国产胶辊胶圈技术的发展

国产胶辊胶圈技术的发展

纺织机械是用于纺织机的一项重要设备，对织机的质量有重要影响。我国加入WTO后,纺织工业将面临着新的发展机遇,纺纱胶辊胶圈不但要适应纺纱技术发展的需要,而且要迎接国际先进产品更为激烈的竞争和挑战。我国纺纱胶辊胶圈技术,必须把握正确的发展方向,才能适应新的形势。1胶辊的应用技术特点20世纪50年代中期,无锡市第二橡胶厂在国内首创用合成橡胶替代皮革制成纺纱胶辊胶圈,以其比皮革辊、圈优越的性能,很快在纺织厂全面推广,并由此而形成了中国的纺织橡胶器材行业。四十多年来,我国纺纱胶辊胶圈技术的发展推动了纺织技术和纺织机械的发展,在吸收消化国外先进技术的基础上,在制造厂和纺织厂的共同努力下,取得了长足的发展,基本上能满足我国纺织工业的需要。纺纱胶辊在制造技术方面大体上有三个发展阶段,或者说有三个产品时代。第一代产品为明胶补强体系,其特点是吸放湿性能好,具有较好的弹性,温湿度适应性强,但是硬度、弹性的稳定性差,衰变快,制造过程中有较长的回性期。目前国内绝大部分胶辊品种属于这一代。第二代产品是在1987年诞生的非明胶补强体系。其特点是压缩变形小,回弹性好,硬度和弹性稳定,涂料吸附渗透性强,具有特殊的磨擦表面,握持性能好,制造中无回性期。一般情况下,第一、第二代产品在使用前需要进行表面处理。第三代产品使用新型的高分子材料为主体,具有优异的抗静电性、脱脂性、较好的吸放湿性和抗水溶性以及机械滑爽性。其特点是无需作任何表面处理即可纺纱。纺纱胶辊从形态结构上看,从单一的单层胶辊发展到双层胶辊、铝衬套胶辊,而且双层胶辊和铝衬套胶辊的比重越来越大。在应用技术方面有三个进程,胶辊诞生后相当长的时间内硬度高,在邵尔A80度以上,弹性较差,使用中必须重加压,表面处理用生漆或涂料。到1984年出现了低硬度胶辊,俗称软弹性胶辊,一般为邵尔A70度左右,弹性较好,适用轻加压,表面用涂料或紫外线光照处理。近几年出现的不处理胶辊,表面不用任何涂料或光照处理,精磨后可直接上车纺纱。胶辊应用技术的三个进程与制造技术的三个阶段有所吻合,但也有区别。应用技术的第二个过程的某些方面涵盖了第一代的部分产品和第二代、第三代的产品。纺纱胶圈仍然是橡塑并用体系,表面酸处理技术。虽然在制造技术和形态上有所进步,如三位一体技术、内花纹及内外花纹结构等,但是与纺纱胶辊相比,并没有在技术上有真实意义的突破,没有在技术内涵上形成真正的新一代产品。2第三代纺纱胶辊的应用现状目前,我国约有40家企业生产近200个型号的胶辊,大约有150个型号的胶圈,基本上覆盖了国内各种纺纱机械的需要。纺纱胶辊硬度从邵尔A62度～邵尔A90度比较齐全。从应用角度观察,我国地域广阔,各地纺织企业技术水平不一,管理水平有高有低,产品品质要求不同以及观念上的差异,形成了三代纺纱胶辊同时在应用的局面。近几年在市场经济形势的推动下,胶辊胶圈应用的现状也有较大的变化,单层胶辊的比重每年以8%的幅度下降,现在约占55%,双层胶辊与铝衬套胶辊已分别上升到40%和5%。邵尔A80度以下的中低硬度胶辊(不包括邵尔A80度)的使用比例已从1/5上升到1/3。不处理胶辊发展尤为迅速,使用量已达到10%左右,新型纺纱胶圈的应用比重也在不断上升。这对我国纱线品质的提高起到了促进作用。但是,我国纺纱胶辊胶圈的总体技术水平不高,全国几百个型号中,绝大部分是在原有的几个配方体系上的衍生品,甚至仅仅是改名产品,仅有少数型号产品的材料、配方和工艺有创新和突破,技术水平接近国际先进水平。我国胶辊胶圈在适应纺织技术发展的需要方面与国际先进水平相比,其差距突出反映在以下几个方面。2.1号不多的也有七、八型号生产型号多也客观上反映了这个问题。有的制造厂品种多达二十多个型号,少的也有七、八个型号。纺织厂使用中要备有五、六个甚至八、九个型号的胶辊(胶圈的情况要好一点),这样纺纱品种翻改,胶辊胶圈就换型号,这对纺织厂的应用管理和制造厂的生产管理都带来很大的麻烦。2.2硬度与弹性变化一是产品技术设计因素造成主要使用性能不稳定,突出表现在硬度、弹性衰变快,衰变量大。如胶辊一般使用6个月后硬度上升邵尔A2度～邵尔A4度,严重的高达邵尔A5度～邵尔A8度,弹性下降20%～40%,而国际先进产品使用3年后,硬度仅上升邵尔A2度～邵尔A3度,弹性仅下降10%。二是制造工艺和质量管理问题造成国产胶辊胶圈批与批之间质量不稳定,纺织厂产品质量问题常有发生。2.3寿命：4年左右国产胶辊一般回磨周期4个月,使用寿命2年左右。国外产品回磨周期达1年以上,使用寿命4年左右。国产胶圈每3个月要清洗一次,使用寿命仅6个月～9个月,粗纱胶圈使用寿命更短,仅1个月～3个月。而国外胶圈可以不停车连续纺纱,使用寿命达2年左右。国产胶辊只有个别品种使用寿命3年～4年,个别胶圈品种可连续纺纱1.5年。2.4接触有害物质纺织厂在应用中胶辊一般要经过7道～8道工序,胶圈每3个月要洗换和处理,不仅费工费时,还要接触涂料、酸液等有害物质,并且因为加工工序越多,影响使用效果的人为因素越多,应用质量不稳定性增大,提高了管理成本。相比之下,国外纺织企业对胶辊胶圈的应用管理极为简便而省工,一般不专设皮辊间,4万纱锭的工厂,仅有兼职的胶辊磨套工1人～2人。2.5粗纱锭、喷纺胶辊缺乏新型纺纱机械所需的国产胶辊胶圈产品,技术发展滞后。如:并条输出速度超过600m/min的并条胶辊,精梳速度超过300钳次/min的分离胶辊,粗纱锭速超过1000r/min的胶辊胶圈,高速喷气纺胶辊等等。如果胶辊胶圈技术停留在基本能满足目前需要的现状上,那么将会进一步拉大与国际先进水平的差距,拉大与我国纺织新发展需要的差距,从而更加降低与国际著名厂商竞争的能力,降低我国纺织橡胶器材行业发展的能力,这是一个迫切需要解决的重大问题。3提高面料竞争力应采取的主要措施,走以质促量、新工艺、新机械、新技术我国即将加入WTO,我国纺织工业新发展已经启动。与以往相比,这一轮发展有着明显的特点:首先,是以纺织面料为突破口,用5年左右时间提高面料竞争力,使出口服装面料自给率提高到80%以上。下游产品技术和质量水平的大幅度提高,对上游产品提出更高的要求。其次,是以技术创新为主动力,大量采用新技术、新工艺、新机械,坚决抛弃低水平重复和简单数量增长的落后形式,走以质促量的技术道路。这要求我国纺织工业中各个行业整体提高,不仅仅是印染后整理和织造,纺纱以及相关器材的水平也必然要提高。对于胶辊胶圈,其性能应适应以下变化。(1)乌斯特97及乌斯特97未来生产指标特点精梳纱、细号纱、无结头纱的比例将逐年提高;对纱的品质指标要求更严,乌斯特97公报将全面取代乌斯特89公报;各类指标考查将从平均值变为最低值化;更加注重指标的锭间差和批间差等。(2)高速纺纱机械将被更多地使用提速增产从而提高效率、降低成本是世界纺织机械技术发展的潮流。根据宏观经济需要,国家对纺织工业将继续实施压锭控锭,同时进行技术改造的政策,新型高速纺纱机械将会被更多地使用。部分纺纱机械的速度水平见表1。目前,纺织企业大都是80年代的国产设备,为一般水平,少数是国际先进水平,今后5年将会以更高的速度发展使用国际先进水平的纺纱机械。(3)棉、涤等双组分纤维混纺根据纺织面料的要求,纺纱纤维品种从传统的棉、涤扩大到毛、丝、麻、粘胶、TENCEL、合纤等,有两种以上纤维不同配比的混纺。同时,纺纱企业生产品种翻改频率急剧上升。(4)技术新要求对比这是企业参与市场竞争的必备条件;是企业深化改革的重要内容;劳动生产率的高低更是企业技术水平优劣的标志之一。我国纺织企业万锭用人,一般为300人,先进企业已达到150人左右,今后完全有可能缩减到100人以内。这样纺织企业的管理人员、主要工种和辅助工种均要大幅削减。皮辊间工人和车间对胶辊胶圈管理用工必然要减少。在这样的形势下,纺织企业对胶辊胶圈有什么技术新要求?针对这个问题,我们从“优质耐用,可靠性强,适纺性好,省工方便”四个方面的18项内容,对70多家纺织企业进行了调研,结果见表2。从表2可以看出,18项指标受到纺织企业的非常关注,重要指数达90.5。其中涉及到成纱质量有关指标的重要性达96.5,其次为使用寿命方面,达86.2,第三是省工方便,为77.0。这说明纺织企业对胶辊胶圈成纱质量影响程度最为关心,使用寿命也提到了非常重要的位置,省工方便亦受到相当关注。在与胶辊胶圈成纱质量有关的指数中,可靠性的综合重要指数最高为97.9,第二是优质方面为96.6,第三是适纺性为94.3。这从一个侧面可以看出目前我国胶辊胶圈技术设计水平和制造质量存在不足,与纺织企业的要求还有较大差距。在可靠性强的各项指标中,硬度和弹性衰退问题的重要指数都达到了100,但是弹性稳定可靠性的很重要指数比硬度要高近18个点。这说明胶辊胶圈的弹性是最重要的物理指标,纺织企业对这个问题已有相当的认识,制造质量的三个指标中(批间质量稳定,常见制造质量问题发生率低,无突发性质量问题),很重要指数平均为64.4,是重要指数的一倍,这说明制造质量问题的影响十分巨大,制造厂必须非常重视这个问题。4胶辊胶圈的物理性能探讨胶辊胶圈技术发展的方向,必须正确认识和处理好三方面的关系。一是胶辊胶圈使用性能与纺纱需求的关系;二是胶辊胶圈使用性能与物理性能的关系;三是产品技术水平和质量水平的关系。胶较胶圈的使用性能或者说技术发展,首先必须符合我国纺织工业的需要,这是市场经济的规律。其次,技术研究必须要超前,要瞄准世界同类技术和纺织技术的先进水平,这样产品生命周期才会长。否则就谈不上创新,也跟不上纺织技术发展的需要。胶辊胶圈在制造过程中,配方中各种化工材料经过工艺作业的整合,在化学和机械的作用下,产生了成品的各种物理性能。在胶辊胶圈使用过程中,这些物理性能综合表现为使用性能。每种使用性能由多个物理性能交叉综合作用决定,有的物理性能对某个使用性能影响大点,有的影响小点,但是任何一个物理性能都不能单独表现为使用性能。在胶辊胶圈成品物理性能产生过程中,还有一些胶料的物理指标,如分散度、门尼粘度、可塑度、收缩率等,这些指标通过配方和工艺设计的物理性能指标来实现,即对产品的质量水平起到重要的控制和衡量作用,我们称之为过程性状态性能。但是这种性能是不能替代成品物理性能的,更不是使用性能。胶辊胶圈使用性能是其成品在使用中的表现能力状态,物理性能是其成品的物理表现效果状态,过程性状态性能是其在制造中对工艺和质量表现的控制状态。三者有密切的内在联系,又各司其职,各自的作用不可混淆,更不能肆意扩大。产品在使用中表现其技术水平和质量水平,而技术水平和质量水平是两个不同的概念。技术水平是指某个产品设计(配方、结构、工艺等)中技术含量的高低,质量水平是指某种技术设计水平,在制造过程中达到的程度。提高质量水平,可以通过科学、规范、严格的管理来达到,而提高技术水平则需要设计人员非常复杂的脑力劳动、先进科技机制的保障和一定的物质基础条件才能实现。相对来说,技术水平是先天,质量水平是后天,一种技术水平中,有质量优劣之分,质量水平对技术水平的表现状况有至关重要的影响,但不同技术水平之间是无法用质量水平来比较的。胶辊胶圈的综合使用性能,由握持性能、适纺性能、耐用性能、方便性能、环保性能等专项使用性能组成,是这些性能的综合反映。胶辊胶圈成品的主要物理性能是:冲击弹性、压缩变形、弹性回复性、硬度、摩擦因数,摩耗系数、抗臭氧性、耐气候性、抗机械疲劳性、扯断强力、滑爽性、吸放湿性、抗静电性、脱脂性、抗油性、抗水溶性等。在这些物理性能交叉综合的作用下,反映出胶辊胶圈的使用性能。根据纱线品质的先进水平、新型机械、新纺纱工艺、纺织企业管理的新需求,胶辊胶圈技术发展方向必须适应纺织工业高速度、高效率、高技术含量的发展趋势。要突出解决握持性能良好、稳定可靠,确保成纱质量稳定优质,使用寿命大幅延长,单品种适纺范围宽,就应把握住以下主要的方面。(1)握持性能要更好,以适应新型纺机和先进纺纱工艺的要求。握持性能要稳定,一是每只胶辊胶圈使用期内握持性能衰退速度慢,衰退幅度小;二是只与只之间性能一致性好。成纱质量能达到乌期特97公报25%以上水平。使用期内可靠性、一致性、稳定性强。(2)适纺性能要更强,一种型号的胶辊胶圈对不同纤维、不同混纺比及多种纤维混纺的适应范围要广一点。尤其要提高适纺化纤的胶辊胶圈性能。对温湿度变化的敏感性要小。(3)使用寿命要更长。要适应新型机械高速的要求,细纱、粗纱胶辊一次回磨周期要达1年以上,使用寿命4年以上。胶圈要向使用期内不停车连续纺纱发展,使用寿命1年半以上。使用期内无老化龟裂现象。(4)制作管理更方便。并、精、粗、细胶辊全面铝衬套化和表面不处理,减少制作工序,同时可降低人为因素对成纱质量的影响程度。胶圈无清洗周期,减少保养用工。适纺性能提高后,纺织企业可削减使用型号种数,降低管理难度和管理工作量。(5)有利于环境保护。各型胶辊应用不处理技术后,可以不再使用化学涂料。胶圈不清洗连续纺纱后,可以不使用化学清洗剂或酸类处理剂。不污染环境,不损害人体健康。(6)要积极研制开发出能适应于环锭细纱机20000r/min以上锭速;粗纱机1000r/min以