Способы получения нетканого материала

Способы получения нетканого материала

§ 6. Производство нетканых текстильных материалов

Производство нетканых текстильных материалов зародилось около 10 лет назад и в настоящее время находится в стадии непрерывного роста и совершенствования. Основные преимущества производства нетканых текстильных материалов по сравнению с тканями заключаются в резком уменьшении трудоемкости (в 2-6 раз), сокращении затрат на здания и оборудование (примерно в 2 раза), возможности использования более доступных и дешевых видов волокнистого сырья (регенерированной шерсти, внутрипроизводственных отходов текстильной промышленности). Благодаря этим преимуществам стоимость нетканых текстильных материалов значительно ниже стоимости аналогичных по назначению тканей.

Производство нетканых текстильных материалов основывается на принципиально новой технологии, позволяющей создавать, минуя стадии прядения и ткачества, волокнистые системы, приближающиеся по своим свойствам и назначению к тканям.

При изготовлении нетканых текстильных материалов применяют способы механического соединения волокон (вязально-прошивной и иглопробивной), а также проклеивание волокнистой массы полимерным связующим. Разновидностью механических способов получения нетканых материалов является издавна известное свойлачивание, осуществляемое путем валки шерстяной основы при производстве валяной обуви, войлока и фетра.

Вязально-прошивной способ производства нетканых текстильных материалов

Вязально-прошивные нетканые материалы получают главным образом путем скрепления волокнистого холста петлями нитей. Сущность этого способа заключается в следующем. Волокна (хлопковые, шерстяные, штапельные вискозные, капроновые, лавсановые и их смеси) очищают от посторонних примесей и разрыхляют на разрыхлительных и трепальных машинах. После разрыхления волокнистую массу обрабатывают на чесальных машинах, в которых происходит расчесывание волокон и образование элементарной ватки прочеса. Снятые с чесальной машины элементарные ватки прочеса при помощи специальных укладочных устройств (преобразователей прочеса) формируются в непрерывный холст, состоящий из 10-30 слоев ватки, соответственно требуемой толщине нетканого материала. В зависимости от принятой технологии формирования волокнистого холста волокна отдельных образующих его слоев ватки располагаются в продольном и поперечном направлениях, перекрещиваясь под определенным постоянным углом, или же ориентируются в одном направлении.

Волокнистый холст прошивают на вязально-прошивных машинах в продольном направлении, т. е. по длине холста; в результате прошивания волокнистый холст оказывается закрепленным каркасом основовязаного переплетения. Для прошива волокнистого холста применяют капроновые или хлопчатобумажные нити. Частота прошива, т. е. расстояние между швами (петлями), в зависимости от класса вязально-прошивной машины равна 2,5, 5,0 и 10,0 мм. Плотность прошивания по вертикали, т. е. число петель на длине шва 50 мм, колеблется от 10 до 50. Чем больше частота и плотность прошива нетканого материала, тем, до известного предела, выше разрывная нагрузка при его растяжении.

Для производства нетканых обувных материалов используют чесальные и вязально-прошивные машины, а также чесально-вязальные агрегаты (рис. 56), выполняющие весь цикл работ — от подготовки волокнистой массы до прошивания волокнистого холста. Агрегат состоит из чесальной машины, преобразователя прочеса и вязально-прошивной машины. Со съемного барабана чесальной машины 1 прочес в виде элементарной ватки подается на верхний транспортер 2, откуда переходит на резервный транспортер «3, а затем на нижний раскладывающий транспортер 4, который равномерно раскладывает прочес в поперечном направлении к движению нижнего транспортера 5. Далее слой прочеса уплотняется устройством 6. Уплотненный слой прочеса поступает на промежуточный транспортер 7, а затем на транспортер 8 вязально-прошивной машины, который подает слой прочеса к петлеобразующим органам вязально-прошивной машины — игольнице 9 и гребенке 10. Благодаря сложному движению игл происходит прокладывание нитей на иглы и прокалывание прочеса. Нити 11 для прошивания прочеса поступают с навоев, установленных на вязально-прошивной машине, или со шпулярника. Прошитая основа наматывается на накатный валик 12. Прошивание волокнистого прочеса на агрегате осуществляется непрерывно и автоматически.

Рис. 56. Схема работы чесально-вязального агрегата

Современные вязально-прошивные машины и агрегаты дают возможность вырабатывать нетканые материалы различных видов переплетения (цепочка, трико, сукно и др.).

Путем скрепления волокнистого холста петлями нитей изготовляют многие виды нетканых текстильных материалов: хлопчатобумажный и шерстяной ватин, нетканую основу искусственной кожи для верха и подкладки обуви, материалы для верхней одежды, для верха и подкладки утепленной обуви и т. п.

Наряду с производством нетканых материалов путем прошивания волокнистого холста петлями нитей некоторое распространение имеет также изготовление этих материалов по двум технологическим вариантам: 1 — наложением одной системы нитей на другую и связыванием перекрещивающихся рядов нитей обеих систем прошиванием нитями третьей системы; 2 — прошиванием каркасной ткани или каркасного нетканого полотна ворсовой пряжей с последующим ворсованием образующихся петель. По первому варианту изготовляют различные виды прошитого ватина, по второму — материалы для верхней одежды, основу для искусственных кож, а также материалы для верха утепленной комнатной и уличной обуви (в частности, материал для верха, известный под названием «малиполь»).

Иглопробивной способ производства нетканых текстильных материалов

Получение нетканых материалов иглопробивным способом основано на прокалывании волокнистого холста иглами специального профиля с зазубринами. При опускании игл каждая зазубрина захватывает волокна и проводит их через слой холста, а при обратном движении игл волокна освобождаются от зазубрин. В результате многократного повторения этой операции происходит механическое свойлачивание — перепутывание волокон и сшивание основной массы волокон, расположенных в горизонтальной плоскости, волокнами, направленными вертикально и наклонно к этой плоскости. Количество проколов достигает 40-180 и более на 1 см 2 площади холста. В зависимости от назначения нетканые материалы можно изготовлять только из волокон или же укреплять волокнистый холст тканым каркасом, который располагают внутри слоя волокон или с наружной его стороны. Отдельные виды нетканых текстильных материалов получают сочетанием иглопрокалывания с химическими и тепловыми воздействиями на волокнистую массу. В этом случае процесс производства нетканых текстильных материалов иглопробивным способом (рис. 57) складывается из следующих элементов: прочеса волокнистой массы и образования волокнистого холста; связывания волокон путем прокалывания иглами; термической обработки полуфабриката для уплотнения и упрочнения материала. Нетканые материалы, полученные иглопробиванием, находят разнообразное применение; в частности, такие материалы на основе химических волокон с тканым каркасом или без него за рубежом используют для изготовления искусственных кож для верха обуви (например, японской искусственной кожи «Кларино», «Хэй-Тэлак» и др.).

Рис. 57. Схема изготовления нетканых текстильных материалов иглопробивным способом

Клеевой способ производства нетканых текстильных материалов

Путем проклеивания волокнистой основы в виде ватки или холста получают нетканые клееные материалы. Проклеивание волокнистой основы может быть осуществлено разными способами: пропиткой связующим веществом в виде водной дисперсии полимера; горячим прессованием волокнистого холста, в котором основные волокна смешаны с термопластичными (поливинилхлоридными, полиамидными и др.). Термопластичные волокна под влиянием нагрева расплавляются, обволакивают и склеивают основные волокна; горячим прессованием волокнистого холста, на который путем распыления нанесены термопластичные порошки или наложены термопластичные пленки; по технологии, в основном аналогичной применяемой в производстве бумаги и др.

Клееные нетканые текстильные материалы по технологии изготовления, строению и свойствам приближаются к искусственным кожам. Отдельные виды этих материалов используют в обувной промышленности для межподкладки, подносков и простилок.

Пороки и определение сортности нетканых текстильных материалов

Характерными для наиболее распространенной группы нетканых материалов, вырабатываемых вязально-прошивным способом, являются пороки, возникающие от разладки чесального оборудования, низкого качества пришивных нитей, дефектов игл, разладки механизмов провязывания, подачи пришивных нитей и подачи волокнистого холста и др. К наиболее часто встречающимся порокам относятся неровнота по толщине из-за неравномерной укладки ватки прочеса в волокнистый холст, сетка и зауженная ширина волокнистого холста (в средней части или у одной из кромок отсутствует волокно и в этом месте имеется только сетка прошива), штопка, закладка (утолщенная полоса шириной 5-7 см поперек материала), замасленные и грязные полосы, отсутствие прошивной нити и спуски петель (из-за повышенной обрывности нитей прошива), дыры (в результате поломки игл), сбросы, полусбросы и близны (из-за отсутствия петлеобразования), неравномерная длина петель (из-за неправильного натяжения нитей) и т. п.

В зависимости от характера пороков и их протяженности обувные нетканые текстильные материалы подразделяются на I и II сорт.

Сортность нетканых текстильных материалов для верха и подкладки обуви определяют аналогично определению сортности соответствующих обувных тканей.

Источник

Основные способы получения нетканых материалов

Неткаными материаламиназывают изделия малой толщины, сравнительно большой ширины и неопределенно большой длины, изготовленные из одного или нескольких слоев текстильных материалов (волокнистой ватки, нитей и ткани малой плотности и др.) и скрепленных различными способов.

Нетканые материалы состоят из двух элементов, один из них выполняет роль базового, другой — связующего. Базовый элемент – основа нетканого материала. В качестве базового элемента используют волокнистый холст, систему нитей, полимерную пленку, имеющую волокнистую структуру, ткани или сочетания этих материалов. В качестве связующего, который используется для скрепления базового элемента, могут быть использованы нити, волокна из базового, волокнистого холста, полимерные вещества (полиэтилен, каучуки), химические волокна с низкой температурой плавления.

В производстве нетканых материалов используются механическая, химическая технология и их сочетания. Виды технологий отличаются способами скрепления слоев текстильных материалов. Для получения этих материалов имеется различное технологическое оборудование

Технология производства нетканых материалов проста, она включает

подготовка волокон, холстообразование, скрепление волокон путем создания связей между элементами материала ,отделка материала для придания ему определенных свойств (цвета, пушистости и т.д.).

Особенностью производства нетканых материалов является использование сырья низкого качества, обратов производства, коротких волокон (до 3 мм) из отходов производства. Сырье перерабатывается при небольшом числе операций, поэтому подготовка сырья осуществляется очень тщательно. В процессе этой операции волокна разрыхляют и очищают от растительных и минеральных примесей, подбирают компоненты для получения однородной смеси волокон, подготавливают волокнистое сырье к холстообразованию и дальнейшей переработке.

Существует 4 способа формирования холстов:механический, аэродинамический, электростатический и гидравлический.

Сущность механического способа холстообразования состоит в формировании холста из нескольких слоев ватки, полученной с чесальных машин и аппаратов. При этом методе используют шляпочные, валичные чесальные машины

Сущность аэродинамического способа заключается в формировании холста из предварительно разрыхленных волокон, движущихся в воздушном потоке. Применяются обычные чесальные машины, оборудованные дополнительными устройствами (приставками).

Сущность электростатического способа холстообразования основано на свойстве волокон приобретать заряды статического электричества Управляя, расположением волокон на специальном транспорте, можно получать материалы с хорошими диэлектрическими свойствами. При этом способе применяются специальные устройства.

Сущность гидравлического способа холстообразования основано на формировании холста из водной суспензии с содержанием волокон 2-8 %.

Для скрепления волокон между элементами материала существуют много способов, но практикуют чаще всего вязально-прошивной, игольно-набивной и клеевой.

При вязально-прошивном способе полотно нетканого материала формируется провязыванием или прошивкой волокнистого холста пряжей или комплексными нитями. Нетканые материалы, получаемые этим способом близки по внешнему виду и свойствам к тканям, которые идут для изготовления костюмов, платьев, одеял, полотенечно — салфеточных и других изделий.

При игольно-набивном способе полотно нетканого материала формируется либо наложением волокнистого холста на ткань малой плотности и набивки в нее иглами, либо пробивается иглами без применения подкладочной ткани. Нетканые материалы, изготовленные этим способом мягки на ощупь и хорошо драпируются.

При клеевом способе получении нетканых материалов возможны два варианта:склеивание волокон сухим и мокрым способами. В первом случае используют сухие связующие: термопластичные штапельные волокна и нити, порошки, пленки, которые имеют более низкую температуру плавления, чем волокна базового элемента. При мокром способе применяют жидкие связующие в виде дисперсий полимеров, так называемые эмульсии. Клеевые нетканые материалы широко применяются в качестве бортовки, обивочных, декоративных, фильтровальных, изоляционных и подкладочных материалов.

В зависимости от назначения нетканые материалы выпускают в суровом виде или подвергают соответствующей отделке: валке, крашению, сушке, ворсовке, стрижке и др.

Производство нетканых материалов эффективно ,так как оно базируется на новой технологии, позволяющей ликвидировать такие трудоемкие процессы ,как прядение и ткачество, резко повысить производительность труда, автоматизировать процессы производства, применять дешевое сырье, как отходы текстильного производства, непрядомые волокна, вторичное сырье.

Ведутся работы по дальнейшему совершенствованию технологии, созданию физико-химических способов получения нетканых материалов, организации автоматизированного производства, созданию поточных линий и фабрик-автоматов

Вопросы для самопроверки.

1.Какие сырьевые ресурсы используются в текстильной промышленности?

2. Назовите стадии технологического процесса в текстильной промышленности и ткацком производстве.

3. Что подразумевают под системой прядения? Назовите и охарактеризуйте их.

4.Какой процесс называется ткачеством?

5.Какие нити в ткацком производстве используются для формирования ткани?

6.Перечислите операции технологического процесса получения тканей?

7.Из каких элементов состоят нетканые материалы?

8.В чем особенности производства нетканых материалов?

9.Назовите способы формирования холстов при изготовлении нетканых материалов.

Источник