Флокирование. Особенности технологии

Температура термического тиснения (при которой волокна заминаются после механического воздействия) полиэстера примерно 150°С. Эта температура играет большую роль при производстве цельных уплотнителей для автомобильных дверей. Сначала заготовки беспрерывно экструдируются и подвергаются сплошному флокированию. Затем вулканизируются углы. Для этого углы «бесконечного» профиля зажимаются в прессах (специальных инструментах), нагретых до температуры 170 – 180°С. Полиэстеровый флок заминается, полиамидный флок сохраняет относительную стабильность. В этом конкретном случае полиамид подходит лучше.

Табл.2

Вискоза Вискоза производится как виде молотого, так и в виде резанного флока. Наиболее распространенные длины – от 0,3 мм до 4,0 мм. Вискозный ворс заминается при механической нагрузке, поэтому сферы его применения ограничены.

Применяется прежде всего для декоративных изделий, например: упаковка, игрушки, обои, стеновые панели, а также при флокировании некоторых текстильных и нетканых материалов. При флок-печати на одежде используется преимущественно вискоза. При изготовлении трансферов используются специальные волокна сверхточной нарезки. Для многоцветного трансфера используются длины 0,3 мм, для простого трансфера – от 0,5 мм до 1,0 мм.

Для рекламных целей существует специальный вид окраски –  флуор. Этот флок даёт эффект свечения в ультрафиолетовом излучении. Наряду с рекламными товарами применяется для изготовления рождественских украшений и денежных купюр. Но флуор обладает меньшей светостойкостью по сравнению с обычным флоком.

Тонкие титры (от 0,55 до 0,9 dtex) применяются при изготовлении упаковки и некоторых косметических товаров. Самый грубый титр (28 dtex) идёт на изготовление искусственной травы в игрушечных железных дорогах.

Хлопок Хлопковый флок бывает только молотым. Он обладает очень низкой износостойкостью. Поверхность очень похожа на искусственную замшу. Преимуществами хлопкового флока являются: низкая цена с одной стороны и высокая степень гидрофильности, что очень выгодно при флокировании внутренней стороны резиновых перчаток. Хлопковый флок применяется также при изготовлении дешёвой упаковки. Титры хлопкового волокна от 1 до 4 dtex.

Полиакрил Полиакрил является самым сложным волокном, как для производства, так и для работы. Полиакрил обладает рядом преимуществ, но с точки зрения современных сфер применения флока, они не интересны. Полиакрил был интересен во время угрозы дефицита вискозного волокна. В настоящий момент долговременное обеспечение вискозой гарантировано.

 Углеродное волокно Флок из углеродного волокна – новая разработка в области материалов для флокирования. Углеродное волокно получают из полиакрилнитрила (PAN) путём оксидирования. Цвет исходного волокна варьируется от бесцветного, белого, жёлтого, оранжевого до чёрного. Чёрные волокна нельзя перекрасить в другой цвет. В настоящее время флок из углеродного волокна производится в титрах 1,7 – 5 dtex.

Флок из углеродного волокна обладает следующими преимуществами:

• он не воспламеняется (остальные волокна требуют специальной обработки).
• углеродный флок не заминается от механической нагрузки при температуре до 400°С. Но при комнатной температуре он менее устойчив к механическому воздействию, чем полиамидный флок.
• углеродный флок при обработке не деформируется (ворс остаётся прямым).
• работать таким флоком со стандартно применяемыми дозаторами достаточно сложно.

Но поскольку речь идёт о новых разработках, конечно  же, изучены не все преимущества этого вида волокна. Углеродный флок интересен в случаях, когда другие виды флока не удовлетворяют техническим требованиям, а относительно высокая цена углеродного флока приемлема для клиента.

Арамид Арамид (торговая марка фирмы Du Pont: Kelvar) – полиамид, обогащённый ароматическими углеводородами с параструктурой. Он жёлтого цвета и его невозможно окрасить. Он разлагается только при температуре 550°С. Поэтому он может быть крайне интересен для специфических технических сфер применения.

Полипропилен Полипропилен – материал, применяемый в большом объёме как для технических целей (например: ковровые покрытия, напольные коврики, армирование бетона), так и для отделки верхней одежды. Но полипропилен уступает другим волокнам по техническим характеристикам.

Последнее время большое  внимание уделяется утилизации материалов. Пластмассовые детали, покрытые полиамидным флоком, очень трудно перерабатывать. Необходимо разделять три материала. Это очень дорого. Полипропиленовая деталь, флокированная полипропиленовым флоком, содержит малую часть адгезива, которая при утилизации и производстве детали из вторичного сырья не имеет значения.

Но из-за преимущества в  утилизации, полипропилен имеет некоторые  недостатки:

• полипропилен плавится при 160°С и становится мягким при 120°С. Это требует более тщательного отношения к сушке.
• полипропилен невозможно окрашивать в волокне. Возможно только покраска в массе больших партий.
• полипропилен уступает полиамиду по заминаемости и износостойкости

Предлагаемая толщина  нитей в жгуте от 3,3 dtex до 70 dtex.

 

1.3 Влияние характера волокна на флок-поверхность

На оптику (внешний вид) флокированной поверхности влияют два параметра: глянец (блеск) и тип волокна. Флок может быть глянцевым, полуматовым, матовым и ультраматовым.

Если все ворсинки стоят  строго перпендикулярно поверхности, при разном падении света или  при рассмотрении под разным углом  мы можем увидеть разный цвет или  разную степень блеска. Явление называется «шанжирование». Чем больше глянец флока, тем сильнее эффект шанжирования. Кроме того, определённую роль играет разница в цвете волокна на срезе и на продольной стороне.

Эффект шанжирования не всегда может быть на руку производителю. Например, при флокировании больших площадей (рулонные материалы) глянцевый флок выявляет даже самый минимальный брак, в то время как матовый флок скрывает неровности. Матовый флок лучше заряжается благодаря реагентам, которые наносятся на ворс для получения матового эффекта.

Глянцевым флоком не рекомендуется флокировать пластмассовые детали. Из-за эффекта шанжирования складывается впечатление, что забивка детали неравномерна. Избежать этого эффекта можно применением матового или так называемого «гнутого флока». Благодаря сгибу ворсинок клиент видит некоторые флочинки сверху, некоторые со стороны. Эффект шанжирования минимизируется. Для сохранения прочих параметров качества (например: износостойкости) работа «гнутым флоком» требует больших затрат на оборудование

Фактурность поверхности (субъективное тактильное ощущение)

Хаптика флокированной поверхности определяется следующими факторами:

• длина волокон
• степень прямоты ворсинок
• качество забивки ворса
• вид обработки флока

Длина ворсинок резаного флока или средняя длина молотого флока определяют высоту ворса и, следовательно, характер флок-поверхности.

Толщину волокна можно  задавать в миллиметрах или микрометрах. Но такая система сопряжена с рядом трудностей. Поскольку невозможна механическая нагрузка без деформации волокон, поперечное сечение волокна не всегда имеет идеальную форму и может колебаться по длине ворсинки.

Поэтому в текстильной  промышленности условились замерять определённую длину мононити (сырьё для дальнейшей нарезки при производстве флока) и взвешивать её. Этот вес в отношении к длине взят за единицу измерения толщины и называется титр. Он имеет следующее обозначение:

 Прежнее обозначение:  вес 9 000 метров нити в граммах  = denier (den)

 Актуальное обозначение:  вес 10 000 метров нити в граммах  = Dezitex (dtex)

 Возможное обозначение:  вес 1000 метров нити в граммах  = Tex (tex)

Все единицы измерения  можно переводить. Пример: 1000 метров мононити весит 0,33 гр, соответственно. Таким образом, волокно имеет толщину –0,33 tex = 3 den = 3,3 dtex

Во флок-отрасли чаще всего применяется единица измерения dtex. Толщина волокон, применяемых для производства флока, лежит в диапазоне от 0,55 до 44 dtex. Сопротивление ворса механической нагрузке зависит от толщины и длины флока.

На качество флок-поверхности влияет также плотность забивки ворса. Чем реже забивка, тем хуже поверхность на ощупь и ниже износостойкость.

Нельзя также упускать из виду влияние обработки на хаптику флок-поверхности. Существуют жёсткие и мягкие виды обработки.

Наряду с круглым поперечным сечением волокна существует также  так называемый трилобал. Трилобал несколько стабильнее на сгиб при тех же титрах. Единственное отличие от флока с круглым сечением  - трилобал более глянцевый за счет иного переломления света.

 

1.4Хранение флока

Для применения в качестве сырья для электростатического  флокирования резаные волокна подвергаются специальной обработке. В отличие от других обработок текстильных материалов, эта придает флоку хорошую электрическую проводимость. Проводимость существенно зависит от относительной влажности воздуха в помещении, где хранится флок и происходит флокирование. Заливание водой, замерзание (падение температуры ниже 0°С), сильный нагрев и выцветание приводят к необратимым изменениям, т.е. к порче флока. Необходимая рабочая проводимость флока достигается только при наличии влажности.  При хранении в сухом помещении или длительной перевозке, влага может испариться с поверхности флока.

Поэтому флок необходимо хранить при температуре 15 – 25°С, относительной влажности воздуха 60 - 65%, в тёмном помещении в таре с максимальной герметичностью. Для сохранения показателей проводимости и сыпучести флок должен храниться в плотно закрытой таре (завязанный в полиэтиленовый пакет, помещённый в картонную коробку), при этом условии показатели проводимости и сыпучести изменяются гораздо медленнее при колебаниях климата. Если условия хранения все же отличаются от оптимальных, то флок, с которым намечается работа, должен отлежаться в помещении с нормальными условиями в течение 24 часов. Эта операция необходима и после транспортировки в холодное или очень жаркое время года.

Следует обращать внимание и на складирование флока. При складировании в мешках нужно учитывать, что под действием собственного веса флок спрессовывается, и его сыпучесть ухудшается (спрессованные комочки не всегда распадаются в электрическом поле). Если флок хранится в коробках из твердого картона, то их можно хранить штабелями любой высоты.

 

2.Флокирование в полиграфии

 

Флокирование (от англ. flocking — клочок, пучок, шерстяные очески, хлопчатобумажные очески) — процесс покрытия флоком. Состоит в покрытии поверхности определенной формы, предварительно смазанной клеем, нарезанными текстильными волокнами. Методы покрытия в прежние времена были разными, а в настоящее время это делается под воздействием электростатического поля, получаемого с применением флокатора(Рис 1.1). Нарезанные волокна (мононити), так называемый «флок», получают из сырья различного происхождения (шерсть, хлопок, полиамид, вискоза, акрил и т. д.). Они бывают разной длины, разных цветов и разной толщины. Для электростатического флокирования волокна, в процессе химической активации (сразу после крашения), обрабатываются специальными электролитами. Только активированные волокна флока в электростатическом поле флокатора ориентируются перпендикулярно поверхности клея «ёжиком».

 

Рис1.1 Флокатор генерирует (вырабатывает) высоковольтное отрицательное электростатическое поле, необходимое для флокирования активированными волокнами флока. Флокаторы бывают ручными и стационарными.

Флокирование бывает сплошным и выборочным. Флоком могут покрываться любые объекты по форме, материалу, структуре (плоские или объёмные). При сплошном флокировании клеем покрывается вся поверхность флокируемого объекта полностью. При выборочном (или частичном) флокировании клеем покрывается только часть (или части) поверхности объекта, используя трафаретные методы.

Существует 2 типа флока:

флок некалиброванный, «под замшу» (молотый) или флок с волокнами разной длины;

калиброванный флок (резанный), нити которого нарезаны с высокой точностью (стандартными длинами для калиброванного флока являются от 0,2 мм до 5 мм).

Следуя природе и размеру  используемых текстильных нитей, возможно получение следующих видов флокирования:

• замшевый;
• бархатный;
• войлочный.

Флок-печать, печать флоком, флокирование в полиграфии - разные названия одного процесса - нанесения вертикально ориентированного ворса на бумагу или картон.