静电植绒纱线的开发及应用

摘要：叙述了静电植绒的原理、分类以及纱线植绒的发展现状，结合国内静电植绒的发展现状，在实验室中搭建了简易实验设备实践立体植绒，开发家纺新产品——植绒纱线，并分析了植绒纱线的结构与性能，这种纱线有很好的外观效果、传导性能、机械性能和可纺性能，使用、清洗方便。关键词：静电植绒，纱线，开发，性能1 静电植绒的发展现状1．1静电植绒的原理静电植绒是利用高压静电场与绒毛的相互作用，经过一定电着处理的绒毛在静电场作用下产生极化和驻极而带电，带电绒毛经转动、振动、平动等复杂运动后，最后作直立定向运动，依靠电场力作用，植入涂有黏合剂的基材(如底布)表面。1．2静电植绒的类型及应用静电植绒按被植绒的物体表面形状分为平面植绒和立植绒两种生产方式。目前，平面植绒广泛应用在服装与装饰面料生产中，而立体植绒主要应用在礼品加工、家用电器、汽车内饰等基材的表面，不仅起到美化外观、减少摩擦、消除噪音等作用，而且更加体现出植绒效果的新鲜感、立体感、舒适感等效应。20世纪90年代中期，立体植绒开始应用于家用电器领域，如在空调室内出风口摆叶上进行立体植绒，使空调外观色彩分明，清晰美观；另一方面，从风机里吹出的风可以被植绒摆叶吸收，从而减少噪音污染，保障人的健康。90年代后期，立体植绒的应用范围越来越广泛，质量要求也越来越高。像汽车里的钱箱、存物箱、储藏柜、汽车内饰等部件，都采用立体植绒技术，以替代各种装饰材料，更加体现出车内装饰的立体感和舒适性。现在立体植绒已渗透到纺织机械、服装鞋帽、轻工包装、玩具、密封材料等各个行业。1．3纱线植绒的发展现状纱线植绒可以看成是立体植绒的一个分支。纱线植绒在国内基本上是空白。国外对纱线植绒有所研究，其中，Swicofil AG Textile Services生产的Rallytex牌植绒纱线，被广泛应用在很多高级轿车内饰、奥林匹克运动场、轮船内饰以及飞机场的装饰中。在瑞士苏黎世联邦技术学院举行的技术纺织品专题讲座上，Urs.Meyer教授也从植绒纱线的视觉效果、触觉效果和技术优点方面进行了研究和描述，提出了纱线植绒织物在汽车内饰材料方面的特点和优势。目前，研究开发新的植绒产品，并将静电植绒技术与传统的家纺市场相结合，利用静电植绒独特的技术及外观效果，生产具有天鹅绒外观的纱线及织物已成为一种掐势．2 植绒纱线的实践开发2．1植绒纱线的结构目前，国内植绒企业以生产平面植绒居多，也有部分立体植绒产品，如玩具、汽车密封条、灯罩等，但是国内几乎没有生产植绒纱线的生产线。植绒纱线由3部分组成：载体纱线(传统的长丝纱等）、丙烯酸类黏合剂及绒毛材料（如PA6.6）。在光学显微镜下观察植绒纱线的横截面结构如图1，植绒纱表面结构如图2（放大50倍）。2．2植绒纱线的实践开发首先，根据平面植绒的工艺，采用上升法进行植绒，在纱线的上下表面植绒效果较好，但纱线的左右表面绒毛却很稀少，因此植绒的均匀度不好，影响植绒纱线的美观。因此，开发了一种新的纱线静电植绒生产装置及方法，由它生产出的植绒纱线，与其他装置及方法生产出来的相比，具有纱线表面植绒效果均匀、植绒牢度好等特点。新型简易的静电植绒箱如图3。主要工艺如下：纱线绕出一黏合剂涂胶一植绒箱植绒_烘箱预烘(75～85℃，1．5 min)一焙烘一卷取。静电植绒箱接高压静电发生器，用筛网将绒毛均匀铺于下底板上，保证植绒过程的均匀，采用上升法植绒，将纱线涂胶后悬空穿过静电植绒箱，然后将涂胶后的纱线绕在按一定速度旋转的砂轮两边，这样，纱线可以在静电场中做旋转运动，从而也保证了纱线与静电场中运动的绒毛接触面更充分，保证了较好的植绒均匀度。在实验过程中，发现静电植绒箱里的绒毛做上下的运动和转动，飞快地植入纱线的表面，并且随着被植纱线的旋转，绒毛很均匀地分布在纱线的表面上，然后将植绒后的纱线送至烘箱内烘干，改进后的植绒纱线植绒效果好，而且表面植绒均匀、美观，达到了预想的效果。图4是两种植绒纱线的效果图比较。3 植绒纱线的性能(1)外观效果好。可以根据用途的不同，生产各种不同绒毛、不同纱线种类的植绒纱线，通过植绒，可以使纱线更加美观，而且手感更加柔软，大大提高了纱线的视觉效果。(2)传导性能好。与传统的纱线比较，植绒纱线由于表面有大量的绒毛纤维，表面积增大，所包覆的空气也随之增加，因此大大增加了吸收水分的效果。且回潮率高，同时它又能很快地传导水分且促进水分的蒸发。而这种纱线生产的汽车内饰等织物不会有热与冷的感觉，达到了一种气候平衡与湿气调节的目的。(3)机械性能好。植绒纱线由于表面的绒毛材料较为耐磨且植绒密度较大，因此具有很好的耐磨性。而且耐损耗、挤压，撕破强力也较好，织造的植绒织物具有很好的耐磨性及使用寿命，且不会起毛起球。(4)可纺性能好。植绒纱线适纺性强，可以在任意织布机上进行加工制造，还可以在各种提花机上进行编织与织造。(5)使用、清洗方便。绒毛具有电传导性能，几乎不带电，因此表面很难沾染灰尘。纱线植绒的织物可以用清洗泡沫材料与真空吸尘器的方法来去除。(6)其他。根据绒毛的长度、细度、几何形态等特点，制成不同的植绒纱线，再进行织造，可以制成隔音、过滤性好的织物。4 植绒纱线的应用(1)编织物。植绒纱线由于其特有的结构与外观，可以用做第3种纱线来装饰已经设计好的样品，比如可以用在装饰布编织的接缝处，而这种植绒纱线参与编织的家纺产品由于其表面的多变性而受到欢迎。(2)汽车内饰。植绒纱线被广泛地应用在汽车内饰及其他装饰品上。不仅装饰效果好，而且具有防滑、吸音等优点。(3)装饰材料。由于植绒纱线具有天鹅绒的外观，因此被广泛应用于机场、会议厅、电影院等公共场合，以及人员出入频繁的会议场所。(烟台工程职业技术学院 李莉莉 迟玲玲；东华大学 俞建勇)