条胶辊在生产化纤、麻、色纺等对抗静电要求高的纤维时使用，D85胶辊的体积电阻率在104-105Ω·m之间，能够满足高效、高产能的生产模式，如在D81并条机上生产色纺纱，车速可以开到560m/min。为提高成纱质量，也可以选择硬度较低的胶辊，一般推荐并条胶辊最低硬度不低于73度、精梳分离胶辊不低于65度的免处理胶辊，选择胶辊的总体原则是出条速度越高、胶辊硬度越大。

1.2 细纱胶辊

相对于并条胶辊而言，细纱胶辊的选用比较复杂，由于设备、原料、工艺、管理、质量理念各不相同，对胶辊的主要性能要求也不一样。胶辊制造企业和纺纱企业都希望能够有一款抗静电好、耐磨性好、适应不同纤维、不同支数，且成纱成纱质量好的胶辊，但实际很难做到。

1.2.1 纯棉品种胶辊的选用

生产21支以上的纯棉品种，一般建议选用硬度在63-68度之间的胶辊，生产21支以下的纯棉品种，建议选用70-76度之间的胶辊。胶辊表面以不处理或微处理为好，胶辊表面磨砺的粗糙度在0.6-0.8之间为宜，生产60支及以上的品种时，适当的表面光照处理或者浓度比较低的涂料处理，能够减少胶辊的“走熟期”。生产40支以下的纯棉品种，胶辊表面光照时间要适当加长，涂料比例适当加浓。细纱胶辊硬度的选择原则是：支数越高胶辊的硬度越低；表面处理的原则是支数越高，光照时间越短、涂料浓度越低；胶辊硬度越高、涂料的浓度越高（一般胶辊硬度越高、导电性越差）。

1.2.2色纺品种胶辊的选用

生产色纺纱时，受染料、油剂的影响纤维容易缠绕胶辊，因此很多企业把抗绕性作为判断胶辊好坏的第一要素，从成纱质量上来说，遵循胶辊硬度越低、条干越好的规律，一般选择硬度在65-73度之间、吸收涂料能力强、染料不宜渗透的胶辊，再辅以合理的表面处理方式，涂料比例根据车间环境情况而定，胶辊磨砺的粗糙度也在0.6-0.8之间为宜。

1.2.3 混纺、粘胶、氨纶包芯纱等品种胶辊的选用

目前，生产多组分混纺品种的企业越来越多，胶辊的适应性成为纺织企业重点考量的因素，既要满足纺纱质量要求，又要追求车间生活好做。企业常遇到的问题是原料油剂含量高，胶辊经常出现溶胀现象，胶辊拉伤、损坏较多，严重影响产品的质量稳定性，挡车工交接班时要检查胶辊的运行状态，影响工作效率。

866MDK高强度胶辊、抗溶胀胶辊通过调整胶料配方，与同等硬度的普通胶辊相比，强度可以提高一倍，耐磨性也相应提高，配方中添加了疏油高分子材料，在正常的回磨周期内，即使原料油剂含量比较多，也不会出现溶胀现象，几乎可以杜绝胶辊拉伤起槽的现象。

在生产粘胶及差别化品种时，涂料及光照处理不仅提高了胶辊的抗绕性，而且成纱质量也可以得到明显改善。因原料、工艺、车间温湿度环境不同，选取涂料浓度和光照时间范围比较大，各纺纱企业必须根据自身情况，多做试验、调试不同的涂料配比，选取适合的表面处理方式。适当的表面处理对成纱质量（R60SAA）的影响见表1。

1.2.4 涡流纺品种胶辊的选用

涡流纺工艺流程短、产量高，国内保有量大约在2000台左右，相当于环锭纺500万锭左右的产能，且占比逐年在增加。由于纺纱速度快，涡流纺对胶辊的要求更加苛刻，对回弹性、耐磨性、散热性、耐老化性的要求更高，一般使用硬度在75-85度之间的胶辊，使用周期根据纺纱支数和原料品种而定，一般在10-60天之间。胶辊磨砺后，表面粗糙度要求在0.7-0.9之间为宜，目前主要以光照处理为主，时间3-20分钟不等。在运转过程中，胶辊表面温度一般维持在60-65℃之间，聚氨酯胶辊不适宜在涡流纺上使用（聚氨酯材料不耐热）。V75胶辊在配方中添加了金属氧化物，提高了导热效果，在生产粘胶、涤棉或者32支以上品种时优势明显。生产纯化纤及32支以下的品种，应使用硬度在80度以上的胶辊，以延长胶辊的使用周期。由于纺纱速度快，不建议选用硬度在85度以上的胶辊，以防止因胶辊硬度太高而产生明显的震动现象。

聚氨酯胶辊具有耐磨性能卓越，适用于气流纺、紧密纺等纱线品种。在同等硬度情况下，聚氨酯胶辊比丁腈橡胶的强度高、弹性好，因此适当减轻摇架压力也能对纤维保持较高的握持能力，为节电提供了有利条件。

目前聚氨酯胶辊使用技术还处在探索阶段，国内批量使用聚氨酯胶辊的企业不多，细纱用聚氨酯胶辊的保有量大概在100万锭左右，在使用过程中，有些企业存在损伤较多的问题，在差别化、纯涤等品种上，耐油性有待解决。近年来，聚氨酯在气流纺上应用的比例较高，完全可以取代丁晴胶辊。

JA65A聚氨酯胶辊也具备丁晴胶辊干、滑、爽、燥的特点，可以采用与丁晴胶辊一样加工方式，但要注意提高砂轮修整的频率，在磨砺胶辊的过程中，胶辊和砂轮的摩擦温度能达到150度，相对于丁晴胶辊而言，聚氨酯胶辊在遇到高温时容易产生熔融现象，橡胶屑更容易糊砂轮，导致磨砺后的胶辊表面粗糙度不达标，所以修整砂轮的周期要缩短，建议磨砺2000套左右的胶辊修整一次砂轮。在使用聚氨酯胶辊时，要注意胶辊表面的磨砺光洁度，表面要进行处理，适当降低摇架压力，可比丁晴橡胶降低5公斤／双锭。使用聚氨酯胶辊生产纯棉精梳40支的成纱质量指标见表2。

二、胶圈

2.1粗纱胶圈的选用

对粗纱胶圈的要求，大部分纺纱企业把抗绕性放在首位，另外要求胶圈内径尺寸准确。过紧的配合容易导致粗纱胶圈早期开裂，粗纱胶圈的报废原因，大部分纺纱企业不是中凹而是开裂。在使用过程中，粗纱胶圈的曲绕半径小，建议选择较软型号的粗纱胶圈，以增加胶圈的使用寿命。

2.2细纱胶圈的选用

相对于胶辊而言，细纱胶圈对成纱质量影响较小，大部分纺纱企业主要关注的是胶圈使用寿命。但是随着纺纱工艺的革新，以“重定量、大牵伸”为主要特点的优势纺纱工艺越来越多地被纺纱企业所认同和采用，原有配方胶圈的弊端也慢慢现现，最近几年细纱出现夹胶圈、胶圈内层磨损、后区粗纱打弯、罗拉扭震的现象越来越多。控制胶圈内、外层合理的摩擦系数、增加上下胶圈以及下胶圈与罗拉运转的同步性，成为解决上述问题的关键。传统的胶圈主要材料是橡胶和PVC共混体，添加抗静电、补强、防老化等材料，增加同步性，从配方角度出发，解决上述问题最直接的方法是选用相对软一点的胶圈，但是软一些的胶圈使用寿命也会缩短。

传统的胶圈主要靠酸处理来调节胶圈内外层的摩擦系数，很难做到所有胶圈摩擦系数的一致性。在优势工艺条件下，胶圈内层与罗拉摩擦力大，容易引起内层磨损、起毛，增加了胶圈的运转阻力，导致罗拉扭震，对成纱质量带来不利影响。

2015A胶圈采用橡胶和尼龙共混作为主体材料，相对于PVC材料而言，尼龙在耐寒性、抗曲绕、耐磨、耐啃伤等方面均有优势，同时尼龙材料的摩擦系数相对较低，胶圈内、外层摩擦系数可以通过尼龙的比例来调节。2015A胶圈具有自润滑的特性，配方中添加了弹性体材料，吸振效果明显，从胶圈的角度有效解决了罗拉扭振现象。

三、结论

当前市场对纺织品的质量要求越来越高，因此胶辊胶圈的技术创新也要适应当前技术进步的要求，从解决生产过程中的实际问题出发，提高胶辊胶圈的使用性能，为纺纱企业技术创新和提升产品质量奠定基础。

作者：李少周 无锡兰翔胶业有限公司

编辑：中国纱线网新媒体团队

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