CN110023546A - 钢丝圈 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于环锭纺纱机或环锭捻线机的具有金属芯的钢丝圈(10)，其中所述金属芯至少部分地涂覆有由至少基础聚合物和固体润滑剂组成的抗摩擦涂层，由此所述抗摩擦涂层的层厚度为0.1μm至50μm，并且所述基础聚合物来自聚酰胺、聚酰亚胺、聚酰胺/酰亚胺的组。

Description

钢丝圈

技术领域

本发明涉及一种用于环锭纺纱机或环锭捻线机的钢丝圈以及环锭纺纱机或捻线机。

背景技术

钢丝圈用于所谓的环锭纺纱机或环锭捻线机，其中钢丝圈与钢领和/或加捻环（钢丝圈放置在其上）一起工作。钢丝圈在钢领顶侧（所谓的领冠）上高速旋转，由钢丝圈所保持的线夹带。这导致钢丝圈与钢领的接触表面上的高负荷。为此，在制造钢领和钢丝圈时，表面特性受到特别关注。用于环锭纺纱机和/或环锭捻线机的钢领必须不仅具有精确的形状，而且必须具有经优化以适配其来满足要求的表面，以便向在钢领上高速旋转的钢丝圈赋予具有尽可能最小磨损的尽可能最平稳运行。钢丝圈的尺寸稳定性和表面特性一方面对于平稳运行而言是重要的，并且另一方面对于纱线的无故障通过而言是重要的。由于钢丝圈在钢领上的快速旋转，局部可能出现超过400℃的温度，这构成了有关钢丝圈和钢领的表面特性的附加要求。由于负荷和高耐磨性要求，钢领由金属制成并且在大多数情况下设置有热处理或金属涂层。

从现有技术中已知用于涂覆或处理钢丝圈和/或钢领的表面的各种方法。例如，WO99/51802描述了例如硬铬涂层的涂覆。通常为了防止磨损的目的，在电解镀铬工艺中向部件涂覆镀硬铬。美国专利2,970,425公开了一种用于具有以电解方式涂覆的铬层的钢领的表面涂层。钢领的镀硬铬的该实施例的一个缺点是，尽管它产生硬的、低磨损的表面，钢丝圈的运行特性取决于钢领上和钢丝圈表面上的纤维润滑膜。这种膜是通过纱线滑过钢丝圈而形成的。然而，这种纤维润滑膜仅在一定的操作时间段后才建立。

发明内容

因此，本发明的目的是改善运行特性，特别是与钢领协作的钢丝圈在初始操作阶段中的润滑特性。

该目的通过独立权利要求的特征来实现。提出了一种用于环锭纺纱机或环锭捻线机的具有金属芯的钢丝圈，该钢丝圈的特征在于在金属芯上涂覆抗摩擦涂层。抗摩擦涂层由至少一种基础聚合物和一种固体润滑剂组成。

抗摩擦涂层从现有技术中已知并且形成具有干润滑的各种可能方案的子组。抗摩擦涂层的结构和可加工性类似于工业涂料的结构和可加工性，其中诸如固体润滑剂、粘合剂（有机或无机树脂）和溶剂（有机或水混溶）的此类组分中存在差异。其他成分可以包括例如填料（颜料）或添加剂（腐蚀抑制剂）。例如，WO 2015/090597公开了一种基于聚酰胺酰亚胺的无溶剂抗摩擦涂层及其用于涂覆金属表面的用途。

现在意外地发现，用抗摩擦涂层涂覆钢丝圈导致在纺纱机的初始和启动阶段期间改善钢领上的钢丝圈的抗摩擦特性，以及导致纺纱机上的钢丝圈的使用寿命的明确增加。未经处理或热后处理的钢丝圈、或通过热扩散方法后处理的钢丝圈、或设置有金属或非金属保护层（诸如镍或陶瓷）的钢丝圈的抗摩擦特性或可以显著改善。意外的是，尽管存在很大的机械应力，但在初始纺纱阶段和高速阶段期间仅有较小的抗摩擦涂层磨损。在钢领上的钢丝圈在初始纺纱阶段和高速阶段期间的抗摩擦特性通过抗摩擦涂层来改善。然后，由于所得的纤维润滑膜，钢丝圈与钢领之间的摩擦减小。已经发现，由于这些操作状况，所涂覆的抗摩擦涂层在初始纺纱阶段或高速阶段期间将不会被损坏，即使环锭纺纱机中固定钢领上的存在的钢丝圈高转速下。在当前的环锭纺纱机中，钢丝圈以大于45m/s的速度在钢领表面上移动。

优选地，在滚筒喷涂过程中或通过浸没离心将抗摩擦涂层涂覆到钢丝圈。在抗摩擦涂层已经固化后，获得良好粘附到金属基底的薄干燥润滑层。在涂覆和固化后，抗摩擦涂层形成薄的减摩擦和减磨损的润滑层。该层是干燥的，粘附到金属表面并且不能滴下。因此可以排除周围表面的任何污染，如油或润滑脂的情况。这在环锭纺纱机中的钢丝圈的情况下尤其有利，因为在纺纱过程中的纱线的污染会对纺纱和进一步加工的质量产生负面影响。

抗摩擦涂层的特征在于润滑表面上的非常薄的紧密粘附层。这里优选0.1μm至50μm的保护层。较厚层不会改善抗摩擦效果，而是仅导致在纺纱过程中剪切掉较大量涂层材料，这可能对纱线的污染产生负面影响。如果该层的厚度小于0.1μm，则抗摩擦涂层可能完全没有任何影响，并且与未涂覆的钢丝圈相比，结果不会改善抗摩擦特性。已经发现，层厚度为0.5μm至10μm的涂层导致摩擦值和润滑特性的优化，特别是与常用耐磨层（例如热扩散处理或金属或非金属涂层）相比。由于抗摩擦涂层的优化的层厚度，在初始和启动阶段期间在层内发生的剪切应力可靠地从抗摩擦涂层和过渡部传递到基础材料，并且尽管存在高应力，但抗摩擦涂层仍保持粘附到金属表面。

在优选的实施例中，在金属芯与抗摩擦涂层之间设置有附加的涂层或表面处理。这尤其用于改善耐热性、尺寸稳定性和耐腐蚀性等。例如，这里可以使用热处理（诸如硬化或回火）、金属涂层（诸如镀镍）、或非金属涂层（诸如陶瓷）。

基础聚合物来自聚酰胺、聚酰亚胺、聚酰胺/酰亚胺的组。已经发现，该组聚合物产生了抗摩擦涂层到金属表面的良好粘附并且提供了所需的热稳定性。在优选的实施例中，固体润滑剂同样选自以下的组：有机或无机固体润滑剂、聚合物固体润滑剂、多氟化合物、石墨、金属硫化物、磷酸钙、硅酸盐和层状硅酸盐。

当抗摩擦涂层包含金属纳米颗粒（例如，钼、钽、钨）时，这是特别有利的。这产生了抗摩擦涂层的磨损特性的改善并且在钢丝圈的重复启动过程中允许抗摩擦涂层的功效。

意外地发现，配备有根据本发明的钢丝圈的环锭纺纱机在初始和启动阶段中具有显著改善的性能。因此，钢丝圈的使用寿命明确增加，并且钢丝圈的可能速度也在纺纱过程中增加，而纱线的良好质量或断线次数没有改变。特别地在初始和启动阶段中，可以实现纱线质量的改善和纱线断裂的发生率的降低。

附图说明

以下基于附图更详细地解释本发明，其中：

图1示出了环锭纺纱机的示意图，

图2示出了具有钢丝圈的钢领的示意图，

图3示出了根据图2的放大图。

具体实施方式

图1示出了环锭纺纱机的纺纱位置的示意图，使得当前的环锭纺纱机具有直到2000个这样的纺纱位置。纤维束（所谓的纱条1）被送到环锭纺纱机中的牵拉单元2。由牵拉单元2牵拉纱条1以形成线3。这里示出的牵拉单元2是所谓的带牵拉单元，其通常用于棉花。取决于应用，从现有技术中已知用于牵拉单元2的各种设计。线3经由牵拉单元2下游的导线器4引导至钢丝圈10。在穿过钢丝圈10之后，线3被卷绕到纱线筒管5上。通过驱动器7将纱线筒管5设置成处于旋转6。由于该旋转6，钢丝圈10由线3夹带，这导致向线3赋予捻，从而形成纱线。由于钢丝圈10保持在钢领8上的事实，因此钢丝圈10被迫围绕纱线筒管5行进。钢领8以固定量保持在环形框架9上。

当更换满纱线筒管5时，线3保持通过钢丝圈10成环。当已经插入新的纱线筒管5时，该过程再次开始。在所谓的初始纺纱阶段开始时，钢丝圈10将由线3加速。在该初始纺纱阶段，由于由所需加速度而作用在线3上的过高力而经常发生断线。

在示意图中，图2示出了具有附接的钢丝圈10的钢领8。经由线3传递到钢丝圈10的捻致使钢丝圈10在旋转方向11上围绕钢领8旋转。该旋转又引起离心力12，所述离心力12作用在钢丝圈10上并迫使钢丝圈10抵靠钢领8的内侧。这种情况在图3中以放大比例示出，其中钢丝圈10沿着钢领8滑动，从而产生滑动表面13。至少在该滑动表面13的区域中，有必要确保钢丝圈10相对于钢领8具有良好的抗摩擦特性。可以通过至少在高应力区域13中用抗摩擦涂层涂覆钢丝圈10来减小特别地在初始纺纱阶段期间随着钢丝圈10从静止的加速所产生的摩擦力。

Claims (8)

1.一种用于环锭纺纱机或环锭捻线机的具有金属芯的钢丝圈(10)，其特征在于，所述金属芯至少部分地涂覆有由至少基础聚合物和固体润滑剂组成的抗摩擦涂层，由此所述抗摩擦涂层的层厚度为0.1μm至50μm，并且所述基础聚合物来自聚酰胺、聚酰亚胺、聚酰胺/酰亚胺的组。

2.根据权利要求1所述的钢丝圈(10)，其特征在于，所述抗摩擦涂层的层厚度为0.5μm至10μm。

3.根据前述权利要求中任一项所述的钢丝圈(10)，其特征在于，在所述金属芯与所述抗摩擦涂层之间设置有附加的涂层或表面处理。

4.根据前述权利要求中任一项所述的钢丝圈(10)，其特征在于，所述固体润滑剂来自以下的组：有机或无机固体润滑剂、聚合物固体润滑剂、多氟化合物、石墨、金属硫化物、磷酸钙、硅酸盐和层状硅酸盐。

5.根据前述权利要求中任一项所述的钢丝圈(10)，其特征在于，包含金属的纳米颗粒包含在所述抗摩擦涂层中。

6.一种用于涂覆环锭纺纱机或环锭捻线机的钢丝圈(10)的方法，其特征在于，通过喷涂方法涂覆由至少一种基础聚合物和一种固体润滑剂组成的抗摩擦涂层，所述至少一种基础聚合物来自聚酰胺、聚酰亚胺、聚酰胺/酰亚胺的组。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述喷涂方法是滚筒喷涂方法。

8.一种环锭纺纱机，其具有至少一个根据权利要求1至5中任一项所述的钢丝圈(10)。