塑料静电植绒工艺
印花工艺：ＰＶＣ的主要缺点是热稳定性差,受热易降解,软制品有增塑剂外迁之弊。
对应变敏感,变形后不能完全复原,且在低温下易变硬等,但是随着ＰＶＣ深加工技术的不断发展,其应用范围也越来越广[1,2]。
本文将详细介绍ＰＶＣ薄膜静电植绒的工艺及控制要点,并对产品所存在的问题进行探讨解决。
1 静电植绒原理及其工艺流程
静电植绒工艺可分成绒毛的前期准备和静电植毛两个阶段。
其主要工艺流程如下:
2 绒毛生产的控制要点及注意事项
2.1 绒毛的剪切及水分要求
绒毛剪切时,要求长度均等,刀片锋利,切断而非折断绒毛,折断的绒毛不易分散,影响植绒品质。
水分子是极性分子,在植毛操作时,起诱导绒毛植到基材上的作用。
在一定的静电压条件下,水分偏多,绒毛易结在一起,产生斑点;水分偏少,绒毛极性不够,不易植到ＰＶＣ上,植毛厚度低、密度差。
通常尼龙毛水分控制在6%左右,人造丝水分控制在20%左右为宜。
因尼龙本身极性比人造丝高,含水量少就可以得到同样的植毛效果。
人造丝水分低于13%,绒毛不易植上去。
2.2 绒毛的染色
绒毛染色主要使用反应性染料、直接性染料和酸性染料。
反应性染料分子结构中有反应基因,染色时与纤维分子中的碱基、氨基发生反应而上染;直接性染料能不借媒染剂的作用使棉纤维直接染色,在中性或微碱性的染浴中和元明粉的下,煮沸直接上染。
直接染色虽然方便,但耐洗耐晒牢度差;酸性染料是在酸性条件下,染料阴离子与纤维上氨基结合上染。
如尼龙66,用醋酸调ｐＨ至4～6,醋酸起促染作用,牢度较前者好。
以尼龙为例,常用的染色助剂如表1。
在100份水中,加入上表比例的ＥＤＴＡ、平平加-Ｏ,用醋酸调节ｐＨ值至4～6,升温至50℃,加入染料(品种、用量根据颜色而定;继续升温至60℃,加入剪切好的绒毛,在30ｍｉｎ内升温至90～95℃,恒温搅拌30ｍｉｎ。
排去部分废液,用冷水补充至原量,调整液温至55～60℃;加入固色剂,再恒温搅拌25ｍｉｎ,再排去废液,水洗,脱水。
2.3 绒毛的电着处理
2.3.1 电着处理配方
以尼龙(1 5Ｄ×0 5ｍｍ为例,浴比为1:12,具体配方见表2。
Ｓ-30主要作用是吸附在绒毛与水的界面上,降低界面自由能,使绒毛能均匀地分散在液体中,不会重新聚集在一起。
Ａ-100主要作用是吸附在绒毛上,诱发绒毛的电极性,使其在静电场中容易植上基材。
2.3.2 操作规程
放水入电着缸至标线,把离心脱水后的绒毛投入电着缸;在搅拌下加入一定比例的电着剂,每加入一种药剂必须搅拌均匀后,方可加入另一种药剂。
保温45℃,电着处理20ｍｉｎ。
把电着后的绒毛放入离心机脱水,水含量控制在尼龙35%～40%,人造纤维50%～55%;烘干后水含量控制在尼龙的8%～10%,人造纤维16%～20%。
3 静电植毛的控制要点及注意事项
3 1 胶布上糊
3.1.1 常用植绒糊剂配方
3.1.2 糊剂的配制及注意事项
先把丙烯酸乳液用150目筛过滤,严格按配方比例称量。
边搅拌边依次加入三聚氰胺树脂、有机胺盐、增稠剂、防水剂,搅拌时间分别为5ｍｉｎ、1ｍｉｎ、1ｍｉｎ、2ｍｉｎ;用ＮＨ4ＯＨ调ｐＨ值至6.5～7.5,粘度0.3～0.4Ｐａ·ｓ即可。
增粘剂不宜加得太快,否则容易出现结块。
搅拌时速度要慢,注意不要产生太多泡沫,糊剂配制后必须在24ｈ内用完。
3.1.3 糊剂粘度控制
糊剂的粘度直接影响到上糊量,从而间接影响到植绒牢度。
粘度高,牢度增大,但是粘度太高,涂布不易均匀,引起牢度差异。
严重时形成厚度差,产品有压纹感。
高周波熔接时,若压在薄弱的地方,绒毛会开裂。
理想状态是在进入植毛室前,糊剂能铺平基材,粘度在0.3～0.35Ｐａ·ｓ为佳。
在生产时,糊剂用到桶底,注意粘度增高现象。
3.1.4 上糊量的控制
上糊通常采用轮裱方式,即上糊轮凹槽粘上糊剂,经刮刀后,转移到ＰＶＣ基材上,如同凹版印刷。
因此上糊量与上糊轮凹槽的容积、刮刀角度、糊剂粘度、上糊轮转速、基材线速有关。
若上糊量太少,绒毛植上后牢度差、不垂直;若上糊量太多,糊剂膜易与ＰＶＣ基材分离,整层膜被剥离。
通常上糊轮直径为5ｃｍ,转速为66ｒ/ｍｉｎ,上糊量控制在65ｇ/ｍ2。
3.2 植毛操作条件
3.2.1 静电控制
静电网的正负极应相互平行,保持静电场强度均匀。
静电网的距离小,静电场强度增大,植
毛厚度也大。
静电压大,静电场增强,绒毛的植上速度快;同样的基材线速下,植毛厚度大;反之
亦然。
通常静电压控制在60ｋＶ。
基材线速为8～10ｍ/ｍｉｎ。
3.2.2 下毛量的选择
下毛量应与基材线速匹配,以出植毛室时,仅有少量回收毛为佳。
绒毛在植毛室内要得到充分扩散飞升,左中右均匀。
否则绒毛会积于静电网上,呈挂网状,使产品产生斑点。
为此,每8ｈ要定时清理三次。
若下毛量偏多,绒毛飞升分散差,影响植毛均匀度,回收毛增多;若下毛量偏少,植毛密度不足。
通常下毛轮(亦称毛梳轮转速控制在第一下毛箱250ｒ/ｍｉｎ,第二下毛箱125ｒ/ｍｉｎ。
3.2.3 烘干温度控制
植毛机限于烘箱长度和糊剂固化时间的限制,通常最高基材线速不超过12ｍ/ｍｉｎ。
采
用四阶段烘干固化,其烘干温度采用梯度递增(145℃、148℃、150℃、155℃的方法进行,以利
于糊剂的固化。
4 植毛存在的问题及原因
4.1 胶裂
1糊剂成份不足,导致上糊层与胶布粘接力差,受压或摩擦后出现胶裂(俗称倒毛;2固化时间、温度不够,基材线速过快,导致固化不完全,植毛牢度差而产生胶裂。
正常的固化温度为135～150℃,固化时间为3ｍｉｎ;3糊剂配制用量不准或搅拌不均,导致上糊不匀,局部位置出现胶裂;4固化未完全,受潮引起胶裂。
糊剂层与胶布间的附着主要依靠界面间的化学力作用,受潮后水分子渗透入界面,发生水解,产生胶裂。
因此防水剂的选择和用量至关重要;5糊剂分子链偏长,糊剂偏硬,延伸性差,经高频熔接后易产生胶裂。
4.2 烧焦
1材质含有导电杂质,在植毛过程中易产生烧焦。
如绒毛在电着处理时,添加了多种助剂,一旦浓度过高,未溶解的电解质附于绒毛上,就有可能引起烧焦;2由于植毛不匀导致植毛后的胶布产生厚度差。
在后继加工中,因不同部位耗电不一样而发生击穿烧焦;3植毛过程中,若发生静电网局部漏压,则会产生烧焦现象;4尼龙植毛时易产生烧焦现象,可以适当添加人造棉来改善。
5 结论
静电植毛的发展,扩展了胶布的应用领域。
但是由于静电植毛工艺的控制要素较多,如绒毛的电着处理、植毛糊剂的选择、静电控制条件的选用等。
在实际生产中,需要综合考虑各要素间的相互匹配,以达到最佳的植毛效果。
要求产品的植毛强度好、绒毛均匀、外观无斑点,手感好。
本文仅对塑料的静电植毛技术进行了介绍,其它基材的静电植毛技术也在发展之中,选用不同的糊剂,不同的控制条件,同样可以达到极佳的效果。