路红星，路鹏凡

(1.河南省辉纺纺织有限公司，河南 辉县 453600；2.湘潭大学，湖南 湘潭 411105)

0 引言

胶辊在纺纱牵伸过程中起着非常重要的作用，其表面处理更是重中之重。好的表面处理是对胶管固有缺陷的弥补，使胶辊更适宜纺纱。高湿环境下，胶辊表面为什么要谨慎处理？涂料处理时应注意哪些事项？胶辊的抗静电性能为什么会衰退？紫外线光照处理作为涂料处理的预处理程序有哪些优势?如何安排处理顺序？这些都要求技术人员了解相关的空气调节知识，对相关科学原理有深刻的认识，才会有正确高效的胶辊表面处理效果。笔者从上述几个问题出发，探寻胶辊处理的最优方案。

1 高湿环境下谨慎处理胶辊

1.1 原因

1.1.1文献[1]及涂料说明书上有这样的表述：相对湿度超过60%，胶辊上涂料时应谨慎。

1.1.2涂料属于非水溶性溶剂，遇水失效。

1.1.3空气露点温度与相对湿度，会影响胶辊表面处理效果。固定气压之下，空气中所含的气态水达到饱和而凝结成液态水所需要降至的温度叫作露点温度，简称露点[2]。在该温度时，凝结的水飘浮在空中称为雾，而沾在固体表面上的称为露，因而得名露点。而相对湿度，则是空气中水蒸气分压力和同温度下饱和水蒸气分压力之比，通常用百分数表示，能够表示接近饱和的程度。

在相同的大气压力和温度条件下，相对湿度越高，空气露点温度越高；露点温度最大值即相对湿度达到100%时的温度。

当胶辊表面进行涂料处理前用B组分清洗时，溶剂在胶辊表面快速挥发，使胶辊表面温度降低；当胶辊表面温度降至露点时，空气中的水蒸气开始在胶辊表面凝结，有时甚至会汇集成清晰可见的水珠，导致涂料无法正常快速均匀的结膜。此外，相对湿度较高时，盛装涂料的容器和涂料表面有油珠样液体，实际是凝结水无法和涂料相溶的结果。

而附房的温湿度也会随季节变化：高湿不仅出现在温度较高的夏季，而且更容易出现在温度较低的冬季。每年的结露期包含霜降期、每天傍晚至次日清早、室外或无取暖设施的室内，都会出现较高的相对湿度。其中，室内会因温度变化迟缓导致湿度变化迟缓，这一点需特别注意。

1.2 注意事项

1.2.1当相对湿度超过60%时，需停止涂料处理工作；但对于涂料工作量繁重，地处高湿地区的纺纱厂来说不合适。

1.2.2采用免涂料处理或紫外线光照处理的胶辊，适合纺制纯棉纱线，以及原料适宜且相对稳定、运转环境好的纺纱厂。

1.2.3启用烤箱或烘房，提高胶辊自身温度，这样涂料处理过程中胶辊表面温度不会降至露点温度。需要注意的是，盛装涂料的量具也需加热和保温。但这种方法耗电量大，胶辊整体受热导致部分轴承溢油污染胶辊。

以最为普遍的无色涂料为例，涂料中富含快速结膜成分，有机溶剂与腈基瞬时的反应微乎其微，主要是辅—主体材料的C-H键加成反应键合少量新的结构链(键桥、附着力)，因此涂料渗入胶层的深度远低于涂层厚度,应主要着眼于流平效果；而特定温度或配比有助于涂料渗透的论点需要进一步探讨。

1.2.4胶辊经涂料处理后应在常温下存放,以利于涂料固化，因为急速改变胶辊温度会导致涂层出现早期崩裂和剥落。胶辊存放处的温度应高于车间的露点温度，避免上车时胶辊表面有水凝结，导致无法正常开车；若胶辊存放处温度较低，涂料固化完成后胶辊应在车间进行温度平衡后再上车。

2 静电问题

2.1 环境与静电的关系

环境与静电的关系即温、湿度与静电的关系。通常而言，静电与温度的关系不大，却与相对湿度有关联。相对湿度较高时，产生静电的可能性小，且静电容易逸散。在相对湿度相同的情况下，温度降低，半成品回潮率略微上升，反之亦然[3]。在环境湿度较高的纺纱过程中，为避免生活难做，通常会用升温法降低车间湿度;但有些纺纱厂极易出现矫枉过正的情况。如在同一纺纱厂，会出现夏季相对湿度与其它季节相近，甚至有意调低的情况，但夏季的温度明显高于其它季节，致使半成品回潮率较低。胶辊带静电情况一定程度上取决于胶辊、须条这对摩擦副的回潮率，因此，即使在夏季，也应注意胶辊的抗静电性能。

2.2 胶辊的抗静电性能

纺橡厂在研发及制造胶管时，都非常注重胶管的抗静电性能，主要措施是在混炼的过程中添加抗静电剂。但在应用中还是会出现因静电原因造成的缠绕胶辊问题，这是因为胶辊中的抗静电剂会在某些情况下流失变性。如：抗静电剂在温度不大于120 ℃时较稳定，温度超过180 ℃就会分解；而胶管的硫化温度约为145 ℃，高于抗静电剂的稳定温度。此外，纺纱过程中的动摩擦会使胶辊温度上升，导致抗静电剂变性分解，有时甚至出现胶辊灼伤问题。因此，胶辊中必须有足量的抗静电剂，部分纺橡厂将胶管用抗静电剂浸泡24 h后凉干装箱，上车使用效果不错；而对于原料不稳定，断头较多的纺纱厂，可以在胶辊复磨后用抗静电剂反复浸泡，晾干后再做进一步的表面处理，效果更佳。

3 优化胶辊表面处理技术

3.1 紫外线光照处理与涂料处理对比

紫外线光照处理胶辊的优点大家耳熟能详，但也有一定的局限性，单一的紫外线光照处理无法弥补胶辊的某些缺陷。如：纺制人造纤维或动物纤维时，胶辊需要有较好的耐磨性能，紫外线光照处理对胶辊耐磨性能改善不大，而涂料处理则有助于胶辊耐磨性能的提升；大压力无动程或小动程纺纱，胶辊容易中凹，涂料处理后的胶辊可以用较大的变形来对冲握持压力，以减缓中凹；同时，胶辊经涂料处理后可以获得较长的回磨周期，涂料的流平特性有利于填充胶辊表面磨砺留下的纹路，对于纺制剖面边缘为锯齿状的纤维，可避免因表面粗糙而造成的带花问题。

涂料处理也有弊端：经涂料处理后的胶辊硬度增加，表面摩擦因数减小，对纤维的握持能力降低；高浓度大剂量涂料处理的胶辊会造成条干恶化甚至出硬头，无法正常纺纱。为消除涂料处理的弊端，应当在满足胶辊耐磨等性能的前提下，尽量降低涂料浓度，特别是结膜成分的用量。对于纯棉纤维而言，通常使用低于1∶15的涂料浓度，并采用节约涂料的笔涂法进行操作，即涂料“微处理”法效果较好。

3.2 紫外线光照做胶辊表面预处理

3.2.1经紫外线光照处理后的胶辊，表面粗糙度更好，有利于发挥涂料的流平性能。一般，无色涂料的涂层厚度小于0.03 mm，当浓度配比低于1∶10时，橡胶部分裸露；涂料的浓度越低，裸露部分越多，摩擦因数增大，握持能力增强[3]，涂料填充磨纹的效果越差。换句话说，涂料浓度越低，其流动性越好，流平性越差。经紫外线光照处理的胶辊，表面橡胶分子链断裂重新交联，使磨纹变浅或消失，表面粗糙度趋好，有利于发挥涂料的流平性能。

3.2.2用紫外线光照处理做为胶辊的升温手段，可控、清洁且节能。由于紫外线穿透能力弱，升温是从胶辊表面开始，光照机温升上限一般不超过60 ℃，因此，以紫外线光照作为涂料处理的预处理程序，不会引发胶辊轴承溢油问题。与大型烘箱或烘房比，紫外线光照机热效集中，更加节能。

3.3 胶辊表面处理设备

现有紫外线光照机做为涂料预处理设备尚有不足之处。目前，市面应用较为普遍的紫外线光照机几乎全部为转辊型式，即通过转辊摩擦为胶辊提供转动力，转辊与胶辊纺纱工作面全接触，无法同时作为笔涂机使用，且有污染胶辊表面的可能；且现有紫外线光照机收集光照后的胶辊过程杂乱，胶辊各部位随机接触，有污染胶辊表面的可能。因此，以现有紫外线光照机作为预处理设备，操作者需要在紫外线光照处理和涂料处理的衔接过程中付出大量精力及体力。综上所述，现有紫外线光照机和笔涂机有必要改进。

3.4 胶辊表面处理流程

纺纱工艺要求胶辊的抗绕性好、握持力大且均匀，为此在精磨的基础上，胶辊表面处理的流程建议为：抗静电剂浸洗并晾干→紫外线光照处理→涂料处理。

4 结语

纺织技术牵涉面广，做好胶辊表面处理工作并不简单，生产过程中会出现各种难题。解决这些难题，一是要吃透问题，重视实践，深入一线；二是要读懂原理，加强学习，提高科学理论水平。纺织行业智能化、自动化是大势所趋，这不仅涵盖纺机智能化、自动化，也涵盖辅机、器材专件尤其是胶辊辅机的智能化、自动化，只有产研结合，才能使这一进程会更快更顺利。

参考文献：

[1] 荆越.关键纺纱器材[M].北京：中国纺织出版社，1997.

[2] 陈民权,张宗新,詹大栋.纺织厂空调工程[M].北京：中国纺织出版社，2001.

[3] 文皖.优化产品性能结构 提高纺纱适用技术[C]//“金轮·金猫杯”2016全国纺纱器材专件高峰论坛论文集.咸阳：全国纺织器材科技信息中心，2016：315-325.