静电植绒印花技术

静电植绒印花技术2080077徐敏东在织物印花中，特种织物印花越来越引起人们的重视，目前，各种风格独特、美观新颖的织物印花为人们的生活增添了绚丽的色彩和高雅的艺术享受。发泡印花、光致发光印花、香味印花、变色印花、电化铝转移印花、静电植绒转移印花等等极大地促进了网版印花技术的发展。其中，静电植绒印花是目前纺织行业新兴的利用高压静电场在坯布上面栽植短纤维的高新技术。静电植绒产品具有立体感强、耐磨、阻燃、隔音、保暖等特点，且应用的原材料无异味、无污染，因此对人体无毒无害，是一种风格独特、手感柔软、色泽艳丽的绒毛制品。静电植绒工艺简单、成本低，已广泛应用在橡胶、塑料、人造革、装饰产品上，特别是对于小批量的旅游产品更显示出它无比的优越性。在鞋帽、童装、商标、服饰、沙发、地毯、壁纸上采用植绒图案装饰，风格独特。随着高压静电加工方法的工业化和高分子化学的发展，植绒加工用的树脂黏合材料得到迅速改良，产品质量日益提高，大面积植绒加工工艺已开始向衣料等方面发展。1静电植绒印花的技术特点静电植绒印花是在承印物表面上印涂黏合层，再把称作纤维短绒的纤维绒毛(大约1/10～1/4英寸)按照特定的图案黏着到织物表面的印花方式。静电植绒印花首先使用黏合剂(不像其他印花使用染料或涂料)在织物上印制图案，然后把纤维短绒结合到织物上，纤维短绒只会固定在曾施加过黏合剂的部位。从而获得平绒织物样的印花效果。静电植绒将具有一定导电性的绒毛，放入具有一定电场强度的高压电场中，它作为带电载体沿着电位差之间运动。涂层黏合剂的材料作为地电位，绒毛垂直渗入黏合剂涂层的表面，从而形成具有一层竖绒的载绒印刷产品。静电植绒是根据在一个电场中，两个带有不同电荷的物体同性相斥、异性相吸的原理而设计的一种工艺。静电发生器生成的高压静电场，一端接装在有绒毛的金属网上，一端接在涂有黏合剂的植绒坯布在地极上。在金属网上的绒毛带有负电荷，由于受带正电的接地电极所吸引，便垂直加速植到涂过黏合剂的坯布上，如果绒毛没有被植上，由于受电场影响而带正电，那就会被吸引回金属网上。绒毛将在静电场内不停地跳动，直到坯布上均匀地植满绒为止。目前常用的静电植绒设备有固定式平面静电植绒机和手提式静电植绒机。固定式平面静电植绒机设备相对庞大、固定，因此适宜进行大批量、单一品种的全面积植绒，用大型植绒机械可生产类似平面绒、条绒、仿鹿皮绒等各种色泽的布料，最适合服装鞋帽、箱包、手套等。使用这种设备时要注意其植绒宽度、工作电流、电压等技术参数，因为超过宽度等技术参数，单位面积的绒毛所带的电荷量就达不到要求，就会影响到植绒效果。小型静电植绒机一般将高压电极与撤绒装置连接在一起，撤绒器的底部是高压电极，通过筛网将绒毛抖落下来。对于球形网，撤绒网也就是高压电极，这样对水平或垂直的表面都可进行植绒，植绒时绒毛向上，与重力方向相反，被植绒物旋转，在植绒过程中不能中断工作，直至整个球面植满为止。采用小型植绒机械可在汽车、火车、飞机内部装饰，还可用于家庭、宾馆、舞厅内外墙壁的装饰与装修、金银手饰、礼品的包装盒的装潢。手提式静电植绒机适应网版印刷业及可以进行立体植绒，具有小巧、灵活等优点，基材上适合分散的、面积较小的图案进行网版漏胶植绒和立体植绒，植绒图案的位置和面积不受限制。不仅可平面植绒，而且能在各种基材、不同形状的立体工件上植绒。植绒印花工艺结合使用网版印刷技术，可生产各种植绒工艺品如字画、玩具、对联、工艺画等。2静电植绒印花材料的选择静电植绒常用的是圆网网印工艺，采用圆网上胶取代单片刮涂方式，其工作流程为：圆网制版→配制黏合剂→绒毛制作→基布刷毛烫平→涂胶→静电植绒→预烘→焙烘→清理→检验→包装。在圆网工艺植绒中，要注意绒毛制作、黏合剂配制、基布处理、圆网制版、植绒工艺控制和设备的调控等方面的问题。静电植绒印刷使用的主要原材料是纤维绒毛、坯布、黏合剂，在选择原料时要注意以下问题。1)绒毛的选择目前，用于植绒印花的主要是纤维绒毛，比较普遍的是黏胶、锦纶、腈纶、涤纶四种，而主要是黏胶和尼龙纤维，其次是腈纶和涤纶，目前棉绒应用也已引起人们的重视。不同的纤维绒毛其性能各异，如黏胶的手感、耐晒性、色泽等都比较好，价格也比较低，但其耐磨性不好；锦纶的耐磨性、色泽都比较好，但手感、耐晒性差，且价格较高；腈纶的手感、耐磨性、耐晒性、色泽等都比较好，价格适中；涤纶除手感不好，价格相对偏高外，其他都比较理想。因此，要根据产品需要来选择纤维绒毛，如果需耐磨的产品可选用锦纶或涤纶，成本低廉的可采用黏胶纤维。在选用绒毛时，要掌握绒毛的长度和细度之间的比例关系，绒毛越细，植成的绒面越柔软，其手感越好，但绒毛太细长，则容易产生缠绕，植绒时难以在黏合剂层上扎深，操作比较困难。而绒毛粗短，则植绒表面就比较粗糙。目前常用的有如下几种绒毛：棉铰制绒毛(绒毛柔软，价格便宜，但耐磨性较差，仅用于短绒毛的植绒)；聚酰胺纤维铰制绒毛(用纺织下脚料绒毛制成，其长度较短，价格便宜)；聚酰胺纤维切制绒毛(外观美丽、耐磨性较强，主要用于地毯、壁纸等植绒)；聚酰纤维切制绒毛(防潮性强，主要用于对防潮性有较高要求的植绒)。由于工艺植绒产品是图案部分植绒，因此对绒毛性能的要求比普通产品要高，选择绒毛要注意以下几点：(1)多采用切割切断长束生产绒毛，细长绒毛尤其应注意适宜采用平面振动筛选，防止绒毛成团，保证绒毛长度均匀性；(2)应对绒毛处理剂做调整，增加植绒密度，以保证图案部分绒毛丰满(图案设计也有特殊要求)；(3)绒毛宜采用基布的近似色，以便产生出类似烂花效果。对于黏合剂的配制，由于手感与牢度是植绒产品的关键问题，对于工艺植绒产品尤为突出，因其图案本身更容易摩擦破坏，所以对于黏合剂选择与配制要求更高。常用的植绒黏合剂为聚丙烯酸酯乳液、聚醋酸乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯等，国内圆网工艺植绒采用的是性能优良的聚丙烯酸酯乳液。对于植绒基布，不宜采用纬编织物，以防卷边。印前并对基布进行刷毛(烧毛)及退浆处理，以保证涂胶平整。2)坯布的选择坯布亦称基布，它是静电植绒印花的基材。选择坯布主要应注意四个参数：高导电性、材料组织的均匀性、多孔性、与黏合剂的共容性。此外，还要根据植绒产品的用途来选择基布，如帷幕、毡毯、装饰类宜用厚重织物为基布，而用于服装、帽子等的植绒织物则以轻薄织物为佳。基布原料一般为纯棉、化纤或两者混纺物，但氨纶和丙纶纤维的织物因耐热性差，不宜作植绒基布。此外，具有收缩性的弹性织物及未经定型处理的化纤织物也不宜作为植绒基布，因为这些品种的基布植绒时幅宽剧烈收缩。归纳起来，作为一般性的植绒基布，要求其经纬密度不能过疏，表面不能存在疵点和凹凸不平的现象；色牢度好，预烘和焙烘时不变色；伸缩性小，以防止造成绒面起皱；基布要耐高温。此外，要注意基布与绒毛色调的协调性，即要保证其色调基本相同或相近。因为如将暖色绒毛植在冷色基布上，则色泽暗淡；而冷色绒毛植在暖色基布上，则色泽变淡。白色绒毛一定植在漂白基布上，才会反射出较好白度。3)黏合剂的选择黏合剂的类型较多，有水溶性黏合剂、糨糊状黏合剂、溶解型黏合剂、非溶解型黏合剂、树脂分散体等等。在织物上连续植绒的地方，一般采用乳液型水性黏合剂，即丙烯酸酯复合黏合剂，它具有自增稠自交联的特点，有优良的黏着性、透明性，手感柔软，耐老化，在高温下能交联成网状结构，胶层强度高，对绒毛有很强的粘接牢度。乳剂型黏合剂，大多数是自交联型丙烯酸酯乳液黏合剂，它具有自交联性，当加入外交联剂后能进一步与乳液交联使分子链间产生一定的均链，从而增强了干洗和水洗的牢度。因此，交联树脂是黏合剂中的主要辅料。随着高分子化学的发展，合成高分子黏合剂得到不断发展，植绒产品将更丰富多彩。总的来说，对黏合剂的要求主要为：对坯布及绒毛黏结力大；植绒后手感柔软；表面成膜性差，以利植绒；黏度适中，以利在坯布上喷、涂、刮；化学稳定性好，有良好的耐气候性和耐洗涤性；操作方便，使用时加入少量黏度调整剂即可调整黏度；无毒无害，不易燃烧，保存期长(多在半年以上)。4)设备的调整和维护不管何种印花，设备的准确调整控制和维护都至关重要，它是保证产品质量、生产安全的根本。以圆网工艺植绒设备为例，在调整和维护中主要应注意以下几点：①传动同步性。采用双曲轴直流电机传动，便于有一定调整范围，使涂胶时清晰而不变形；②圆网中心线与支撑辊中心线距离。一般把圆网装置设计成可在前后上下移动，圆网张力则通过机械方式拉紧或气动定位拉紧，注意应使支撑辊处于比圆网中心线相对布前进方向后移30mm位置。这个指标直接影响出浆效果及圆网使用寿命；③采用气囊夹紧刮刀，刮刀可以前后上下调节；④植绒时，电极电压可相对提高(绒毛量相对少)使绒毛密度、牢度均提高；⑤开机前应先检查，将圆网纵向张力调节好，产生一定强度后空网转动5min，揉网。然后初调下圆网使之与支撑辊接触，开机连续生产，通过手动或电子定时向圆网内泵胶，胶量通常保持在刮刀高度的2/5～3/4左右；⑥停机后，首先向上提起刮刀清理，然后再进行其他工作。3静电植绒印花的技术要点根据静电植绒印花工艺的流程，首先，根据所需要的植绒图文进行电脑设计制作，然后输出底片，在设计中要注意图文的选择，一般不宜选用线划过细和过于稀疏的花纹，在电脑制作中，要保证图文充实饱满，输出底片质量符合要求。制网印版是静电植绒印花的一个关键工序，其质量直接影响着最终的印花效果。制网版时，一般可选用100～180目丝网和水性感光胶。然后用制作好的膜版放在制版机上进行曝光然后显影。以目前常见的圆网工艺植绒的为例，圆网制版主要应注意以下几点：①与一般网印时不同，它选用具有导电性能的开孔率较大的镀镍圆网，网目适宜，使上胶厚度较大；②因为植绒黏合剂及助剂对圆网感光膜有损伤作用，因此感光膜宜厚一些，感光时间长一些，以使感光膜厚而牢固。圆网工艺植绒的各个环节必须有效配合才可达到最佳效果，要注意植绒工艺条件的控制成形线速度控制在5～8m/min；黏合剂开放30～60s应不结皮，黏度为11～13Pa·s；涂胶有效厚度为0.18～0.20mm；110～120℃下预烘5min；145～150℃下焙烘3min。网版制作完毕并检查合格后，即可上机印刷黏合剂。用制好的网版在坯布上印刷黏合剂，印刷中要注意控制黏合剂的黏度，若黏度过高，绒毛难以深扎入基布中，以致绒毛黏结强度不够造成脱落；黏度过低，则易渗透到基布内部，绒毛扎入黏合剂内层，耐磨性虽提高了，但手感较硬。一般黏度控制在15～30Pa·s，黏合剂厚度为0.2～0.4mm为宜。植绒的给毛量也是影响植绒质量的一个因素。植绒的给毛量多少影响植绒织物的质量，给毛量不足则植绒密度不够；给毛量过多，大部分绒毛被黏合剂粘在基布上，而未被黏合剂黏着的剩余绒毛在电场的作用下会继续不断上下飞动，影响室内清洁。由于静电植绒后黏合剂和有机溶剂中还含有水分，影响绒毛的牢度，因此，要进行干燥与焙烘，温度一般掌握在80℃左右。焙烘的目的是提高绒毛与基布之间的结合牢度。要注意控制焙烘的温度，温度太低，达不到固着牢度；温度太高，会使黏合剂中的催化剂析出酸性物质，致使基布硫化，一般焙烘温度应控制在（150±5）℃。4静电植绒印花落绒故障的排除落绒是静电植绒印花常见的故障之一，其原因较多，主要有以下几方面：1)绒毛电着处理不当。由于处理配方不同和染料的影响，绒毛的导电率、飞升性、分散性等特性不同，使用不同厂家的绒毛性能不同，甚至同一厂家不同颜色的绒毛性能亦有很大差异。由于绒毛性能差、植绒牢度低，引起落绒现象；2)绒毛回潮率不合适。回潮率一般认为在8%左右较为理想，低于8%绒毛飞升性差，难以二次起跳，回收利用困难，造成基材上剩存大片浮绒；高于8%绒毛在电场中运动速度过快而不规则，由于绒毛植入不规则，经预烘、焙烘、刷毛等工序后即产生严重落绒；3)黏合剂对落绒的影响。黏结牢度差、黏合剂黏度不够；黏合剂涂层厚度不够（但并非越厚越好），一般要求上胶层厚度控制在0.2mm左右；大面积植绒大多用于装饰用品，不考虑产品手感，上胶层厚度可达0.3mm以上；黏合剂的拉伸性不好。半成品在高温焙烘时，黏合剂和交联剂在高温下发生化学交联固化成膜，在高温拉幅定型时