锦纶66帘布生产过程中的帘线强力损失分析

2022-10-28赵晓杰

轮胎工业 2022年10期

赵晓杰，吴齐

（平顶山神马帘子布发展有限公司，河南平顶山 467000）

作为橡胶制品的骨架材料，浸胶帘布的主要作用是保护橡胶、抵抗外力[1-2]，锦纶66帘布因强度高、抗冲击、耐疲劳及与橡胶粘合力高等优异性能在轮胎用帘布中占据主导地位[3-5]。

帘线强力直接影响轮胎的抗冲击性能，GB/T 9101—2017《锦纶66浸胶帘布》对锦纶66帘线强力做了详细规定。锦纶66浸胶帘布生产需经过捻线、织布、浸胶三大工序，了解各个工序强力损失情况十分重要。本工作对锦纶66浸胶帘布生产过程进行跟踪研究，以期找出降低锦纶66帘线强力损失的方法。

1 实验

1.1 原材料

锦纶66原丝，平顶山神马帘子布发展有限公司产品，规格和性能参数如表1所示。

表1 锦纶66原丝规格和性能参数

1.2 主要设备和仪器

3种阿尔玛直捻机，德国阿尔玛公司产品，按引进时间先后依次编号为1#，2#和3#；AWSR 4/ED型DORNIER高速喷气织机，德国林道尔·多尼尔有限公司产品；CTC-4H-1D-V75（100）型浸胶机，贝宁格纺织机械有限公司产品；AG-X型材料试验机，夹持长度为250 mm，测试速度为250 mm·min-1，日本岛津公司产品。

2 结果与讨论

2.1 捻线、织布、浸胶工序对帘线强力的影响

锦纶66帘布的生产需经过捻线、织布、浸胶三大工序，常规品种帘布三大工序生产过程中的强力变化情况如表2所示。

从表2可以看出，帘线强力损失主要发生在捻线工序，织布和浸胶工序对帘线强力的影响并不明显。捻线与织布工序强力变化均为物理损耗，浸胶工序为物理与化学双重作用。

表2 常规品种帘布捻线、织布、浸胶工序强力变化情况

捻线工序直接对原丝进行加捻，帘线单丝间抱合性差，与加捻部件接触比面积大，接触磨损点多，单丝容易受到机械损伤，强力损失明显。

织布工序速度慢且张力低，帘线与机械部件接触比面积小，磨损点少且帘线易形成弹性回缩，弥补织造过程中造成的强力损失，帘线强力变化不明显。

综上所述，为降低锦纶66帘布在生产过程中的强力损失，选择合适的加捻设备与加捻工艺至关重要。

2.2 加捻因素对帘线强力的影响

加捻方式通常分为直捻机一步加捻法和初、复捻两步加捻法，一步加捻法即包缠加捻，内外纱在匀捻器处相互缠绕形成结构对称的两股帘线[6]。本试验采用阿尔玛1#，2#和3#直捻机一步加捻法研究加捻因素对帘线强力的影响。不同规格帘线加捻后强力测试结果如表3所示。

对表3中不同规格帘线加捻后强力测试结果进行简单对比可以看出，加捻设备、加捻工艺和原丝性能等均会影响帘线的强力。

表3 不同规格帘线加捻后强力测试结果

2.3 帘线强力的影响因素分析

加捻时帘线强力受多种因素的影响，为进一步了解每种因素对帘线强力的影响程度，对表3中数据进行详细分析。

把试样规格和加捻机型进行量化：以原丝线密度表示帘线规格（如930dtex/2量化为930，2100dtex/2量化为2100）。加捻机型按引进先后顺序进行量化（如1#直捻机量化为1，2#和3#直捻机量化为2和3）。将已量化的帘线线密度、原丝强力、机型、加捻速度、外纱张力和捻度运用SPSS（Statistical Product and Service Solutions）方法进行单因素相关分析。

捻度、外纱张力、加捻速度、原丝强力、总线密度和加捻机型与帘线强力的相关因数分别为－0.904，－0.047，－0.674，0.998，0.998和0.028。

（1）相关因数的绝对值越大表明其对帘线强力的影响越大，原丝强力、线密度、捻度和加捻速度对帘线强力影响显著，加捻机型和外纱张力影响相对较小。在生产过程中可以采取增大原丝线密度、降低帘线捻度和加捻速度的方式减少帘线强力损失。

（2）捻度、外纱张力和加捻速度与帘线强力呈负相关，原丝强力、线密度和加捻机型与帘线强力呈正相关。

（3）研究表明[7-8]，与帘线接触零件的材质和光洁度对帘线的强力有明显影响。1#，2#和3#直捻机设备部件状态基本相同，因此3台直捻机对帘线强力的影响并不显著。

（4）加捻时外纱张力对帘线强力影响并不显著，但在机型相同条件下6#试样帘线的强力比7#试样大，表明3#直捻机在35%～65%的范围内适当降低外纱张力更有利于减少帘线强力损失。另有研究表明[9]，外纱张力与破断力百分比为75%时CC3型直捻机强力损失最小，针对不同机型应选择合适的外纱张力。

2.3.1 原丝性能

通过相关分析可知，原丝强力和线密度对帘线强力起着决定性的作用，比较18种试样原丝线密度和强力与帘线强力的关系，结果如图1所示。