Поиск


ЖУРНАЛ "ТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕКСТИЛЬ" №37

                    ( читать ... )

ЖУРНАЛ "ТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕКСТИЛЬ" №36

                    ( читать ... )

Ссылки партнеров

Нетканых, искусственных и композицион. материалов


Технологии/Нетканых, искусственных и композицион. материалов/Электрофлокирование: новые возможности

Электрофлокирование: новые возможности

30 января 2001
Рынок легкой промышленности №9, 2001

Иванов Олег Михайлович

 

Высокая технология с низкими затратами

Технология электрофлокирования (или, проще говоря, флокирования) заключается в нанесении ворса (флока) на поверхность, предварительно покрытую клеем, в электрическом поле высокого напряжения. Требующееся напряжение (30...100 кВ) может испугать, однако мощность источников напряжения, применяемых в этой технологии, гораздо меньше опасных значений. Электрическое поле необходимо для того, чтобы ворс подлетал к поверхности клея перпендикулярно и с высокой скоростью. Это происходит благодаря специальной обработке ворса, который в электрическом поле заряжается, ускоряется и ориентируется. В результате получают поверхность, похожую на велюр или бархат, если ворс короткий и тонкий (0,5...1 мм, 0,9...3,3 дтекс) или, например, на ковровые покрытия, если ворс длинный и толстый (3...5 мм, 6,7...22 дтекс).

В последние десятилетия технология флокирования весьма быстро развивается: растут объемы производства, расширяется ассортимент. Если за  критерий принять количество производимого ворса,  то с конца 1970-х годов до первой половины 1990-х ежегодный объем  флокированных материалов вырос с 25000 до 60000 т. В последнее время наблюдается некоторое снижение темпов роста по этому показателю, связанное с переходом потребителей флока на использование более тонких волокон. При этом поверхностная плотность ворса на материале значительно снижается, его расход уменьшается, а флокированные площади растут.

Мир флока

Настоящие фавориты рынка - флокированные  обивочные материалы,  которых только в США выпускают примерно 150-170 млн. погонных метров в год. Из них 70% экспортируется. В России одним из наиболее крупных и успешных поставщиков американских обивочных флоков является фирма  Лэзертач. В этом сегменте рынка обычный ворс с линейной плотностью 3,3 дтекс постепенно замещается более тонким - 1,7 и даже 0,9 дтекс. Такой материал, конечно, дороже, но настолько мягок и пушист, что может поставить в тупик даже эксперта, которому, порой, трудно определить, флок ли это?

Уже более 30 лет особое место на рынке занимает  флокированная пряжа.  Она представляет собой стержневую нить, покрытую тонким слоем клея,  в котором радиально с высокой плотностью закреплен ворс длиной 0,5...1,0 мм. Технология ее производства и соответствующее оборудование впервые были разработаны в Германии. Первая держалась в секрете, второе успешно продавалось вместе с сырьем. Расход такой пряжи стоимостью около 16 USD/кг,  линейной плотностью 200...300 текс составляет 150-300 г/м2 ткани.

Объемная структура флокированной пряжи способствует высокой воздухопроницаемости и низкой теплопроводности выработанной из нее ткани. Кроме того, эта ткань обладает хорошей износостойкостью, легко чистится от загрязнений и позволяет производителям выбирать и реализовывать разнообразные цветовые решения и переплетения (рис. 1). Используют такие ткани главным образом как обивочные (прежде всего, для изготовления сидений автомобилей высокого и среднего класса), а пряжу даже для ручного вязания

Кроме того,  за последние 10-15 лет разработаны варианты технологии и оборудования для получения одно- и многоцветных флокированных рисунков, которыми украшают женскую и спортивную одежду. Технология флокирования также нашла свое применение в обувном и кожевенно-галантерейном производстве, для выпуска листов специального пластика,  используемого в целях упаковки и оформления экспозиций. Мы сегодня уже не можем представить себе автомобиль без флокированных оконных уплотнителей, накладок, панелей, внутренности перчаточного ящика.

Трудно перечислить все возможности применения технологии флокирования при изготовлении обычных изделий: бигуди, флаконы для косметики, упаковки для ювелирных изделий, бижутерии и сувениров, широкий спектр игрушек, элементы пластиковой и металлической мебели, вешалки, футляры для разнообразных изделий, манекены.

Сырье

Один из важнейших компонентов технологии флокирования -  ворс. Он должен быть не только качественно окрашен и ровно нарезан, но и специальным образом химически обработан для приобретения заряда, ориентации и движения в электрическом поле. В настоящее время его производят в самых разных странах мира. Крупнейший отечественный производитель флока и флокированных тканей - АООТ  Икофлок  (С.-Петербург). К сожалению, в последние годы оно работает не на полную мощность и в основном по заказам. Между тем, здесь действует достаточно качественное импортное оборудование,  работают опытные специалисты. Кроме того, выпуск флока в последнее время освоил целый ряд небольших предприятий.

Сейчас в России можно приобрести ворс разного качества по цене от 12 до 30 USD/кг как импортный, так и отечественный. Естественно, надо иметь в виду, что у зарубежных поставщиков ворс целесообразно заказывать только большими партиями. Расход флока составляет 80...300 г/ г/м2 флокированной поверхности (при длине ворса 0,5...5 мм). Выбор ворса, конечно, зависит от вида продукции и требований,  предъявляемых к ворсовой поверхности.

Адгезив

Основа и флок соединяются посредством адгезива (клея), который наносят разными способами: кистью, валиком, распылением, через сетчатые шаблоны. В текстильной промышленности можно встретить клеи в основном на основе водных дисперсий. Обычно это акриловые и полиуретановые дисперсии, которые обеспечивают достаточно высокую устойчивость к влажной и химической чистке, истиранию и при этом обладают высокой эластичностью. Поскольку количество используемых материалов основы для флокирования огромно, ясно, что нет (и не может быть) универсального клея на все случаи жизни. Поэтому производители предлагают разнообразные базовые рецепты на основе дисперсий и на основе растворителя.

Отметим, что стоимость аналогичных отечественных водных дисперсий вполне соизмерима с импортными (обычно в пределах 1...2 USD/кг), между тем, за рубежом предлагается широкий спектр клеев, предназначенных специально для флокирования. Если выбирают клеи на основе растворителя, всегда имеет смысл сначала опробовать возможные отечественные клеи. Дело в том, что стоимость такого рода импортных адгезивов составляет от 10 до 20 USD/кг. Однако надо отметить, что такие клеи в ряде случаев можно значительно удешевить, разбавив растворителем без ухудшения их потребительских свойств.

Оборудование

Особо привлекательно то, что границы реализации технологии флокирования достаточно широки: от использования сравнительно простого и дешевого оборудования (ручных флокаторов) - до работы на сложных высокопроизводительных линиях. Между этими границами предлагается целый спектр разнообразного оборудования: электропневмофлокаторы, сочетающие использование электрического поля с подачей ворса посредством воздушного потока; флокаторы камерного типа, в которых флок наносится в специальной камере, а ворс подается из бункера с сетчатым дном посредством вибрации или протирания щетками.

Ряд российских фирм освоил выпуск разнообразных ручных флокаторов, безопасных и во многом не уступающих зарубежным аналогам, но значительно более дешевых (от 400 до 1000 USD). Конструктивно такое устройство, как показанный на рис. 2 флокатор фирмы  Maag Flockmaschinen GmbH   стоимостью 2000 USD, представляет собой высоковольтный блок с ручками управления, индикацией напряжения (иногда и тока), высоковольтным кабелем и аппликатором (наносителем) в виде бункера для ворса с рукояткой. Подобные флокаторы предназначены для нанесения ворса на самые разнообразные изделия, объем выпуска которых колеблется от нескольких десятков до сотен штук в смену в зависимости от размера и сложности.

Не следует, конечно, забывать, что для  производства флокированных изделий надо иметь также оборудование для сушки, нанесения клея и очистки готовой продукции от незакрепившегося ворса. Это, правда, далеко не всегда связано с приобретением дорогого дополнительного оборудования, особенно на первых порах. Важно при освоении технологии не наделать серьезных ошибок, чреватых потерей времени и денег. Практически любой ассортимент изделий требует определенной технологической проработки, который, в частности, накоплен на нашей кафедре.

Наш ответ немецкому флоку


Расскажу о некоторых наших последних разработках. Одной из самых крупных и перспективных работ последних лет можно считать создание технологии производства флокированной пряжи, о которой было упомянуто выше. По ряду существенных параметров она превосходит немецкую. В частности, скорость флокирования составляет 25...30 м/мин. против 12...15 м/мин. при более высокой плотности ворса, а значит, большей износостойкости пряжи. К сожалению, изготовление полномасштабной линии на одновременный выпуск 100 нитей обойдется слишком дорого, и найти заказчика затруднительно.

Поэтому недавно мы проработали гораздо более дешевый вариант.

Предлагается оборудование, рассчитанное на одновременный выпуск 20 флокированных нитей со скоростью 10...12 м/мин. Такая линия с производительностью до 16 т пряжи в год имеет значительно меньшие габариты и энергопотребление, а ее стоимость почти в 10 раз ниже стоимости полномасштабной линии.

Другая разработка -  новая технология получения многоцветных ворсовых узоров на плоских и объемных изделиях.  В настоящее время существует два основных способа получения таких рисунков на плоских изделиях. Первый: сначала на эти изделия наносят однотонное ворсовое покрытия, а затем печатают по ворсу краской через сетчатые шаблоны.

Второй способ более сложный. Клеевой слой наносят на всю поверхность будущего рисунка, а затем сквозь сетчатые шаблоны проводят последовательное флокирование ворсом разного цвета. Вы можете представить себе необходимую точность работы оборудования. Ворс разного цвета должен заполнить всю площадь рисунка без пропусков и наложений. Для этого поверхность сетчатых шаблонов располагают на высоте не более 1 мм от поверхности клея, а границы разных цветов при последовательных нанесениях должны совпадать с точностью до десятых долей миллиметра. Карусельные установки для реализации второго способа производят в Германии. Их настройка дело крайне кропотливое и долгое, а шаблоны в процессе работы надо периодически промывать от клея.

Наша новая технология гораздо проще в реализации, чем существующий способ многоцветного флокирования, она не требует дополнительного оборудования и сырья для печати краской. Правда, сразу следует отметить, что с ее помощью можно получать только геометрические или абстрактные узоры. Достоинство этой технологии в простоте оборудования и оснастки. С ее помощью узоры можно получать как повторяющиеся, так и эксклюзивные. Вид узора можно изменять буквально на каждом следующем образце. Но самое главное преимущество разрабатываемой технологии в том, что она впервые позволит создавать многоцветные ворсовые узоры на объемных изделиях (рис. 3). Подобный результат невозможно получить ни одним из упомянутых способов.

ПОХОЖИЕ СТАТЬИ