ФЛОКИРОВАНИЕ

Флокирование – процесс нанесения флока (ворса) на материалы.

Флок – специализированное понятие, во многих языках означающее коротко порезанные текстильные волокна для нанесения бархатных покрытий. Характеристики флока: устойчивость к механическому воздействию, стойкость к воздействию света, воды, растворителей, моющих средств, стойкость к перепадам температуры и многое другое.

Способ флокирования является общим и выглядит следующим образом: на подложку наносится слой клея, и подложка помещается в электростатическое поле, в котором флок начинает движение и внедряется вертикально в клеевой слой. Сегодняшнее применение флокирования не знает границ. Флокировать можно: металл, дерево, керамику, текстиль, бумагу, пластик. Хитрость только в правильном подборе флока и клея под конкретную основу. Преимущества флока:

препятствует образованию водного конденсата (например, крыши палаток, ангары, трейлеры);

усиление крутящего момента без трения (сцепление в магнитофонах);

механическая шумоизоляция;

шумопонижение в звуковых студиях благодаря флокированным стеновым панелям;

прекрасное скольжение (флокированный резиновый профиль);

мягкость на ощупь (ручки инструментов);

теплоизоляция и термическая стабильность (бигуди, печки для сауны);

придание изделию и упаковке эксклюзивного, привлекательного внешнего вида.

Флок

Флок (ворс) - группа коротко нарезанных волокон определённой, заданной длины. Волокна для изготовления флока могут быть различны по своей природе. Для электрофлокирования наиболее распространены полиамидные, вискозные, полиэфирные, акриловые и ацетатные волокна.

Полиамидный ворсовый покров обладает привлекательным внешним видом и хорошим упругим восстановлением после снятия нагрузок. Обладает высокой износостойкостью.

Вискозный флок хорошо окрашивается, физико-химическая обработка проста, но для ворса характерна сминаемость под действием нагрузок.

Полиэфирный ворс обладает хорошей стойкостью к истиранию и особенно высокой устойчивостью к воздействию влаги и УФ-лучам. Но эти волокна сложно окрашивать и это ограничивает цветовое многообразие.

Ацетатный ворс по сравнению с вискозным менее износоустойчив, сминаем, но сравнительно термостоек и термопластичен. Используется в основном для искусственного меха.

Равномерность флока по длине

Ворс в электростатическое поле в большинстве известных способов вводят  через сита. Размеры ячеек подбирают в соответствии со средней длиной применяемого ворса. При большом отклонении  длины отдельных ворсинок от средней создаются условия для их неравномерного прохождения.

Соотношение длины и толщины флока

Соотношение длины и толщины отдельных ворсинок влияет на жёсткость при изгибе. Короткий толстый ворс - получаются поверхности, более стойкие к истиранию, а материал приобретает более жёсткий, щетинистый вид, малопригодный для одёжных изделий с флокированным рисунком.

Обработка флока

Без предварительной химической подготовки волокна не могут быть использованы для получения качественных материалов. Волокна являются хорошими изоляторами и маловосприимчивыми к действию электрического поля: они слабо поляризуются, а значит, плохо ориентируются вдоль силовых линий поля, приобретают незначительный электрический заряд, вследствие чего медленно перемещаются по направлению к поверхности флокируемого материала, покрытого клеем. Для хорошего флокирования ворсу придают определённую электропроводность путём обработки его электролитом и поверхностно-активным веществом.

Химическая обработка повышает разделяемость волокон и их сыпучесть. Последняя обеспечивает равномерную подачу ворса в зону флокирования, повышает степень его ориентации, устраняет «свойлачивание» и образование комков в бункере флокатора.

Клей для флокирования

Требования, предъявляемые к клеям:

электрическая проводимость;

большое время жизни;

открытое время - количество минут, необходимое для нанесения клея на всю поверхность изделия до его флокирования. Чем больше этот показатель, тем меньше вероятность получения непрокрашенных мест, и, как следствие, более качественное нанесение флока без проплешин и следов;

низкое поверхностное натяжение даёт возможность легко проникать волокнам в клей и обеспечивать их прочное закрепление в нём.

Способы и устройства для нанесения клея

В зависимости от назначения изделия и свойств клеевой композиции нанесения клея можно производить следующими способами:

кистью или валиком

ракельный способ

способ погружения

нанесение клея  с помощью пульверизатора

нанесение клея с помощью сетчатого шаблона

Выбор клея

Повышенная вязкость клея недопустима. Это не только затрудняет при флокировании проникновение ворсинок в клей, но и осложняет печать: клей плохо проходит сквозь сетку.

Одно из основных требований к клею - его лёгкая очищаемость с шаблона без повреждения трафаретного слоя.

Иногда клей окрашивают в цвет ворса, чтобы таким образом создать оптический эффект высокой плотности ворсового покрова. Кроме того, подкрашивание дает возможность визуально проконтролировать толщину нанесения клея и глубину проникновения в основу ворса.

Выбор режимов сушки и термофиксация зависит от выбранного клея.

Технология флокирования

Работа флокатора заключается в сообщении электрического заряда предварительно подготовленному ворсу для ориентированного нанесения его на поверхность изделия, покрытое клеем. Электрическое поле образуется между распыляющей головкой бункера  флокатора, на которую подаётся высокое напряжение 40-60 кВт и изделием, помещённым на заземлённый экран.

При флокировании больших поверхностей важно, чтобы обрабатываемые поверхности были предварительно загрунтованы. Сушку  таких поверхностей, как правило, осуществляют на воздухе.

                Последовательность процесса флокирования

Для устранения неровностей или для предотвращения проникновения клея в поры материала, его поверхность предварительно грунтуют Если поверхность является гладкой и без пор, то надобности в нанесении грунта нет. После этого на подготовленную таким образом поверхность основы наносится заранее приготовленный клей сплошной плашкой или по форме узора. Затем на неотверждённую поверхность клея наносят волокна с использованием сил электрического поля, которые образуют на ней ворс. Заряженный электростатическим полем флок летит и впивается в клеевую основу перпендикулярно поверхности. Флокирование важно начинать не позднее 3-4 минут после нанесения клея, иначе на поверхности образуется плёнка из клея с изменённым поверхностным натяжением, из-за чего флоку труднее воткнуться в клей. В процессе последующей сушки клей отверждается, в результате чего ворс закрепляется на основе. После формирования ворсового покрова незакрепившиеся в клее волокна удаляются пылесосом (поставлен на выдув), а материал высушивается в естественных условиях или принудительно в сушилке. На практике ворсовое покрытие можно нанести на поверхности различной формы (плоские, объёмные, рельефные) и химической природы (металл, стекло, ткань, дерево, пластмасса и другие). Флокированные поверхности можно подвергать таким видам отделки, как печать и тиснение.

Контроль качества

Качество флокируемых изделий проверяется визуально. Слой флока должен быть сплошным, без проплешин и «вулканов». Осмотр проводится при дневном свете.

Безопасность труда

Наибольшую опасность в санитарном и пожарном  отношении представляет флоковая пыль, которая может попасть в  органы дыхания и на кожу человека. Для защиты органов дыхания необходимо пользоваться респираторами или специальными масками.

Оборудование

Все линии для флокирования на рулонных материалах состоят приблизительно из одинаковых компонентов: размоточная машина; накопитель; клеенаносящая машина; флокатор; устройство предварительной очистки; сушилка; охлаждающая машина; устройство заключительной чистки; накопитель; устройство для объединение в партии.

На современных линиях транспортеры оборудованы программируемым электронным контролем. Современная скорость выпуска на линиях не превышает 30 м/мин. На линиях, на которых скорость выпуска составляет 10-15 м/мин., оборудованы устройствами, измеряющими толщину слоя адгезива, вес флока и соответственно регулирующими эти параметры. Низкая автоматизация и обработка ручными приспособлениями свойственна, конечно же, производству отдельных деталей или предметов, а не рулонных материалов.

При выборе оборудования для флокирования руководствуются формой изделия и объемами производства. При флокировании изделий не очень сложной формы в малом количестве вполне достаточно мини-флокатора. Для изделий сложной формы, имеющих вогнутые поверхности используют флокатор с дополнительной подачей флока воздухом в зону флокирования (пневмофлокатор). При флокировании изделий простой формы и в большом количестве используют стационарные флок-машины.

При малотиражном производстве изделий произвольной формы используют следующую технологию и оборудование:

нанесение кистью или валиками клея на основе растворителей с большим открытым временем;

флокирование мини-флокатором;

сушка при комнатной температуре в течение 24 часов.

При среднетиражном производстве (например, флокирование бутылок):

помимо кисти и тампона следует рассмотреть и метод окунания. В этом случае можно использовать воднодисперсионный клей с открытым временем 3-5 мин;

для флокирования применяется мини-флокатор или камера объемного флокирования;

сушка производится при комнатной температуре или в сушильном шкафу.

При массовом производстве (например, коробочки для ювелирных изделий):

предпочтительно распыление воднодисперсионного клея;

для флокирования применяется стационарная флок-машина;

для сушки используется проходная печь.

Возможности применения флокированных материалов с точки зрения декоративности или функциональности

обозначения: Д - декоративный эффект; А – акустический эффект; Т – термический эффект; О – оптический эффект; М – механический эффект.

Многоцветное флокирование штучных изделий

с четкими границами между цветами

Применение – вымпелы и флажки, рисунки на футболках и рабочей одежде, шевроны и коврики для "мышек" и т.д. Принципиальным отличием многоцветной печати флоком от обычной многоцветной печати красителями является то, что клеевая плашка наносится сразу на весь рисунок, а матрицы, формирующие цвета, располагаются на некотором расстоянии от изделия. Можно сказать, что в данном случае форма трафаретной печати используется как маска. Флок в электростатическом поле ориентируется вертикально к подложке, и в этом случае сетка, расположенная над изделием, становится прозрачной для него.