國(guó)產(chǎn)膠輥膠圈技術(shù)的發(fā)展

紡織機(jī)械是用于紡織機(jī)的一項(xiàng)重要設(shè)備，對(duì)織機(jī)的質(zhì)量有重要影響。我國(guó)加入WTO后,紡織工業(yè)將面臨著新的發(fā)展機(jī)遇,紡紗膠輥膠圈不但要適應(yīng)紡紗技術(shù)發(fā)展的需要,而且要迎接國(guó)際先進(jìn)產(chǎn)品更為激烈的競(jìng)爭(zhēng)和挑戰(zhàn)。我國(guó)紡紗膠輥膠圈技術(shù),必須把握正確的發(fā)展方向,才能適應(yīng)新的形勢(shì)。1膠輥的應(yīng)用技術(shù)特點(diǎn)20世紀(jì)50年代中期,無(wú)錫市第二橡膠廠在國(guó)內(nèi)首創(chuàng)用合成橡膠替代皮革制成紡紗膠輥膠圈,以其比皮革輥、圈優(yōu)越的性能,很快在紡織廠全面推廣,并由此而形成了中國(guó)的紡織橡膠器材行業(yè)。四十多年來(lái),我國(guó)紡紗膠輥膠圈技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了紡織技術(shù)和紡織機(jī)械的發(fā)展,在吸收消化國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上,在制造廠和紡織廠的共同努力下,取得了長(zhǎng)足的發(fā)展,基本上能滿足我國(guó)紡織工業(yè)的需要。紡紗膠輥在制造技術(shù)方面大體上有三個(gè)發(fā)展階段,或者說(shuō)有三個(gè)產(chǎn)品時(shí)代。第一代產(chǎn)品為明膠補(bǔ)強(qiáng)體系,其特點(diǎn)是吸放濕性能好,具有較好的彈性,溫濕度適應(yīng)性強(qiáng),但是硬度、彈性的穩(wěn)定性差,衰變快,制造過(guò)程中有較長(zhǎng)的回性期。目前國(guó)內(nèi)絕大部分膠輥品種屬于這一代。第二代產(chǎn)品是在1987年誕生的非明膠補(bǔ)強(qiáng)體系。其特點(diǎn)是壓縮變形小,回彈性好,硬度和彈性穩(wěn)定,涂料吸附滲透性強(qiáng),具有特殊的磨擦表面,握持性能好,制造中無(wú)回性期。一般情況下,第一、第二代產(chǎn)品在使用前需要進(jìn)行表面處理。第三代產(chǎn)品使用新型的高分子材料為主體,具有優(yōu)異的抗靜電性、脫脂性、較好的吸放濕性和抗水溶性以及機(jī)械滑爽性。其特點(diǎn)是無(wú)需作任何表面處理即可紡紗。紡紗膠輥從形態(tài)結(jié)構(gòu)上看,從單一的單層膠輥發(fā)展到雙層膠輥、鋁襯套膠輥,而且雙層膠輥和鋁襯套膠輥的比重越來(lái)越大。在應(yīng)用技術(shù)方面有三個(gè)進(jìn)程,膠輥誕生后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)硬度高,在邵爾A80度以上,彈性較差,使用中必須重加壓,表面處理用生漆或涂料。到1984年出現(xiàn)了低硬度膠輥,俗稱軟彈性膠輥,一般為邵爾A70度左右,彈性較好,適用輕加壓,表面用涂料或紫外線光照處理。近幾年出現(xiàn)的不處理膠輥,表面不用任何涂料或光照處理,精磨后可直接上車紡紗。膠輥應(yīng)用技術(shù)的三個(gè)進(jìn)程與制造技術(shù)的三個(gè)階段有所吻合,但也有區(qū)別。應(yīng)用技術(shù)的第二個(gè)過(guò)程的某些方面涵蓋了第一代的部分產(chǎn)品和第二代、第三代的產(chǎn)品。紡紗膠圈仍然是橡塑并用體系,表面酸處理技術(shù)。雖然在制造技術(shù)和形態(tài)上有所進(jìn)步,如三位一體技術(shù)、內(nèi)花紋及內(nèi)外花紋結(jié)構(gòu)等,但是與紡紗膠輥相比,并沒(méi)有在技術(shù)上有真實(shí)意義的突破,沒(méi)有在技術(shù)內(nèi)涵上形成真正的新一代產(chǎn)品。2第三代紡紗膠輥的應(yīng)用現(xiàn)狀目前,我國(guó)約有40家企業(yè)生產(chǎn)近200個(gè)型號(hào)的膠輥,大約有150個(gè)型號(hào)的膠圈,基本上覆蓋了國(guó)內(nèi)各種紡紗機(jī)械的需要。紡紗膠輥硬度從邵爾A62度～邵爾A90度比較齊全。從應(yīng)用角度觀察,我國(guó)地域廣闊,各地紡織企業(yè)技術(shù)水平不一,管理水平有高有低,產(chǎn)品品質(zhì)要求不同以及觀念上的差異,形成了三代紡紗膠輥同時(shí)在應(yīng)用的局面。近幾年在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的推動(dòng)下,膠輥膠圈應(yīng)用的現(xiàn)狀也有較大的變化,單層膠輥的比重每年以8%的幅度下降,現(xiàn)在約占55%,雙層膠輥與鋁襯套膠輥已分別上升到40%和5%。邵爾A80度以下的中低硬度膠輥(不包括邵爾A80度)的使用比例已從1/5上升到1/3。不處理膠輥發(fā)展尤為迅速,使用量已達(dá)到10%左右,新型紡紗膠圈的應(yīng)用比重也在不斷上升。這對(duì)我國(guó)紗線品質(zhì)的提高起到了促進(jìn)作用。但是,我國(guó)紡紗膠輥膠圈的總體技術(shù)水平不高,全國(guó)幾百個(gè)型號(hào)中,絕大部分是在原有的幾個(gè)配方體系上的衍生品,甚至僅僅是改名產(chǎn)品,僅有少數(shù)型號(hào)產(chǎn)品的材料、配方和工藝有創(chuàng)新和突破,技術(shù)水平接近國(guó)際先進(jìn)水平。我國(guó)膠輥膠圈在適應(yīng)紡織技術(shù)發(fā)展的需要方面與國(guó)際先進(jìn)水平相比,其差距突出反映在以下幾個(gè)方面。2.1號(hào)不多的也有七、八型號(hào)生產(chǎn)型號(hào)多也客觀上反映了這個(gè)問(wèn)題。有的制造廠品種多達(dá)二十多個(gè)型號(hào),少的也有七、八個(gè)型號(hào)。紡織廠使用中要備有五、六個(gè)甚至八、九個(gè)型號(hào)的膠輥(膠圈的情況要好一點(diǎn)),這樣紡紗品種翻改,膠輥膠圈就換型號(hào),這對(duì)紡織廠的應(yīng)用管理和制造廠的生產(chǎn)管理都帶來(lái)很大的麻煩。2.2硬度與彈性變化一是產(chǎn)品技術(shù)設(shè)計(jì)因素造成主要使用性能不穩(wěn)定,突出表現(xiàn)在硬度、彈性衰變快,衰變量大。如膠輥一般使用6個(gè)月后硬度上升邵爾A2度～邵爾A4度,嚴(yán)重的高達(dá)邵爾A5度～邵爾A8度,彈性下降20%～40%,而國(guó)際先進(jìn)產(chǎn)品使用3年后,硬度僅上升邵爾A2度～邵爾A3度,彈性僅下降10%。二是制造工藝和質(zhì)量管理問(wèn)題造成國(guó)產(chǎn)膠輥膠圈批與批之間質(zhì)量不穩(wěn)定,紡織廠產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題常有發(fā)生。2.3壽命：4年左右國(guó)產(chǎn)膠輥一般回磨周期4個(gè)月,使用壽命2年左右。國(guó)外產(chǎn)品回磨周期達(dá)1年以上,使用壽命4年左右。國(guó)產(chǎn)膠圈每3個(gè)月要清洗一次,使用壽命僅6個(gè)月～9個(gè)月,粗紗膠圈使用壽命更短,僅1個(gè)月～3個(gè)月。而國(guó)外膠圈可以不停車連續(xù)紡紗,使用壽命達(dá)2年左右。國(guó)產(chǎn)膠輥只有個(gè)別品種使用壽命3年～4年,個(gè)別膠圈品種可連續(xù)紡紗1.5年。2.4接觸有害物質(zhì)紡織廠在應(yīng)用中膠輥一般要經(jīng)過(guò)7道～8道工序,膠圈每3個(gè)月要洗換和處理,不僅費(fèi)工費(fèi)時(shí),還要接觸涂料、酸液等有害物質(zhì),并且因?yàn)榧庸すば蛟蕉?影響使用效果的人為因素越多,應(yīng)用質(zhì)量不穩(wěn)定性增大,提高了管理成本。相比之下,國(guó)外紡織企業(yè)對(duì)膠輥膠圈的應(yīng)用管理極為簡(jiǎn)便而省工,一般不專設(shè)皮輥間,4萬(wàn)紗錠的工廠,僅有兼職的膠輥磨套工1人～2人。2.5粗紗錠、噴紡膠輥缺乏新型紡紗機(jī)械所需的國(guó)產(chǎn)膠輥膠圈產(chǎn)品,技術(shù)發(fā)展滯后。如:并條輸出速度超過(guò)600m/min的并條膠輥,精梳速度超過(guò)300鉗次/min的分離膠輥,粗紗錠速超過(guò)1000r/min的膠輥膠圈,高速噴氣紡膠輥等等。如果膠輥膠圈技術(shù)停留在基本能滿足目前需要的現(xiàn)狀上,那么將會(huì)進(jìn)一步拉大與國(guó)際先進(jìn)水平的差距,拉大與我國(guó)紡織新發(fā)展需要的差距,從而更加降低與國(guó)際著名廠商競(jìng)爭(zhēng)的能力,降低我國(guó)紡織橡膠器材行業(yè)發(fā)展的能力,這是一個(gè)迫切需要解決的重大問(wèn)題。3提高面料競(jìng)爭(zhēng)力應(yīng)采取的主要措施,走以質(zhì)促量、新工藝、新機(jī)械、新技術(shù)我國(guó)即將加入WTO,我國(guó)紡織工業(yè)新發(fā)展已經(jīng)啟動(dòng)。與以往相比,這一輪發(fā)展有著明顯的特點(diǎn):首先,是以紡織面料為突破口,用5年左右時(shí)間提高面料競(jìng)爭(zhēng)力,使出口服裝面料自給率提高到80%以上。下游產(chǎn)品技術(shù)和質(zhì)量水平的大幅度提高,對(duì)上游產(chǎn)品提出更高的要求。其次,是以技術(shù)創(chuàng)新為主動(dòng)力,大量采用新技術(shù)、新工藝、新機(jī)械,堅(jiān)決拋棄低水平重復(fù)和簡(jiǎn)單數(shù)量增長(zhǎng)的落后形式,走以質(zhì)促量的技術(shù)道路。這要求我國(guó)紡織工業(yè)中各個(gè)行業(yè)整體提高,不僅僅是印染后整理和織造,紡紗以及相關(guān)器材的水平也必然要提高。對(duì)于膠輥膠圈,其性能應(yīng)適應(yīng)以下變化。(1)烏斯特97及烏斯特97未來(lái)生產(chǎn)指標(biāo)特點(diǎn)精梳紗、細(xì)號(hào)紗、無(wú)結(jié)頭紗的比例將逐年提高;對(duì)紗的品質(zhì)指標(biāo)要求更嚴(yán),烏斯特97公報(bào)將全面取代烏斯特89公報(bào);各類指標(biāo)考查將從平均值變?yōu)樽畹椭祷?更加注重指標(biāo)的錠間差和批間差等。(2)高速紡紗機(jī)械將被更多地使用提速增產(chǎn)從而提高效率、降低成本是世界紡織機(jī)械技術(shù)發(fā)展的潮流。根據(jù)宏觀經(jīng)濟(jì)需要,國(guó)家對(duì)紡織工業(yè)將繼續(xù)實(shí)施壓錠控錠,同時(shí)進(jìn)行技術(shù)改造的政策,新型高速紡紗機(jī)械將會(huì)被更多地使用。部分紡紗機(jī)械的速度水平見(jiàn)表1。目前,紡織企業(yè)大都是80年代的國(guó)產(chǎn)設(shè)備,為一般水平,少數(shù)是國(guó)際先進(jìn)水平,今后5年將會(huì)以更高的速度發(fā)展使用國(guó)際先進(jìn)水平的紡紗機(jī)械。(3)棉、滌等雙組分纖維混紡根據(jù)紡織面料的要求,紡紗纖維品種從傳統(tǒng)的棉、滌擴(kuò)大到毛、絲、麻、粘膠、TENCEL、合纖等,有兩種以上纖維不同配比的混紡。同時(shí),紡紗企業(yè)生產(chǎn)品種翻改頻率急劇上升。(4)技術(shù)新要求對(duì)比這是企業(yè)參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的必備條件;是企業(yè)深化改革的重要內(nèi)容;勞動(dòng)生產(chǎn)率的高低更是企業(yè)技術(shù)水平優(yōu)劣的標(biāo)志之一。我國(guó)紡織企業(yè)萬(wàn)錠用人,一般為300人,先進(jìn)企業(yè)已達(dá)到150人左右,今后完全有可能縮減到100人以內(nèi)。這樣紡織企業(yè)的管理人員、主要工種和輔助工種均要大幅削減。皮輥間工人和車間對(duì)膠輥膠圈管理用工必然要減少。在這樣的形勢(shì)下,紡織企業(yè)對(duì)膠輥膠圈有什么技術(shù)新要求?針對(duì)這個(gè)問(wèn)題,我們從“優(yōu)質(zhì)耐用,可靠性強(qiáng),適紡性好,省工方便”四個(gè)方面的18項(xiàng)內(nèi)容,對(duì)70多家紡織企業(yè)進(jìn)行了調(diào)研,結(jié)果見(jiàn)表2。從表2可以看出,18項(xiàng)指標(biāo)受到紡織企業(yè)的非常關(guān)注,重要指數(shù)達(dá)90.5。其中涉及到成紗質(zhì)量有關(guān)指標(biāo)的重要性達(dá)96.5,其次為使用壽命方面,達(dá)86.2,第三是省工方便,為77.0。這說(shuō)明紡織企業(yè)對(duì)膠輥膠圈成紗質(zhì)量影響程度最為關(guān)心,使用壽命也提到了非常重要的位置,省工方便亦受到相當(dāng)關(guān)注。在與膠輥膠圈成紗質(zhì)量有關(guān)的指數(shù)中,可靠性的綜合重要指數(shù)最高為97.9,第二是優(yōu)質(zhì)方面為96.6,第三是適紡性為94.3。這從一個(gè)側(cè)面可以看出目前我國(guó)膠輥膠圈技術(shù)設(shè)計(jì)水平和制造質(zhì)量存在不足,與紡織企業(yè)的要求還有較大差距。在可靠性強(qiáng)的各項(xiàng)指標(biāo)中,硬度和彈性衰退問(wèn)題的重要指數(shù)都達(dá)到了100,但是彈性穩(wěn)定可靠性的很重要指數(shù)比硬度要高近18個(gè)點(diǎn)。這說(shuō)明膠輥膠圈的彈性是最重要的物理指標(biāo),紡織企業(yè)對(duì)這個(gè)問(wèn)題已有相當(dāng)?shù)恼J(rèn)識(shí),制造質(zhì)量的三個(gè)指標(biāo)中(批間質(zhì)量穩(wěn)定,常見(jiàn)制造質(zhì)量問(wèn)題發(fā)生率低,無(wú)突發(fā)性質(zhì)量問(wèn)題),很重要指數(shù)平均為64.4,是重要指數(shù)的一倍,這說(shuō)明制造質(zhì)量問(wèn)題的影響十分巨大,制造廠必須非常重視這個(gè)問(wèn)題。4膠輥膠圈的物理性能探討膠輥膠圈技術(shù)發(fā)展的方向,必須正確認(rèn)識(shí)和處理好三方面的關(guān)系。一是膠輥膠圈使用性能與紡紗需求的關(guān)系;二是膠輥膠圈使用性能與物理性能的關(guān)系;三是產(chǎn)品技術(shù)水平和質(zhì)量水平的關(guān)系。膠較膠圈的使用性能或者說(shuō)技術(shù)發(fā)展,首先必須符合我國(guó)紡織工業(yè)的需要,這是市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的規(guī)律。其次,技術(shù)研究必須要超前,要瞄準(zhǔn)世界同類技術(shù)和紡織技術(shù)的先進(jìn)水平,這樣產(chǎn)品生命周期才會(huì)長(zhǎng)。否則就談不上創(chuàng)新,也跟不上紡織技術(shù)發(fā)展的需要。膠輥膠圈在制造過(guò)程中,配方中各種化工材料經(jīng)過(guò)工藝作業(yè)的整合,在化學(xué)和機(jī)械的作用下,產(chǎn)生了成品的各種物理性能。在膠輥膠圈使用過(guò)程中,這些物理性能綜合表現(xiàn)為使用性能。每種使用性能由多個(gè)物理性能交叉綜合作用決定,有的物理性能對(duì)某個(gè)使用性能影響大點(diǎn),有的影響小點(diǎn),但是任何一個(gè)物理性能都不能單獨(dú)表現(xiàn)為使用性能。在膠輥膠圈成品物理性能產(chǎn)生過(guò)程中,還有一些膠料的物理指標(biāo),如分散度、門尼粘度、可塑度、收縮率等,這些指標(biāo)通過(guò)配方和工藝設(shè)計(jì)的物理性能指標(biāo)來(lái)實(shí)現(xiàn),即對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量水平起到重要的控制和衡量作用,我們稱之為過(guò)程性狀態(tài)性能。但是這種性能是不能替代成品物理性能的,更不是使用性能。膠輥膠圈使用性能是其成品在使用中的表現(xiàn)能力狀態(tài),物理性能是其成品的物理表現(xiàn)效果狀態(tài),過(guò)程性狀態(tài)性能是其在制造中對(duì)工藝和質(zhì)量表現(xiàn)的控制狀態(tài)。三者有密切的內(nèi)在聯(lián)系,又各司其職,各自的作用不可混淆,更不能肆意擴(kuò)大。產(chǎn)品在使用中表現(xiàn)其技術(shù)水平和質(zhì)量水平,而技術(shù)水平和質(zhì)量水平是兩個(gè)不同的概念。技術(shù)水平是指某個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)(配方、結(jié)構(gòu)、工藝等)中技術(shù)含量的高低,質(zhì)量水平是指某種技術(shù)設(shè)計(jì)水平,在制造過(guò)程中達(dá)到的程度。提高質(zhì)量水平,可以通過(guò)科學(xué)、規(guī)范、嚴(yán)格的管理來(lái)達(dá)到,而提高技術(shù)水平則需要設(shè)計(jì)人員非常復(fù)雜的腦力勞動(dòng)、先進(jìn)科技機(jī)制的保障和一定的物質(zhì)基礎(chǔ)條件才能實(shí)現(xiàn)。相對(duì)來(lái)說(shuō),技術(shù)水平是先天,質(zhì)量水平是后天,一種技術(shù)水平中,有質(zhì)量?jī)?yōu)劣之分,質(zhì)量水平對(duì)技術(shù)水平的表現(xiàn)狀況有至關(guān)重要的影響,但不同技術(shù)水平之間是無(wú)法用質(zhì)量水平來(lái)比較的。膠輥膠圈的綜合使用性能,由握持性能、適紡性能、耐用性能、方便性能、環(huán)保性能等專項(xiàng)使用性能組成,是這些性能的綜合反映。膠輥膠圈成品的主要物理性能是:沖擊彈性、壓縮變形、彈性回復(fù)性、硬度、摩擦因數(shù),摩耗系數(shù)、抗臭氧性、耐氣候性、抗機(jī)械疲勞性、扯斷強(qiáng)力、滑爽性、吸放濕性、抗靜電性、脫脂性、抗油性、抗水溶性等。在這些物理性能交叉綜合的作用下,反映出膠輥膠圈的使用性能。根據(jù)紗線品質(zhì)的先進(jìn)水平、新型機(jī)械、新紡紗工藝、紡織企業(yè)管理的新需求,膠輥膠圈技術(shù)發(fā)展方向必須適應(yīng)紡織工業(yè)高速度、高效率、高技術(shù)含量的發(fā)展趨勢(shì)。要突出解決握持性能良好、穩(wěn)定可靠,確保成紗質(zhì)量穩(wěn)定優(yōu)質(zhì),使用壽命大幅延長(zhǎng),單品種適紡范圍寬,就應(yīng)把握住以下主要的方面。(1)握持性能要更好,以適應(yīng)新型紡機(jī)和先進(jìn)紡紗工藝的要求。握持性能要穩(wěn)定,一是每只膠輥膠圈使用期內(nèi)握持性能衰退速度慢,衰退幅度小;二是只與只之間性能一致性好。成紗質(zhì)量能達(dá)到烏期特97公報(bào)25%以上水平。使用期內(nèi)可靠性、一致性、穩(wěn)定性強(qiáng)。(2)適紡性能要更強(qiáng),一種型號(hào)的膠輥膠圈對(duì)不同纖維、不同混紡比及多種纖維混紡的適應(yīng)范圍要廣一點(diǎn)。尤其要提高適紡化纖的膠輥膠圈性能。對(duì)溫濕度變化的敏感性要小。(3)使用壽命要更長(zhǎng)。要適應(yīng)新型機(jī)械高速的要求,細(xì)紗、粗紗膠輥一次回磨周期要達(dá)1年以上,使用壽命4年以上。膠圈要向使用期內(nèi)不停車連續(xù)紡紗發(fā)展,使用壽命1年半以上。使用期內(nèi)無(wú)老化龜裂現(xiàn)象。(4)制作管理更方便。并、精、粗、細(xì)膠輥全面鋁襯套化和表面不處理,減少制作工序,同時(shí)可降低人為因素對(duì)成紗質(zhì)量的影響程度。膠圈無(wú)清洗周期,減少保養(yǎng)用工。適紡性能提高后,紡織企業(yè)可削減使用型號(hào)種數(shù),降低管理難度和管理工作量。(5)有利于環(huán)境保護(hù)。各型膠輥應(yīng)用不處理技術(shù)后,可以不再使用化學(xué)涂料。膠圈不清洗連續(xù)紡紗后,可以不使用化學(xué)清洗劑或酸類處理劑。不污染環(huán)境,不損害人體健康。(6)要積極研制開(kāi)發(fā)出能適應(yīng)于環(huán)錠細(xì)紗機(jī)20000r/min以上錠速;粗紗機(jī)1000r/min以