針對紡織纖維材料多元化和化纖差別化對紡紗膠輥膠圈性能的特殊要求，分析了膠輥表面耐化學溶劑溶脹和彈性恢復性能的實質，指出要正確選擇膠輥硬度，磨好膠輥，選好表面處理方法，包括涂料配比，提高膠輥抗繞性，才能紡好各種新型纖維。

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1、膠輥表面的耐溶脹性能

膠輥表面的耐溶脹性能，也就是耐化學溶劑腐蝕性能，主要表現在差別化纖維紡紗的過程中。所謂差別化纖維，就是在原化學纖維的基礎上，用物理或化學方法進行改性。化學纖維在改性的工藝過程中，都必須添加一定量的增塑、軟化、擴鏈、防紫外線、耐老化、抗靜電等化學溶劑。特別是帶油性的化學溶劑(化纖油漬)，對橡膠有較強的滲透性能即溶脹。加之膠輥在加壓運轉的同時，由于不斷地摩擦、屈撓等應力生熱，橡膠的大分子結構相對松馳，使動程內溶脹的速度來得較快、較嚴重。而表面溶脹后的膠輥其綜合紡紗性能均有所降低，同時嚴重地影響了其使用壽命。提高耐溶脹性能的主要技術措施如下：

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a) ?在膠輥生產配合及工藝過程中，并用一定量的耐化學腐蝕性能好的彈性體，或其它線型高分子材料，相對增強膠輥表面的耐溶脹性能。紡紗過程中，膠圈與膠輥相比較與纖維的摩擦次數相對要少，但到目前為止，沒有發現膠圈出現動程內溶脹現象。其主要原因是材料配合上的不同，所以提高膠輥表面的耐溶脹性能一定程度上是可行的。

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b) ?膠輥上車前的表面處理。由于化學涂料對膠輥表面的滲透，主要是靠流動來完成的。較大比例的筆涂二遍到三遍，填充橡膠表面的微孔和增強涂料對橡膠表面的滲透力——附著力。化學涂料的主體材料(成膜物質)單異氰酸酯或多異氰酸酯，也是合成聚氨酯橡膠的主體材料之一，耐油性能較丁腈橡膠類相比要好。所以，能有效地增強膠輥表面的耐溶脹性能。但是，醇、酯、酮類等有機化學溶劑，仍對涂料有一定的滲透溶脹或降解作用。因此，探討與研究還須繼續，增強或提高膠輥表面自身的耐溶脹性能是主要的。

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2、膠輥的彈性恢復性能

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膠輥*關鍵的技術性能之一，就是在紡紗牽伸不斷加壓運轉的過程中，回轉時一瞬間的彈性恢復(只有零點幾秒)。然而，許多新型纖維(比如竹纖維、大豆纖維、莫代爾纖維等)與純棉纖維相比較，其纖維表面光滑、抱合力差，紡紗工藝中一般采用重加壓、強控制的技術措施。所以，膠輥瞬間的彈性恢復能否轉換或保證其穩定的握持能力，是成紗工藝的關鍵技術因素之一。

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橡膠彈性的技術含義，主要是指橡膠交聯反應后軟性鏈段與硬性鏈段的分體狀態。一般來講，橡膠軟性鏈段分布越廣或數量越多，彈性越好。但分子間的內聚能越小，模量低。氨綸是高彈性材料，全稱為聚氨基甲酸酯纖維。其大分子結構是以軟性鏈段為母體，由非結晶性分子量在1 000～3 000的聚酯或聚醚鏈段所組成。所以其彈性幾乎高于丁腈橡膠類膠輥的一倍。但氨綸纖維整個分子的內聚能小，模量低、交聯度(分子鏈支化度)相對也較低。所以，靜態外力作用下彈性恢復率大約在90％。橡膠彈性的另一層技術含義，是指橡膠交聯反應后其分子鏈分布三維網狀結構，支化度越高，強度越高，彈性相對越低。但膠輥是處在一個不斷加壓運轉的狀態，如果說在相同壓力的作用下，橡膠分子鏈分布的支化度越高，硬性鏈段分布越廣。

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同時橡膠的強度越高，彈性模量越大，瞬間的恢復性能就越好(速度、體積)。所以，橡膠的強度是支撐動態彈性恢復的關鍵技術性能指標。我們研究的橡膠彈性應該是運動狀態下的恢復性能，同時可理解為有效彈性(橡膠彈性的滯后性能)。目前國內丁腈橡膠類邵爾A65度免處理膠輥，就其有效彈性性能而言，無論是分子鏈支化度合理分布的程度，還是硬性鏈段與軟性鏈段合理分布的狀態，歷經多年的技術積累，應該說都在掌控之中，瞬間的彈性恢復幾乎是100％，而且這一性能需持續很長時間。所以完成烏斯公報5％的條干水平，無論是變異系數、細節、粗節、強力不勻等指標，特別是CV值控制約為1.5％，是完全可以勝任的。

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3、膠輥硬度的選擇

新型纖維重加壓、強控制的工藝技術措施，直接關系到膠輥硬度的相應選擇。所以，對膠輥硬度的技術概念，**應該有一個明確的認識。橡膠在工藝流程中，由于材料、溫度、濕度、機械應力等多種因素的影響，有可能產生取向應力不勻、體積應力不勻和結構應力不勻等現象。因此，膠輥圓周同時會產生硬度不勻。實踐證明，膠輥圓周任意一點，硬度差異達邵爾A3度，紡細號紗就表現出較明顯的機械波(膠輥波)。

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這種機械波的特點：（1） 隨硬度差異的加大，機械波嚴重程度增大；（2）隨使用時間的推移、機械波嚴重程度越明顯；（3）機械波往往是8 cm、9 cm、10 cm連續性的。因為彈性體彈性能量釋放的過程，要比剛性體長。通俗地理解，棉紗記錄了彈性能量釋放(振動)的全過程。所以，膠輥圓周任意一點硬度的均勻性，是紡紗工藝所要求的一項重要技術指標。橡膠的彈性滯后性能，主要取決于橡膠分子間的相互作用(內聚能)。在0.1％～10％變形范圍內，動態彈性模量隨著變形幅度增加而急劇降低。橡膠在交聯反應的過程中，隨著支化程度的增加，硬性鏈段同時增加，硬度增加，強度上升，分子間的內聚能增強。所以，可理解為膠輥的硬度，其中一項重要的技術作用，是支撐瞬間彈性恢復性能的指標。另外，丁腈橡膠雖然有*優良的耐熱性能，但生熱與動態截荷有關，并隨交聯密度增加而降低，生熱會導致硫化膠性能的降低或喪失。因此，在重加壓、嚴控制紡紗工藝技術要求的同時，膠輥硬度的選擇，應根據壓力、速度、纖維品種、溫濕度環境等多種工藝參數認真對待，以求得穩定的紡紗狀態以及成紗的綜合質量水平。

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4、膠輥、膠圈的表面狀態

新型纖維與純棉纖維相比較：表面光滑、抱合力差、斷裂伸長小，紡紗過程易脆斷，回潮率大，對溫濕度較敏感，導電性能相對較差等。因此，膠輥、膠圈的可紡性能與適紡性能，必須配合重加壓強控制的紡紗工藝措施。要求膠輥、膠圈表面抗纏繞性能與握持性能，均處在一個*佳的綜合水平狀態，穩定紡紗生活，穩定條干水平。

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4.1 ?膠圈

一是同批膠圈的內外摩擦因數應處在一個相對均勻的狀態，內周長幾何尺寸相對穩定，力求上下膠圈的同步性；二是上下膠圈的硬度配合適宜，相對回彈性好，在強控制的紡紗工藝狀態下，充分地發揮其彈性鉗口的作用；三是上下膠圈外層表面結構緊密，無砂眼、氣孔、雜質，以避免對纖維的黏附和掛帶。

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4.2 ?膠輥

膠輥的磨礪: **應該明確的技術觀念，是新型纖維的線密度向超細方向發展。就目前而言，比如生產普通粘膠纖維的噴絲孔為0.06 mm，高濕模量(莫代爾)粘膠纖維孔徑變小。所以，膠輥表面一定要精磨好，理論上膠輥表面粗糙度Ra值小于0.3 um，即肉眼看不到表面磨紋，十倍放大鏡可見均勻細密的磨紋。并且，膠輥精磨后表面應無明顯的砂眼、氣孔、雜質；因為，粘膠或其它新型纖維雖然不存在短纖維，但膠輥表面對相對較長纖維的掛帶，更加容易引起纏繞而影響紡紗生活狀態。膠輥表面粗糙度Ra值加大能增強膠輥表面對纖維握持能力的說法，沒有實際意義。導紗動程內精磨后留下的磨紋，由于與羅拉和紗條不斷地摩擦，一周左右就消失得無影無蹤。所以，膠輥表面原則上一定要磨好。

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膠輥表面處理：針對大多數新型纖維的特性，特別是工藝過程中纖維回潮率大，對溫、濕度反映敏感，導電性能相對較差等現狀，為避免紡紗過程中膠輥表面由于纖維放濕所引起的吸濕性黏附，靜電聚集所引起的靜電吸附，膠輥表面應該進行處理；而且此處理可視為對膠輥表面性能結構狀態的改性微量調整，同時可視為紡紗工藝參數的調整，并彌補某些技術因素的欠缺。

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4.3 ?化學涂料處理的幾個主要技術觀念

膠輥精磨后其表面結構是無數個微孔呈均勻排列的狀態。在砂輪在不再推進的前提下，隨著往復次數的增加，膠輥微孔只是變小而不會消除。并且在相同磨礪的條件下，隨著膠輥硬度的降低，其表面微孔的直徑增大。這是橡膠經砂輪磨礪后所表現的一種特性。

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涂料對膠輥的滲透性：化學涂料對橡膠(膠輥)表面的滲透主要是物理行為，而非化學作用。稀釋異氰酸酯的化學溶劑，主要是屬非根性有機脂肪族烴類或鹵素衍生物。短時間內通過化學作用打開丁腈橡膠類的表面結構滲透幾乎不存在。所以，化學涂料對膠輥表面的滲透主要靠流動來完成。

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涂料對膠輥表面的附著力：涂料干燥成膜后，對膠輥表面附著力的相對強與弱，主要取決于涂料工藝過程中的流動性和流平性。流動性能好的涂料滲透到膠輥表面所有的微孔，流平性能好的涂料成膜后均勻一致，耐磨、耐屈撓。如果涂料配比的濃度太大，流動、流平性能相對較差，干燥成膜后一是不均勻，二是浮在表面，由于紗條不斷的摩擦特別是屈撓應力，動程內的深層會出現早期龜裂脫落而失去作用。

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涂料可微量調節膠輥表面的可紡性能與適紡性能：膠輥表面經涂料處理后，摩擦因數產生了變化，可減少或降低因摩擦產生的靜電。膠輥表面微孔的填平和均勻的涂膜，可減少或避免對纖維的黏附和掛帶。另外，隨著涂料配比增大濃度降低，干燥成膜后涂料與橡膠空間排列的距離拉大。同時膠輥表面的摩擦因數增大，握持纖維的能力增強。因此，化學涂料的工藝和配比，可根據纖維品種的有關性能，紡紗工藝狀態，溫、濕度工藝環境以及實踐經驗來選擇和應對。

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5、紫外線光照處理的實質作用

膠輥表面經紫外線光照處理后，表皮的硬度上升，摩擦因數減小。主要實質作用是減少或降低摩擦靜電的產生，提高其抗纏繞性?？蛇x擇光照工藝時間的短與長，來調節膠輥表面摩擦因數的大與小，握持力的強與弱。（錦坤盈紡織）