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  • 塑料靜電植絨機植絨工藝

    發布時間:2015-09-14 點擊:

    PVC的主要缺點是熱穩定性差,受熱易降解,軟製品有增塑劑外遷之弊。對應變敏感,變形後不能完全複原,且在低溫下易變硬等,但是隨著PVC深加工技術的不斷發展,其應用範圍也越來越廣[1,2]。本文將詳細介紹PVC薄膜靜電植絨機植絨的工藝及控製要點,並對產品所存在的問題進行探討解決。

    1 靜電植絨機植絨原理及其工藝流程

      靜電植絨機植絨工藝可分成絨毛的前期準備和靜電植毛兩個階段。其主要工藝流程如下:

    2 絨毛生產的控製要點及注意事項

    2.1 絨毛的剪切及水分要求

      絨毛剪切時,要求長度均等,刀片鋒利,切斷而非折斷絨毛,折斷的絨毛不易分散,影響植絨品質。水分子是極性分子,在植毛操作時,起誘導絨毛植到基材上的作用。在一定的靜電壓條件下,水分偏多,絨毛易結在一起,產生斑點;水分偏少,絨毛極性不夠,不易植到PVC上,植毛厚度低、密度差。通常尼龍毛水分控製在6%左右,人造絲水分控製在20%左右為宜。因尼龍本身極性比人造絲高,含水量少就可以得到同樣的植毛效果。人造絲水分低於13%,絨毛不易植上去。

    2.2 絨毛的染色

      絨毛染色主要使用反應性染料、直接性染料和酸性染料。反應性染料分子結構中有反應基因,染色時與纖維分子中的堿基、氨基發生反應而上染;直接性染料能不借媒染劑的作用使棉纖維直接染色,在中性或微堿性的染浴中和元明粉的下,煮沸直接上染。直接染色雖然方便,但耐洗耐曬牢度差;酸性染料是在酸性條件下,染料陰離子與纖維上氨基結合上染。如尼龍66,用醋酸調pH至4~6,醋酸起促染作用,牢度較前者好。以尼龍為例,常用的染色助劑如表1。

      在100份水中,加入上表比例的EDTA、平平加-O,用醋酸調節pH值至4~6,升溫至50℃,加入染料(品種、用量根據顏色而定);繼續升溫至60℃,加入剪切好的絨毛,在30min內升溫至90~95℃,恒溫攪拌30min。排去部分廢液,用冷水補充至原量,調整液溫至55~60℃;加入固色劑,再恒溫攪拌25min,再排去廢液,水洗,脫水。

    2.3 絨毛的電著處理

    2.3.1 電著處理配方

      以尼龍(1 5D×0 5mm)為例,浴比為1:12,具體配方見表2。

      S-30主要作用是吸附在絨毛與水的界麵上,降低界麵自由能,使絨毛能均勻地分散在液體中,不會重新聚集在一起。A-100主要作用是吸附在絨毛上,誘發絨毛的電極性,使其在靜電場中容易植上基材。

    2.3.2 操作規程

      放水入電著缸至標線,把離心脫水後的絨毛投入電著缸;在攪拌下加入一定比例的電著劑,每加入一種藥劑必須攪拌均勻後,方可加入另一種藥劑。保溫45℃,電著處理20min。把電著後的絨毛放入離心機脫水,水含量控製在尼龍35%~40%,人造纖維50%~55%;烘幹後水含量控製在尼龍的8%~10%,人造纖維16%~20%。

    3 靜電植毛的控製要點及注意事項

    3 1 膠布上糊

    3.1.1 常用植絨糊劑配方

    3.1.2 糊劑的配製及注意事項

      先把丙烯酸乳液用150目篩過濾,嚴格按配方比例稱量。邊攪拌邊依次加入三聚氰胺樹脂、有機胺鹽、增稠劑、防水劑,攪拌時間分別為5min、1min、1min、2min;用NH4OH調pH值至6.5~7.5,粘度0.3~0.4Pa·s即可。增粘劑不宜加得太快,否則容易出現結塊。攪拌時速度要慢,注意不要產生太多泡沫,糊劑配製後必須在24h內用完。

    3.1.3 糊劑粘度控製

      糊劑的粘度直接影響到上糊量,從而間接影響到植絨牢度。粘度高,牢度增大,但是粘度太高,塗布不易均勻,引起牢度差異。嚴重時形成厚度差,產品有壓紋感。高周波熔接時,若壓在薄弱的地方,絨毛會開裂。理想狀態是在進入植毛室前,糊劑能鋪平基材,粘度在0.3~0.35Pa·s為佳。在生產時,糊劑用到桶底,注意粘度增高現象。

    3.1.4 上糊量的控製

      上糊通常采用輪裱方式,即上糊輪凹槽粘上糊劑,經刮刀後,轉移到PVC基材上,如同凹版印刷。因此上糊量與上糊輪凹槽的容積、刮刀角度、糊劑粘度、上糊輪轉速、基材線速有關。若上糊量太少,絨毛植上後牢度差、不垂直;若上糊量太多,糊劑膜易與PVC基材分離,整層膜被剝離。通常上糊輪直徑為5cm,轉速為66r/min,上糊量控製在65g/m2。

    3.2 植毛操作條件

    3.2.1 靜電控製

      靜電網的正負極應相互平行,保持靜電場強度均勻。靜電網的距離小,靜電場強度增大,植毛厚度也大。靜電壓大,靜電場增強,絨毛的植上速度快;同樣的基材線速下,植毛厚度大;反之亦然。通常靜電壓控製在60kV。基材線速為8~10m/min。

    3.2.2 下毛量的選擇

      下毛量應與基材線速匹配,以出植毛室時,僅有少量回收毛為佳。絨毛在植毛室內要得到充分擴散飛升,左中右均勻。否則絨毛會積於靜電網上,呈掛網狀,使產品產生斑點。為此,每8h要定時清理三次。若下毛量偏多,絨毛飛升分散差,影響植毛均勻度,回收毛增多;若下毛量偏少,植毛密度不足。通常下毛輪(亦稱毛梳輪)轉速控製在第一下毛箱250r/min,第二下毛箱125r/min。

    3.2.3 烘幹溫度控製

      植毛機限於烘箱長度和糊劑固化時間的限製,通常較高基材線速不超過12m/min。采用四階段烘幹固化,其烘幹溫度采用梯度遞增(145℃、148℃、150℃、155℃)的方法進行,以利於糊劑的固化。

    4 植毛存在的問題及原因

    4.1 膠裂

      1)糊劑成份不足,導致上糊層與膠布粘接力差,受壓或摩擦後出現膠裂(俗稱倒毛);2)固化時間、溫度不夠,基材線速過快,導致固化不完全,植毛牢度差而產生膠裂。正常的固化溫度為135~150℃,固化時間為3min;3)糊劑配製用量不準或攪拌不均,導致上糊不勻,局部位置出現膠裂;4)固化未完全,受潮引起膠裂。糊劑層與膠布間的附著主要依靠界麵間的化學力作用,受潮後水分子滲透入界麵,發生水解,產生膠裂。因此防水劑的選擇和用量至關重要;5)糊劑分子鏈偏長,糊劑偏硬,延伸性差,經高頻熔接後易產生膠裂。

    4.2 燒焦

      1)材質含有導電雜質,在植毛過程中易產生燒焦。如絨毛在電著處理時,添加了多種助劑,一旦濃度過高,未溶解的電解質附於絨毛上,就有可能引起燒焦;2)由於植毛不勻導致植毛後的膠布產生厚度差。在後繼加工中,因不同部位耗電不一樣而發生擊穿燒焦;3)植毛過程中,若發生靜電網局部漏壓,則會產生燒焦現象;4)尼龍植毛時易產生燒焦現象,可以適當添加人造棉來改善。

    5 結論

      靜電植毛的發展,擴展了膠布的應用領域。但是由於靜電植毛工藝的控製要素較多,如絨毛的電著處理、植毛糊劑的選擇、靜電控製條件的選用等。在實際生產中,需要綜合考慮各要素間的相互匹配,以達到較佳的植毛效果。要求產品的植毛強度好、絨毛均勻、外觀無斑點,手感好。本文僅對塑料的靜電植毛技術進行了介紹,其它基材的靜電植毛技術也在發展之中,選用不同的糊劑,不同的控製條件,同樣可以達到極佳的效果。


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