Способы производства нетканых материал

3. Способы производства нетканых материалов

Способы производства нетканых материалов принято делить на три технологии: механическую, физико-химическую и комбинированную (табл. 2.3.):

Способы производства нетканых материалов

Формование из расплава полимера (фильерный)

Иглопробивной с пропиткой

Механические способы получения нетканых материалов

По механической технологии нетканые полотна получают путем скрепления холста, системы нитей, текстильных полотен и/или их сочетания с другими (так называемыми каркасными) материалами за счет сил трения и сцепления различных компонентов друг с другом.

Вязально-прошивные нетканые полотнаполучают путем прошивания системы основных и уточных нитей параллельными строчками стежков различных переплетений. В отличие от ткачества, где полотно образуется при переплетении двух систем нитей основы и утка, при выработке прошивных полотен участвуют три системы нитей. Получаемые полотна по свойствам и внешнему виду напоминают ткань.

В зависимости от вида применяемого настила вязально-прошивные полотна подразделяют на: холстопрошивные (настил представляет собой волокнистый холст); нитепрошивные (настил состоит из системы основных и уточных нитей); тканепрошивные (настил имеет каркас из ткани или другого материала).

Иглопробивные полотна.Получение иглопробивных нетканых полотен основано на многократном прокалывании волокнистого настила (холста) специальными иглами с зазубринами.

Проходя через холст, иглы захватывают зазубринами пучки волокон и протаскивают их через толщину холста. В результате в структуре холста изменяется расположение волокон, их ориентация. В местах проколов образуются пучки волокон, расположенные перпендикулярно плоскости холста; с помощью этих пучков происходит скрепление структурных элементов полотна.

По этой технологии вырабатывают узорчатые петельные материалы, рельефные напольные покрытия, изделия с заданной формой, одеяла, фильтры.

Валяльно-войлочные полотна.Способ производства валяльно-войлочных полотен основан на способности шерстяных волокон свойлачиваться при механических воздействиях. Для изготовления войлока применяют различные виды шерсти, отходы шерстяной промышленности и химические волокна. Технологические процессы производства включают следующие переходы: чесание, основообразование, свойлачивание, пропитка валочным раствором и вылежка пропитанного полуфабриката, валка, мокрая отделка войлока, сушка, сухая отделка, включающая прессование, шлифовку, стрижку, выравнивание толщины, обрезку кромок. В процессе свойлачивания влажный полуфабрикат превращается в слабоуплотненный войлок. Целью валки является дальнейшее уплотнение полуфабриката и усадка его по площади за счет ударов молота, скользяще-давящих или колебательно-давящих воздействий рабочих органов валяльно-войлочных машин.

Войлок (или фетр) обычно получают путем наложения друг на друга нескольких слоев текстильных холстов, которые затем увлажняются паром или горячей мыльной водой и подвергаются усиленному прессованию и сучению или воздействию ударов. Это обеспечивает взаимное связывание волокон и образование полотна равной толщины, намного более компактного и трудно разделимого, чем вата, и легко отличимого от валяных тканей (групп 50-55).

Войлок используется при производстве одежды, шляп, обуви, обувных подошв, мебели и для технических изделий, как тепло- и звукоизолирующий материал.

Физико-химические способы получения нетканых материалов

Клеевые фильерные полотна(способ формования из расплава или раствора полимера). Фильерный способ основан на склеивании волокон или нитей сразу после их формования из растворов или расплавов полимеров. На выходе из фильер происходит практически одновременная укладка их в холст.

Основное преимущество фильерного способа перед другими технологическими процессами – исключение операций подготовки волокнистого сырья, совмещение стадий получения волокон и холста.

Технологический процесс заключается в следующем. Гранулы полимера — полиэтилен, полиамид, полипропилен, полиэфир или их комбинации — помещаются в плавильное устройство. Расплав вращающимся шнеком подается на головку экструдера и выдавливается из нее через фильеры. Полученные волокна потоком воздуха беспорядочно укладываются в полотно. Сформированное полотно дополнительно скрепляется при помощи каландров или иглопробивным методом.

Основные области применения этих материалов: медицина, гигиенические изделия и фильтры в противогазах и защитных масках.

Клеевые полотна с жидким связующим(способ пропитки). Склеивание жидкими связующим – один из самых распространенных способов получения клееных нетканых полотен. Он состоит из операций пропитывания основы (холста, системы нитей и т.п.), сушки и термообработки. В качестве связующих используют водные дисперсии синтетических и натуральных каучуков (латексы), водные дисперсии и растворы полимеров. В частности, широкое применение нашли водные дисперсии акрилатов (роплексы).

По структуре клееные нетканые полотна разделяются на две большие группы: плоские и объемные. В первом случае пропитка холстов осуществляется методом погружения в растворы связующих с последующим отжимом избытка связующего, а во втором случае – холсты обрызгивают связующим с помощью разбрызгивающих устройств.

По назначению клееные нетканые полотна можно разделить на следующие группы:

прокладочные полотна для швейной промышленности;

полотна для основы под полимерные покрытия;

полотна фильтровального назначения, включающие полотна для фильтрации жидких сред и аэрозолей;

полотна обувного назначения;

полотна медицинского назначения;

полотна для текстильно-галантерейной и трикотажной промышленности;

Клеевые полотна с твердыми связующими(способ термоскрепления). Способ термического скрепления волокон (термобондинг) основан на скреплении волокон в волокнистом холсте термопластичными связующими, в качестве которых применяются термопластичные волокна и латексы, а также полимерные гранулы или порошки с довольно низкой температурой плавления (130–180 °С).

Чаще всего в качестве термопластичных волокон используются полиэтиленовые, полипропиленовые, полиамидные, поливинилхлоридные волокна, а также фенолоформальдегидные и меламиноформальдегидные смолы. Скрепление холста достигается путем размягчения под действием повышенных температур термопластичных волокон и латексов и их сплавления между собой и с другими волокнами.

Выпускаемые по технологии термоскрепления нетканые материалы используются в медицине, мебельной промышленности, для изготовления тепло-, паро-звукоизоляционных материалов, одноразового столового белья.

Нетканые полотна, полученные бумагоделательным способомБумагоделательный способ производства нетканых полотен является разновидностью клеевого. Он возник на основе совершенствования технологии производства бумаги и применения новых видов волокон, а также синтетических связующих.

Особенностью производства нетканых полотен бумагоделательным способом является формирование волокнистого холста гидродинамическим способом путем отлива водной суспензии волокон, содержащей связующее, на сеточной части бумагоделательной машины. В качестве сырья при работе по этому способу помимо текстильных волокон, может использоваться древесная целлюлоза.

Наибольшее применение бумагоделательный способ находит для производства нетканых полотен санитарно-бытового назначения: дезинфицирующих салфеток, салфеток для «сухого» мытья рук, бытовых салфеток для протирки стекол и чистки обуви, для изготовления перевязочных средств, постельного белья для больниц, медицинской одежды краткосрочного пользования.

Аэродинамический способ («Айрлейд») получил признание сравнительно недавно. По этой технологии полотна получаются методом термофиксации волокон при нагреве их в камере с горячим воздухом, который проходит через полотно. В данном случае используются волокна с разной температурой плавления, а также бикомпонентные волокна на основе вискозы, полипропилена и т.д. При прохождении нагретого воздуха через материал более легкоплавкая оболочка волокон расплавляется и склеивает волокна с более высокой температурой плавления.

«Айрлейд»-материалы используют в медицине для одежды медперсонала, одноразового постельного белья и хирургических салфеток, а также в средствах индивидуальной гигиены. Интересным направлением их использования является пищевая промышленность, где «Айрлейд»-материалы зарекомендовали себя как упаковочные материалы, продлевающие срок хранения продуктов.

Гидродинамический способ (струйный, спанлейс, акваджет, перфоджет). Это перспективная экологически чистая технология производства нетканых материалов, основанная на скреплении волокон холста струями воды, выбрасываемыми из сопел под большим давлением (1,4-32,5 МПа) со скоростью 15-30 м/с. За счет огромной кинетической энергии струй воды происходит перепутывание волокон холста с образованием прочного материала.

Полученные полотна по внешнему виду очень напоминают ткань. Исходным сырьем для производства служат вискозные, полиэфирные, полипропиленовые волокна и их смеси. Как правило, по этой технологии производятся нетканые материалы медицинского назначения, заменяющие вату и марлю, хирургическую одноразовую одежду.

Комбинированные способы получения нетканых материалов

По комбинированной технологии вырабатывают тафтинговые, электрофлокированные и иглопробивные с пропиткой нетканые материалы. Технология характеризуется механическим формированием структуры материала с последующим ее упрочнением связующими и основана на совмещении обычно двух способов скрепления волокнистого настила (например, вязально-прошивного и клеевого, иглопробивного и клеевого). По комбинированной технологии изготавливают теплозащитные (теплоизоляционные) волокнистые одежные нетканые материалы, в том числе:

Синтепон – нетканый объемный утеплитель изготовлен из полиэфирных волокон и по поверхности обработан ПВА эмульсией; или изготовлен из ПАН волокон и по поверхности обработан латексом на основе акрилонитрила. Волокна холста свободно перемещаются внутри и возможен разрыв холста утеплителя.

Вата – пушистая масса волокон, прочесанных и слегка спрессованных. По исходным сырьевым материалам различают вату естественную – шерстяную, шелковую, пуховую, хлопковую, льняную, асбестовую и искусственную – целлюлозную, стеклянную, металлическую. Естественная вата по назначению подразделяется на одежную, мебельную, техническую (термоизоляционная, огнестойкая и др.) и медицинскую.

Ватилин – вид ваты, наиболее дешевой и жесткой, проклеенной с одной или двух сторон клеевой эмульсией.

Ватин – трикотажное или нетканое полотно с односторонним или двусторонним начесом; используется в качестве теплозащитной прокладки в одежде. Различают ватин трикотажный, холстопрошивной, иглопробивной и клееный.

Тафтинговым (ворсо-прошивным) способом изготовляют в основном ковровые покрытия полов. На тафтинговых машинах вырабатывают ковровые покрытия полов шириной до 6 метров с петельным, разрезным, комбинированным и рельефным ворсом различной высоты.

Для производства тафтинговых ковровых материалов используют текстурированные нити (для формирования ворсового покрытия), каркасные материалы (на них формируется ворсовое покрытие), связующие (для повышения прочности закрепления ворсового покрытия в грунтовом материале), вспененные материалы (для покрытия изнаночной стороны коврового материала).

На тафтинговых машинах осуществляется процесс ворсообразования за счет прошивания ворсовой нитью каркасного материала; для получения разрезного ворса на машине дополнительно устанавливают разрезной нож. Затем на изнаночную сторону полученного сурового полотна наносится латексное покрытие, чтобы полностью закрыть ворсовые нити с изнанки и повысить прочность закрепления ворса. Далее следуют процессы отделки сурового полотна (печатание, промывка и сушка).

Электрофлокирование заключается в ориентированном осаждении в электрическом поле относительно коротких волокон (0,3 –10 мм) на основу, на которую предварительно нанесен слой клея.

Для электрофлокирования применяют преимущественно химические волокна: полиамидные, вискозные, полиэфирные, полипропиленовые, полиакрилонитрильные. Производство элетрофлокированных материалов состоит из комплекса операций, связанных как с подготовкой компонентов – основы, клея, ворса, так и с процессами окончательного формирования материала – термофиксацией клея, очисткой, транспортировкой и разбраковкой готовых изделий. Ассортимент флокированных изделий очень широкий. Флокированная ткань, особенно с использованием тончайших вискозных или полиамидных волокон используется в современной женской и детской спортивной одежде, в обувной промышленности для отделки как внутренних, так и наружных материалов и для украшения. Флокированные материалы используются как подкладка в изделиях из кожи и при производстве дипломатов, обоев, переплета книг и др. Флокирование широко используется в автомобильной промышленности для изготовления оконных уплотнителей и других изолирующих профилей. При этом помимо декоративных свойств подобная отделка придает другие важные качества, такие как снижение шума, стабилизация микроклимата, одним словом, комфортность.

Источник

Что такое нетканый материал, применение и виды

Нетканые материалы — это полотна, изготовленные из нитей или волокон без применения ткацких технологий. Другими словами, их изготавливают не на ткацком станке. Взаимосвязь между волокнами и нитями достигается посредством физико-химических, физических и смешанных способов изготовления.

Краткое описание

Основной характеристикой материалов является хорошая поглощаемость влаги. Толщина и размер волокон, способ их соединения между собой определяет назначение полотен.

Нетканые материалы приходят на смену традиционным при изготовлении текстиля. А также предметов медицинского и гигиенического назначения, спецодежды. Они используются в агропромышленном комплексе и строительстве.

В чем отличие тканных от нетканых материалов

Основные отличия нетканых полотен от тканей:

Технологический процесс изготовления ткани более длительный и затратный. Чтобы на столе появилась, например, красивая льняная скатерть, сырье проходит 3-4 этапа обработки. Схематично это выглядит так:

1. Сбор сырья.
2. Подготовка к прядению.
3. Изготовление нитей (пряжи).
4. Подготовка пряжи.
5. Переплетение на ткацком станке нитей для получения полотна.
6. Подготовка к заключительной отделке.
7. Отделка.

Для получения нетканого материала сырье проходит более короткий путь:

1. Получение волокна.
2. Формирование.
3. Скрепление волокон.

Такая технология снижает затраты на производство, что предопределяет отличительно низкую стоимость нетканого текстиля.

Простой способ получения нетканого материала — филерный. В данном случае полотно изготавливают на этапе формирования волокон. Такая технология применяется в производстве геотекстиля и кровельных материалов.

Производство нетканых материалов

Технологический процесс состоит из нескольких этапов:

1. Подготовка сырья (очистка и сортировка) с одновременной подготовкой связывающих компонентов.
2. Формирование полотна (укладка волокон в заданном направлении).
3. Соединение нитей между собой.
4. Отделочные работы: сушка, отбеливание, окраска.

Текстиль классифицируют по способу соединения волокон. В производстве нетканых материалов существует семь видов скрепления:

• клеевой (с его помощью изготавливают основу под клеенку, линолеум; производство клеевых дублирующих тканей, дермантина и в качестве переплетов в полиграфии);
• вязально-пробивной и нитепрошивной (используется в производстве сукна, драпа, ватина и других тканей для пошива одежды);
• иглопробивной с применением специальных станков, пробивающих волокна сильно нагретыми иглами. Таким способом производят ряд утеплителей для одежды (синтепон, ватин и др.);
• термический, в основе которого лежит склеивание волокна путем плавления. Применяют для изготовления наполнителей для мебели и недорогих утеплителей для верхней одежды;
• гидроструйный. Связывание волокон происходит с помощью струи воды, подающейся под высоким давлением. Технология позволяет создать материалы для изделий санитарно-гигиенического назначения, одноразового постельного белья и одежды;
• аэроформирование — это разновидность гидроструйного способа, где струю воды заменяет струя воздуха. Метод применяют в производстве детских подгузников;
• войлочно-валяльный способ. Применяют для получения войлочных материалов из натуральных шерстяных или смесовых волокон.

Виды по составу

Виды нетканых материалов различаются по составу сырья, определяющего сферу применения. Волокна, используемые в производстве:

• синтетика (полиэстер, нейлон);
• сырье натуральный (шерсть, хлопок);
• искусственные волокна естественного происхождения — вискоза, целлюлоза;
• смесовые (синтетические с добавлением натуральных).

В текстиль специального назначения добавляют армирующие добавки (стекловолокно, металлизированные нити). Нетканые материалы изготавливают из первичного и вторичного сырья.

Свойства и характеристики

К свойствам нетканого текстиля относят способность поглощать и удерживать влагу или отталкивать ее. И также пропускать воздух, или полностью исключить воздухообмен, и теплопроводные характеристики. Свойства материала:

• полотна имеют однородную структуру за счет отсутствия переплетения нитей. Они гладкие, не имеют рельефа, края материала не осыпаются;
• благодаря структуре материал не подвержен деформированию и растяжению;
• плотность играет ведущую роль в назначении полотен. Текстиль с пониженным весом обладает способностью “дышать”, с высокой плотностью — исключает движение воздушных масс (применяется это свойство в производстве геотекстиля);
• в зависимости от состава сырья и веса они могут демонстрировать хорошие теплоизоляционные свойства;
• независимо от технических показателей плотности нетканый материал имеет прочность и устойчивость к образованию катышек и зацепок.

Применяются в различных сферах промышленности:

• технические полотна изготавливают из синтетических волокон;
• изделия медицинского и санитарно-гигиенического назначения изготавливают из синтетических, целлюлозных и смешанных волокон;
• в швейном производстве применяются все виды сырья;
• спецодежда, текстиль для дома, парикмахерских, кафе и ресторанов изготавливается из синтетических или смешанных.

Чтобы иметь представление о том, что такое нетканые материалы, достаточно рассмотреть наиболее популярные образцы такого текстиля.

Войлок

Войлок — один из самых древних представителей материала. Его изготавливают из шерстяных волокон (чаще всего это овечья шерсть) путем скатывания и сваливания, чередуя с обработкой паром.

В промышленных масштабах войлок — это рулонный материал, применяемый для изготовления обуви, домашнего текстиля, одежды и головных уборов.

Ватин

Один из широко применяемых утеплителей для домашнего текстиля, одежды верхней и рабочей. Понять, что такое ватин, и почему он уступил лидерство современным утеплителям, просто.

Нетканое полотно состоит из хлопковых волокон (отходов текстильного производства), скрепленных иглопрошивным или иглопробивным способом. В качестве армирующего материала иногда используют марлевый слой, приклеенный с одной стороны.

У ватина есть недостатки: хлопок обладает гигроскопичностью и тяжелым весом. Поэтому в преобладающем большинстве изделий на смену ему пришли более легкие синтетические волокна с отличными теплоизоляционными свойствами.

Фетр

Из кроличьего или козьего пуха изготавливают фетр путем свойлачивания (по аналогии с войлоком). Чтобы увеличить прочность и износоустойчивость, а также снизить стоимость и придать поверхности блеск, к волокнам добавляют синтетику.

В отличие от войлока фетр более мягкий и податливый. Из него изготавливают одежду, головные уборы, игрушки, обувь. При стирке и влажно-тепловой обработке фетр дает усадку.

Спанбонд

Тонкая полупрозрачная материя спанбонд — популярный вид геотекстиля, используемых в качестве укрывного материала в сельском хозяйстве и садоводстве. Получают текстиль филлерным способом.

Синтетические волокна проходят через филлеры под действием высоких температур, за счет чего происходит одновременное склеивание и формирование.

Спанбонд используют не только в сельском хозяйстве. В зависимости от плотности текстиль широко и пользуется в производстве одежды и предметов медицинского назначения, изоляционных материалов в строительстве.

Трикотаж

Материал состоит из натуральных, смесовых или синтетических нитей. Они скреплены между собой путем переплетения или применением вязально-пробивного способа без ткацкого станка.

Трикотажные полотна изготавливают для производства одежды и домашнего текстиля. Иногда в качестве изнаночного слоя для искусственной кожи и меха.

Сферы применения

Широкая сфера применения нетканого текстиля обусловлена прежде всего свойствами материала и его доступной стоимостью. Самыми дорогими в данном сегменте являются фетр, войлок и утеплитель изософт.

Применяют текстиль не только в швейной и обувной индустрии, но и в технических областях:

• сельское хозяйство: оборудования парников, теплиц и для защиты грунта от погодных условий и вредителей;
• строительство: в качестве отделочных, утепляющих и армирующих покрытий;
• медицина: для производства спецодежды, защитных масок, одноразового белья;
• сфере обслуживания: для одноразовых салфеток, скатертей и других предметов;
• производства предметов гигиены: прокладки, подгузники, пеленки;
• автомобилестроение: для изготовления фильтров, подушек безопасности и для выстилки салона и багажников.

Рекомендации по уходу за изделиями из нетканого текстиля зависят от состава сырья.

1. изделия не рекомендуется гладить (они не нуждаются в глажке), стирать только при необходимости в щадящем режиме с использованием мягких моющих средств.
2. Одноразовые предметы следует утилизировать после использования. Большинство нетканых полотен нельзя чистить с помощью агрессивных химических реагентов.

Ткани это мое все! Я училась в Московском Государственном Текстильном институте имени А. Н. Косыгина, на кафедре материаловедения и товарной экспертизы. Работала на швейном производстве технологом и вот я в декрете, жду ребеночка:). Благодаря знакомству я стала автором статей о тканях и безумно этому рада! Надеюсь вам нравится мой труд!

Источник