Основные требования к клеям.

Здравствуйте!

Продолжаем тему флокирования и сегодня рассмотрим адгезивы для флокирования.

Клей является важнейшей составной частью электрофлокированного материала. Он определяет не только качество всего материала (его износостойкость, теплопроводность, поверхностную плотность и т. д.), но также влияет на технологию и оборудование электрофлокирования, определяет его производительность, стоимость, безвредность для обслуживающего персонала и окружающей среды.
Требования, предъявляемые к клеям:
- электрическая проводимость;
- большое время жизни;
- открытое время;
- низкое поверхностное натяжение.
Электрическая проводимость необходима для отвода электрических зарядов, неизбежно появляющихся на поверхности материала при электрофлокировании. Значительная продолжительность жизни клея является важным технологическим параметром, позволяющим заготавливать необходимые запасы клея без ухудшения его свойств до момента использования. Открытое время - это 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 клея даёт возможность легко проникать волокнам в клей и обеспечивать их прочное закрепление в нём. Ниже приведены значения поверхностного натяжения б (в мДж/м²) для ряда плёнкообразователей, найденные экспериментально или расчётным путём.

Пентафталевые или глифталевые смолы - 36
Поливинилацетат - 39
Полибутилметакрилат - 40
Ацетобутират целлюлозы - 42
Поливинилбутираль - 53
Каучуки - 57

Поверхностное натяжение клеёв (б), представляющих растворы полимеров (приведённых выше), во многом определяется природой растворителей. Для большинства наиболее употребляемых растворителей б=22-36 мДж/м². С увеличением содержания растворителей поверхностное натяжение клея, как правило, уменьшается. Наиболее высокие значения поверхностного натя-жения имеют клеи, в которых дисперсионной средой или растворителем служит вода, так как для воды б=72,7 мДж/м². Такие клеи плохо смачивают гидрофобные и плохо обезжиренные поверхности; кроме того, при нанесении таких клеёв кистью могут оставаться следы от волосков, которые не растекаются и образуемая флокированная поверхность будет иметь дефекты. Наряду с этими общими требованиями существуют специальные, предъявляемые к адгезивам в каждом конкретном случае, например, требование вязкости, цвета, водорастворимости.

СПОСОБЫ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ КЛЕЯ.

В зависимости от назначения изделия и свойств клеевой композиции нанесения клея можно производить следующими способами:
-кистью или валиком
наносить на поверхность изделия клей лучше всего мягкими кистями (пони No.1-9) и валиком типа "велюр". Избыток клея с валика или кисти необходимо снимать, используя для этого кювету, представляющую собой ёмкость для клея и площадку с ребристой поверхностью для скатывания избытка клея.
Таким методом можно нанести клей под флок на любые сложные поверхности: в углублениях и выпуклых местах используя кисть, а на плоских - валик.
-ракельный способ:
Клей наносится на изделия плоской конфигурации ракелем, состоящей из деревянной ручки и вставленного в неё полиуретанового полотна.
Толщина и чёткость отпечатка зависит от угла наклона ракеля. Большой наклон ракеля (60º-80º) к поверхности изделия обеспечивает меньшую толщину отпечатка и лучшую чёткость, а меньший наклон ракеля (менее 45º) обеспечивает большую толщину и меньшую чёткость изображения.
-способ погружения
Применяется для нанесения клея на поверхность объёмных изделий. Изделие погружают на определённую глубину и после извлечения выдерживают некоторое время для стекания клея. Время выдержки для стекания подбирается в зависимости от конфигурации изделия и вязкости клея.
-нанесение клея с помощью пульверизатора.
Клей наносится в специальной камере, снабжённой вентилятором для отсоса паров растворителя. Обычный клей должен иметь вязкость 18-20 с. (по вискозиметру В3-4), давление сжатого воздуха в магистрали его подачи - 2-3 атм. Пульверизатор может быть любой марки. Для водных клеёв он должен быть сделан из нержавеющих материалов.
-нанесение клея с помощью сетчатого шаблона.
Сетки для трафаретов изготавливают из металлических, шёлковых или синтетических нитей. Выбор того или иного материала обусловлен комплексом физико-механических свойств, необходимых в печати.
Сегодня для изготовления шаблонов используют почти исключительно ткани из синтетических волокон, главным образом из полиэфирных и полиамидных мононитей. Чистота и гладкость ячеек шаблона создают основу для хорошего протока печатного состава. Очистка шаблонов после печати не представляет трудностей, кроме того, такие сетки дешевы. Под флок годится полиамидная сетка с номером ячейки 36-42.
Для изготовления плоских шаблонов сетчатую ткань натягивают на раму. Рамы могут быть деревянными, пластмассовыми или металлическими. Наиболее распространены деревянные. Недостатком деревянных является их деформация под действием влаги, температуры и механических нагрузок. Клей продавливается на изделие через шаблон ракелем с ручным или механическим приводом. Необходимо следить за тем, чтобы поверхность стола, на котором производится нанесение клеевого рисунка была достаточно ровной. В противном случае все неровности стола исказят требуемый рисунок. При использовании трафарета необходимо, чтобы последний был плотно прижат к поверхности обрабатываемого изделия. Тогда клей чётко наносится на изделие, копируя рисунок на трафарете.
При выборе клея нужно учитывать возможность печати им при помощи сетчатого шаблона. Для нанесения клеевого рисунка необходимо, чтобы клей продавливался через шаблон и образовывал четкий отпечаток на основе, не растекаясь по ней, имея необходимую высоту для проникновения и закрепления в нём ворсинок флока. В случае текстиля, смачивая гигроскопичную основу ткани и образуя равномерную плёнку, клей в то же время не должен пропитывать её. В противном случае увеличивается жёсткость готового материала. Повышенная вязкость клея недопустима. Это не только затрудняет при флокировании проникновение ворсинок в клей, но и осложняет печать: клей плохо проходит сквозь сетку. Клей не должен образовывать пузырей в момент отделения шаблона от печатаемой основы, а также при термофиксации.
Одно из основных требований к клею - его лёгкая очищаемость с шаблона без повреждения трафаретного слоя. Если шаблон не почистить как следует, рисунок будет искажён. После применения клей нужно аккуратно снять с шаблона шпателем и переложить в отдельную ёмкость. После этого прочистить отверстия шаблонов сильной струёй воды (в случае вододисперсионных клеёв). Тщательный визуальный контроль на свет сразу покажет, в каких местах шаблон загрязнён. После применения клеёв на растворителях также сначала необходимо удалить остатки клея с шаблона, положить шаблон печатной стороной на впитывающую бумагу (можно газету), а затем растереть поверхность мягкой тряпкой. При этом клей и растворитель вдавливаются во впитывающую подложку. Растворитель, естественно не должен растворять копировальный слой шаблона.
Если печать прерывается, независимо от используемого клея, необходимо или полностью очистить шаблон, или покрыть его рисунок толстым слоем клея, не продавливая его насквозь, закрыть смоченной в растворителе или воде (в зависимости от основы клея) тряпкой. В противном случае открытая сетчатая поверхность быстро подсохнет и ухудшит резкость контуров при последующей печати.
Иногда клей окрашивают в цвет ворса, чтобы таким образом создать оптический эффект высокой плотности ворсового покрова, что особенно важно при печати на тёмных эластичных основах. Кроме того, подкрашивание дает возможность визуально проконтролировать толщину нанесения клея и глубину проникновения в основу ворса. После изготовления трафарета и подбора клея, необходимо подобрать ракель. Обычно толщина ракеля составляет 8-10 мм. Высота ракельного полотна над ручкой ракеля 10-12 мм. Длина ракеля должна на 20-50 мм превосходить ширину наносимого изображения.
Переносится изображение на поверхность изделия быстрым движением ракеля (без замедления и остановок). Наклон ракеля к печатной форме 60º-80º. Давление на ракель при печати должно быть умеренным, подбирается опытным путём каждым мастером.
После нанесения изображения и флокирования изделия складываются на приспособления во избежание соприкосновения с невысохшим клеем других изделий и смазывания рисунка. Выбор режимов сушки и термофиксация зависит от выбранного клея.

Ну вот мы и подошли к самому процессу нанесения флока на изделие. Это самый ответственный момент в технологическом процессе, поэтому нужно хорошо его изучить.

Прежде всего, то изделие, на котором требуется создать ворсовую поверхность, подготавливается к процессу электрофлокирования. Для устранения неровностей или для предотвращения проникновения клея в поры материала, его поверхность предварительно грунтуют (относится к таким материалам, как дерево, ДСП, ДВП, фанера, гипс и т.д.) 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. Затем на неотверждённую поверхность клея наносят волокна с использованием сил электрического поля, которые образуют на ней ворс. После этого 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).

СУЩНОСТЬ ЭЛЕКТРОФЛОКИРОВАНИЯ.

Сущность электрофлокирования 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. Электрический заряд волокна приобретают в зоне коронирующих кромок головки бункера флокатора.
Рациональная конструкция бункера должна обеспечивать:
-равномерную подачу ворса во времени и по площади бункера;
-достаточное время флокирования одной загрузки;
-интенсивную подачу ворса, обеспечивающую высокую плотность его нанесения и высокую скорость флокирования;
-удобство обслуживния и надёжность работы флокатора.
Если изделие сложной конфигурации или сильный диэлектрик, то процесс флокирования и сдувания пылесосом незакрепившихся волокон можно повторить 2-3 раза до получения однородного плотного покрытия. При нанесении ворса на большие поверхности электропроводность клея должна быть достаточной для создания из клеевого слоя заземлённой поверхности. Можно использовать и специальный заземлённый электроотвод, который выполняется из металлической фольги и помещается за флокируемым изделием. При флокировании больших поверхностей важно, чтобы обрабатываемые поверхности были предварительно загрунтованы. Сушку таких поверхностей, как правило, осуществляют на воздухе.

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ФЛОКОВЫХ ПОКРЫТИЙ.

Данное пособие не включает в себя анализ всех выпускемых флокаторов, а даёт подробное описание выпускаемого мной флокатора и порядок работы на нём.

-В первую очередь необходимо заземлить блок источника высокого напряжения флокатора через клемму "земля" на земляную шину помещения;
-Надеть бункер на фиксатор штанги.Убедиться в надёжности фиксации.
-Загрузить флок в бункер.
-Подключить флокатор в сеть переменного напряжения
220 В, 50 гц.
-Включить напряжение питания тумблером "сеть", при этом должен загореться индикатор "сеть".
-Нажать кнопку запуска флокатора для подачи высокого напряжения, при этом на панели флокатора загорается красный индикатор высокого напряжения. Ручкой регулировки высокого напряжения установить необходимый режим флокирования, после чего отключить высокое напряжение, отпустив кнопку штанги.
-Поднести бункер флокатора к покрытому клеем и помещённому перед рабочим экраном изделию на расстояние 5-10 см., включить нажатием кнопки высокое напряжение и произвести флокирование, слегка потряхивая бункер с флоком до получения равномерного покрытия.
-По окончании работы отключить флокатор от сети и разрядить фиксатор от остаточного заряда на заземленном экране.

РАБОЧЕЕ МЕСТО.

Изделие с нанесенным на него клеем в зависимости от его конфигурации положить на горизонтальный экран или подвесить на двигающийся металлический экран в коробе. Включить вентиляторы. И затем произвести флокирование. Экран и должны быть заземлены. Избыток флока, незакрепленный на изделии, сдувается пылесосом и затягивается вентиляторами в тряпочные мешки. Мешки необходимо сшить из воздухопроницаемой ткани, не пропускающей флок.

ТЕХНОЛОГИЯ ФЛОКИРОВАНИЯ.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ
1.Подготовка поверхности.
Подготовка поверхности изделия зависит от материала, из которого оно изготовлено.
1.1.Гипсовые и деревянные поверхности (ДВП, ДСП, фанера) грунтовать необходимо из-за наличия большого количества пор. Изделие можно не грунтовать только если оно имеет небольшой размер (10х10 см). В качестве грунта можно использовать различные материалы, но такие, чтобы последующий клей был совместим с грунтом. Грунтовать деревянные и гипсовые поверхности наиболее целесообразно с практической точки зрения пентафталевыми эмалями. Наибольшую электропроводность из выпускаемых сейчас имеет половая краска ПФ-266 желто-коричневого цвета. В неё для устранения желтизны добавляют ПФ-115 чёрную в пропорции ПФ-266:ПФ-115 3:1. При длительном хранении пентафталевых красок растворитель (уайт-спирит) улетучивается и краска становится вязкой, равномерное её нанесение затрудняется. В этом случае краску необходимо разбавить уайт-спиритом. Однако слишком жидкая краска - плохая основа для флока, поэтому очень важно правильно выбрать вязкость. По вискозиметру она должна составлять 40-50 с. Данная краска является и хорошим грунтом, и при втором нанесении хорошим клеевым составом для флока. Необходимо отметить, что перед нанесением второго слоя краски грунт должен высохнуть. В случае с водными клеями растворителем является вода. При флокировании ламинированых деревянных поверхностей грунтовать изделие не нужно.
1.2.Пластмассовые изделия и изделия из оргстекла перед нанесением клея нужно протереть моющим составом для снятия жировых загрязнений, смазок от форм и мигрирующих в процессе хранения изделия составляющих пластмассы к поверхности. В качестве обезжиривающего состава можно использовать тринатрий фосфат. Растворить тринатрий фосфат в тёплой воде из расчёта 5 гр.на 1 литр. Обезжиривать можно с помощью ветоши или окунанием. После обезжиривания перед нанесением клея и флока поверхность изделия должна высохнуть.
1.3.Металлические изделия необходимо обезжиривать уайт-спиритом, скипидаром или другим имеющимся растворителем. Большие поверхности рекомендуется грунтовать аналогично п. 1.1., 1.2.
1.4.Стеклянные поверхности необходимо обезжирить моющими составами аналогично п. 1.3.,1.2.

2.2.Подготовка клея.
В зависимости от назначения флокируемого изделия важно правильно подобрать клей.
Обычно для деревянных, металлических, пластмассовых используют пентафталевые краски аналогично п.1.1. для пластмассы также можно использовать и водные акриловые клеи. Важно так подобрать вязкость клея, чтобы он при выбранном способе нанесения ложился ровным, тонким слоем, не скатывался с поверхности.

3.ПОДГОТОВКА ФЛОКА
Перед нанесением клея на поверхность флокируемого изделия необходимо проверить флок на летучесть. На флокаторе выставить напряжение 60 кВ. Насыпать флок в бункер. Намазать лист бумаги клеем и зафлокировать его. Внимательно рассмотреть образец. Флок должен лежать ровным слоем, без кратеров и вулканов и на срез выглядеть, как на рис. 7. При плохой летучести флока поверхность напоминает лесоповал. В этом случае необходимо флок заменить или обработать для придания ему электропроводности. Смотри п. 2.1.3.

4.НАНЕСЕНИЕ ФЛОКА

Нанесение флокового покрытия производится после проведения п. 1-3.
Клей или краска наносится ровным слоем на поверхность изделия без наплывов, подтёков заранее выбранным способом нанесения.
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.После первого раза флокирования необходимо сдуть пылесосом незакрепившиеся ворсинки и произвести повторное флокирование, уже без нанесения клея. Эта операция даёт возможность ворсинкам занять свободные места в слое клея. Флокирование можно повторить ещё раз в случае, если изделие имеет сложную конфигурацию. Сушку изделия производить в зависимости от режима сушки выбранного клея. Чистку, контроль качества и упаковку рекомендуется осуществлять только после полного высыхания клея.

4.ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ ФЛОКАТОРА.

1.Для обеспечения правильной эксплуатации флокатора не реже одного раза в месяц проводить внешний осмотр и проверку работоспособности прибора. При внешнем осмотре проверить состояние сетевого шнура и оболочки высоковольтного кабеля, исправность и надёжность заземления, плавность регулировки выходного напряжения.
2.Дополнительно по мере необходимости проводить проверку выходного напряжения с помощью контрольного киловольтметра, при этом до начала измерений киловольтметр должен быть заземлён через его клемму "земля".
3.В случае отсутствия высокого напряжения (красный индикатор не горит) прибор необходимо сдать в ремонт.

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

6.ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА.
6.1. Смена цветов.
Смену цвета флока производить по необходимости.
Снять мешки с рабочего места, вытряхнуть их в полиэтиленовый пакет. Вентиляторы вычистить с помощью пылесоса. Флок отдать в переработку. Очищенные мешки снова повесить на вентиляторы.
6.2. Очистка изделий от остатков флока.
Изделие, высушенное согласно техническому процессу, поместить на рабочее место. Пылесосом с мягкой щеткой вычистить его снаружи и внутри. Пылесос поставить на вдув. Вычищенные изделия сложить таким образом, чтобы избежать смятия флока от выступающих участков изделия. Сложить в коробку или полиэтиленовые мешки.

7.БЕЗОПАСНОСТЬ ТРУДА.

С физиологической точки зрения контакт с флоком (ворсом) не опасен для здоровья, если он не обрабатывался особо вредными веществами. Наибольшую опасность в санитарном и пожарном отношении представляет флоковая пыль, которая может попасть в органы дыхания и на кожу человека. В этих случаях требуется соблюдать меры предосторожности в работе и уделять больше внимания личной гигиене, обязательно пользоваться защитной одеждой, перчатками, стараться поддерживать их в чистоте. Для защиты органов дыхания необходимо пользоваться респираторами или специальными масками.
Полиамидный флок неогнеопасен, он не самовозгорается при хранении и транспортировке, хотя и обладает способностью к оплавлению при контакте с источником горения.
Вискозный флок при поднесённой источнике горения загорается и тлеет после ликвидации источника горения. Выделяется характерный запах жжёной тряпки.
Для безопасности флокирования необходимо удалять пары от клеёв и пыль от флока, что осуществляется с помощью приточно-вытяжной вентиляции. При работе с флокатором следует соблюдать меры предосторожности:
-работать только при полностью закрытом кожухе блока флокатора.
-источник высокого напряжения должен быть обязательно заземлён через клемму "земля".
-предельно допустимая напряжённость электрического поля на рабочих местах обслуживающего персонала не должна превышать при воздействии до 1 часа-60 кВм.
-оператор при работе с флокатором должен находиться под нулевым потенциалом. Для этого ручка штанги имеет металлические заземлённые детали.
-применение защитных резиновых ковриков и перчаток запрещается.
-замену бункера и загрузку флока в бункер производить только при отключенном сетевом напряжении, предварительно разрядив фиксатор флокатора от остаточного статического заряда путём прикосновения к заземлённой металлической поверхности.
-при появлении любых неисправностей в работе флокатора его использование должно быть немедленно прекращено и флокатор подлежит ремонту.