塑料静电植绒工艺

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。