聚酰胺帘子线的后处理技巧

帘子线是产业用纺织材料的重要品种之一，是橡胶制品的骨架材料，广泛用于轮胎、胶管、运输带、传动带等领域。作为橡胶制品的骨架材料的帘子线，其第一代产品是棉帘子线。到了20世纪60年代，被黏胶帘子线所代替。由于聚酰胺帘子线具有断裂强度高、抗冲击负荷性能优异、耐疲劳强度高以及与橡胶的附着力好等优良性能，因此其生产发展很快，已逐步取代黏胶帘子线。近年来，由于轮胎加工技术的改进及美国与西欧一些国家公路路面质量的提高，涤纶及钢丝的子午轮胎帘子布已成为第四代产品，但对于路面质量较差的国家和地区，强力高、韧性和回弹性好的聚酰胺帘子线仍是第一选择。

（一）聚酰胺帘子线生产（聚合和纺丝）的特点

聚酰胺帘子线丝一般采用切片法生产。在生产中，聚合至拉伸过程的工艺与普通长丝基本相同。但某些工序存在一些不同之处。

1.聚合由于要求帘线丝的强度高于一般的长丝，因此必须用高黏度（相对黏度3.2～3.5，相对分子质量大于20000）的聚合体来制备。为了制取高黏度的聚合体，聚酰胺6目前采用加压-常压（或真空）或加压-真空闪蒸-常压后聚合的聚合工艺。采用直接纺丝法生产聚酰胺66帘子丝时，通常采用加压预缩聚-真空闪蒸-后缩聚工艺；用切片纺丝法生产时，也可采用固相后缩聚以提高切片的黏度。

2.纺丝成型目前国外在帘子线纺丝技术上最突出的特点是采用高压纺丝法，压力约在29.4～49.0MPa，这样，高黏度的聚合物可在较低温度下纺丝，有利于产品质量的提高。最近高压纺丝的压力已达196MPa。实现高压纺丝一般采用两种方式：加大喷丝头组件内过滤层的阻力；选用喷丝孔长径比大的喷丝板，同时配以相应的高压纺丝泵。

适当控制纺丝冷却成型条件也是提高帘子线质量的关键之一。纺制帘子线时，由于聚合物熔体黏度较高，通常在喷丝板下加装徐冷装置，以延缓丝条冷却，使丝条的结构均匀，从而获得具有良好拉伸性能的卷绕丝，最终使产品强度提高。徐冷装置下部多采用侧吹风冷却。

为了提高帘子丝的耐热性，常在纺丝前，在干燥好的切片中加入防老化剂等添加剂（有时也可在聚合时加入），与此同时还加入润滑剂（如硬脂酸镁），以减少螺杆的磨损。对于聚酰胺6帘子线，由于纺丝后不再进行洗涤单体的工序，因此要求纺丝前聚合物的单体含量在0.5%～1.0%的范围内。

3.卷绕设备目前多数采用纺丝-拉伸联合机，其卷绕速度在1500m/min以上，少数厂家采用高速纺丝法。

4.拉伸有向多区拉伸和大卷装发展的趋势。重旦拉伸机一般为双区热拉伸机。目前已有三段拉伸的重旦拉伸加捻机出现。

（二）复捻和合股

经拉伸加捻后的高线密度丝条，捻度比较低，尚不符合帘子线的规格要求。为了进一步提高帘子线的强力，还需要进行复捻（也有称之为初捻的）和合股（也有称为复捻的）。环锭加捻机是专门用来加捻和合股较粗的合股线的设备，根据工艺需要分为前环锭加捻机和后环锭加捻机两种。前环锭加捻机可以单独作复捻用，后环锭加捻机一般只作再合股和加捻用。在复捻合股时，复捻的捻向和原丝相同，合股的捻向和复捻相反，得到的成品其捻向称为ZS捻。在双捻（即前环锭加捻和后环锭加捻）时，各次捻合的方向往往是与上一次捻向相反，即先为S捻，而后环锭加捻则为Z捻，其成品捻向称为ZSZ捻，也有的采用SZS捻。

图3-26　初、复捻捻度对帘子线强力的影响

图3-26说明了初、复捻捻度对帘子线强力的影响；帘子线的强力随初捻捻度的增加而增加，当达到一定值后，即出现下降；而当初捻捻度一定时，帘子线的强力则随复捻捻度的增加而呈下降趋势。此外，捻度增加，捻缩也增加，帘子线的延伸度也随之增加。一般认为，在选择适合的疲劳强度方面，捻度系数αm（αm=，其中n为捻度，以捻/m表示，T为组成帘子线的纱线线密度）应大于160tex，最好在175～235tex之间。

（三）帘子布的织造和浸胶

1.帘子布的织造为了便于浸胶和轮胎加工，保证帘子线在轮胎中合理排列，需要将帘子线织成帘子布。帘子布用聚酰胺帘线作经纱，纬纱可用19.7～29.5tex的棉纱或丙纶，纬纱仅仅起固定经纱位置的作用，在轮胎加工过程中，纬纱断裂而失去其作用。为了适应帘子布的浸胶、热伸张与定型处理，以及轮胎工业的要求，帘子布的幅宽为1.4～1.6m，长度短者数百米，长者为数千米。(www.xing528.com)

在织造帘子布时，要求帘线松紧均匀，否则因帘布的不平整，将影响轮胎的紧密性，甚至因浸胶时的张力使紧张的帘线断裂。

2.帘子布的浸胶热拉伸帘子布浸胶热拉伸的目的是为了改善聚酰胺帘子线对橡胶的黏着力及进一步改善帘子布的质量。浸胶工艺一般采用热拉伸-热定型-浸胶工艺，或浸胶-干燥-拉伸-定型工艺，或二次浸胶工艺。

帘布的浸胶过程主要由三个部分组成：

（1）帘布的热拉伸：帘布的热拉伸是在热拉伸箱和第一、第二两组拉伸辊之间进行的。热拉伸箱内用温度为190℃左右的循环热空气加热，帘布在箱内既热拉伸又热定型。第二组拉伸辊内需通冷水，使帘布迅速降温，不致影响后道浸胶液的温度而使其变质。

（2）浸胶：帘布的浸胶液一般用间苯二酚、甲醛、胶乳的混合液（又称间甲胶或RFZ液），浸胶时间约为5s。浸胶后用重型挤压辊挤去多余的胶液，再通过真空抽吸装置，吸去帘子线间隙中的胶液，使附胶量控制在4%～6%。

间甲胶的配制一般分两步进行，先配制成间甲液，再用熟成（预缩聚）的间甲液配制成间甲胶。间苯二酚与甲醛的摩尔比为（1：1.5）～（1：1.4）时黏着强力好，从文献专利资料来看，该比值大都定为1：2。根据生产实践，间甲液配制间甲胶前经室温下熟成4～8h为好，间甲胶的熟成时间为12～24h，要求72h内使用完。胶乳的作用是使间甲树脂对被覆橡胶赋予亲和性。所以当黏着的橡胶改变时，胶乳也应随之改变。

（3）干燥热定型：浸胶后的帘布，先经红外线干燥，然后进入热定型箱，定型温度为190℃，定型温度必须高于轮胎制造时的硫化温度（140～160℃），否则硫化时会发生收缩，帘布在第二、第三组辊之间给予回缩，第三组辊内通冷水，以降低帘布温度，便于卷取。

帘子布浸胶后提高了帘子线与橡胶的黏着力。黏着力是指浸胶后的帘布与橡胶的黏着能力，通常以H抽出力表示（即帘子线在橡胶内硫化后，抽出来所需的力）。H抽出力大，则表示帘布与橡胶的黏着性能优良。

影响H抽出力的主要因素是间甲胶的附着状态和浸胶后热处理条件。间甲胶的附着量增加，黏着力增高，但附胶量达4%～6%就开始饱和，附胶量过多，帘布变硬，耐疲劳性恶化，成本也增高，因此附胶量一般要求在3%～5%范围内。同一附胶量时，若浸入帘布内的胶量多，则表面量减少，也会使黏着力降低。影响附胶量的因素是预浸水（或胶）方式、浸胶时间、浸胶张力、浸胶后的挤压、浸胶与热处理的先后、纤维的油剂以及纤维的规格、间甲胶的浓度、黏度等。

浸胶后的热处理过程，使间甲树脂逐步硬化形成良好强度的黏着剂皮膜，并达到与纤维的黏着。热处理过度或不足都会使黏着力下降。时间、张力、温度是热处理过程中的三个主要控制因素，这三个因素相互影响。热处理温度和时间视加热炉的热效率不同而变化，另外也视热拉伸、热定型区的拉伸松弛情况而变。热处理条件见表3-12。

表3-12　帘子布的热处理条件

（四）锦纶帘子布的质量指标

锦纶帘子布的质量指标见表3-13。

表3-13　锦纶帘子布的质量指标