Что делают из нетканых материалов. Виды, состав, свойства, плотность нетканых материалов
Неткаными называют текстильные полотна, изготовленные из одного или нескольких слоев текстильных материалов (иногда в сочетании их с нетекстильными материалами), элементы структуРы которых скреплены различными способами.
Основой нетканых полотен могут служить волокнистый холст, система нитей, ткань или трикотажное полотно и разнообразные Их комбинации. В качестве элементов структуры могут быть использованы и нетекстильные материалы, в частности полимерные пленки или сетки. Скрепление структурных элементов нетканых полотен осуществляют различными способами: провязыванием нитями и волокнами, иглопробиванием, склеиванием, сваркой, свой - лачиванием и др.
Разнообразие способов производства нетканых полотен положено в основу их классификации (схема 1.5). По способам скрепления различают нетканые полотна трех классов: скрепленные Механическим, физико-химическим и комбинированным способами. Классы полотен, в свою очередь, подразделяются на подклассы. Далее деление полотен ведется на группы в зависимости от »8ида основы материала: холст, система нитей, каркас и их различие сочетания.
T Строение нетканых полотен. Структура нетканых полотен в значительной степени определяется способом производства. Технологический процесс изготовления нетканых полотен складывается
Двух этапов: подготовки основы (холста, системы нитей, ткани № т. п.) и ее скрепления.
Lj Подготовка волокнистого холста заключается в подборе смеси ролокон и нитей, разрыхлении, смешивании, очистке и прочесывании волокнистой массы и формировании холста. Для производ-
Ства нетканых полотен широко используются волокна и нити натуральные (хлопковые, шерстяные, льняные) и химические (вискозные, капроновые, лавсановые, нитроновые и др.) в различных сочетаниях, что позволяет получать материалы с разнообразными свойствами. В производстве нетканых полотен некоторых видов применяют волокна как стандартной длины, так и короткие (не менее 3 мм), отходы прядильного производства, утильные волокна, что дает возможность с большим экономическим эффектом использовать волокнистое сырье. Для образования волокнистой массы в зависимости от вида перерабатываемого сырья используют машины разрыхлительного, трепального и чесального отделений прядильного производства.
Формирование холста может быть осуществлено несколькими способами: механическим, аэродинамическим, гидродинамическим и электростатическим. При механическом способе прочесы с чесальных машин укладываются друг на друга с помощью транспортирующих лент.
В зависимости от направления укладывания прочесов различают холсты с разной ориентацией в них волокон: продольной, про- дольно-поперечной, диагональной. Все холсты с ориентированным расположением волокон имеют слоистую структуру.
При аэродинамическом способе волокнистый холст формируется воздушным потоком из отдельных волокон на поверхности сетчатого барабана (конденсера) или транспортирующей ленты. Гидродинамический способ формирования основан на диспергировании волокон в жидкости и последующем осаждении и укладывании их на сетчатых транспортирующих лентах. При электростатическом способе формирование волокнистого холста происходит путем перемещения и осаждения электростатически заряженных волокон в электрическом поле. При аэродинамическом, гидродинамическом и электростатическом способах формирования получают бесслойные холсты с неориентированным, хаотическим расположением волокон.
Характер расположения волокон в холсте в значительной степени определяет многие физико-механические свойства нетканых полотен, в частности их прочность в продольном и поперечном Направлениях. Часто для повышения прочности волокнистого холста на его поверхности или между слоями располагают каркас в Виде поперечной системы нитей, сетки из нитей основы и утка, Уложенных друг на друга, редкой ткани или трикотажа. При подготовке систем нитей, ткани, трикотажа используют различные виды Пряжи и комплексных нитей. Эти виды основы нетканых полотен Изготавливают соответственно на прядильных, ткацких и трикотажных предприятиях. Структурные элементы основы нетканых Полотен скрепляют по механической, физико-химической или Комбинированной технологии.
Механическая технология скрепления основана на воздействии рабочих органов оборудования на обрабатываемый волокнистый материал. При этом используются вязально-прошивной, иглопробивной, струйный и валяльный способы соединения, из которых наибольшее распространение имеет вязально-прошивной способ.
Вязально-прошивной способ заключается в провязывании основы в виде холста, системы нитей, ткани и т. п. нитями. Основа провязывается нитями на вязально-прошивной машине, которая является разновидностью трикотажной основовязальной машины, с помощью пазовых игл. Крючки игл для облегчения прокалывания заострены. Для провязывания основы нетканых полотен применяются переплетения цепочка, трико, сукно, шарме, филейные, плюшевые, комбинированные и др. В зависимости от вида провязываемой основы различают холстопрошивные, нитепрошивные и каркасопрошивные полотна. Холстопрошивные нетканые полотна получают на вязально-прошивных машинах. Волокнистый холст (рис. 1.46) с помощью транспортирующей ленты подается в зону вязания. Пазовые иглы прокалывают снизу вверх волокнистый холст и захватывают провязывающие нити, которые подают ушковины. Нити сматываются с навоя. При обратном ходе пазовые иглы протягивают нити через холст, образуя основовязаное переплетение. Готовое полотно наматывается на товарный валик. Холстопрошив - ное полотно представляет собой холст, заключенный внутри редкого трикотажного переплетения, на лицевой стороне которого располагаются петельные столбики, а на изнаночной - зигзагообразные протяжки (рис. 1.47). Его разновидность - полотно, представляющее собой волокнистый холст, провязанный волокнами этого же холста. Для получения такого полотна достаточной прочности необходимо, чтобы длина волокон в холсте была 60-120 мм, а ориентация волокон - преимущественно поперечная.
Рис. 1.46. Схема получения нетканого полотна вязально-прошпв-
Ным способом:
1 - транспортирующая лента, 2 - Холст; 3 - павой; 4 - провязывающая нить; 5- ушковпна; б - пазовая игла; 7- холстопрошивное гю-
Лотно; 8 - товарный калик
■ <А .|1 t«.I. H. .V.-I. I I I Г *
Рис. 1.48. Нитепрошивное нетканое полотно
Ются одна (уток) или две (уток и основа) системы нитей, которые провязываются третьей системой (рис. 1.48).
Нетканые нитепрошивные полотна можно вырабатывать плюшевым переплетением, что позволяет получать махровые и ворсовые полотна.
Каркасопрошивные нетканые полотна получают аналогичным образом, провязывая на каркасной основе петли с удлиненными протяжками. В этом случае при использовании нитей различных видов можно изготовлять материалы типа махровых, плюшевых, искусственный мех и т. п. В качестве каркасной основы используют ткань (тканепрошивные полотна), трикотаж, нетканый материал. Разновидностью каркасопрошивных полотен являются полотна, в которых каркасный материал провязывается волокнами холста, укладываемого на каркас. В результате на изнаночной стороне полотна располагаются волокнистые петли, а на лицевой стороне образуется сплошной волокнистый застил. Таким способом можно получать прокладочные материалы для одежды и искусственный мех.
Иглопробивной способ получения нетканых полотен состоит в Том, что волокнистый холст прокалывается (пробивается) специальными иглами, имеющими трехгранную, квадратную или ромбовидную форму лезвия, на ребрах которого расположены зазубрины (рис. 1.49). Волокнистый холст (рис. 1.50) подается с помощью транспортирующей ленты в зону иглопрокалывания между Прокладочным и очистительным столами. Столы имеют отверстия Для прохождения игл и фиксирования положения холста при прокалывании. Иглы закреплены на игольной доске, совершающей Движение вверх и вниз по вертикали.
Проходя через холст, иглы захватывают зазубринами пучки волокон и протаскивают их через толщину холста. В результате в струкТуре холста (рис. 1.51) изменяются расположение волокон, их ориентация. В местах проколов образуются пучки волокон, расположенные перпендикулярно плоскости холста; с помощью этих пуч-
Рис. 1.49. Игла, применяемая для получения нетканых полотен иглопробивным способом
Ков происходит связывание структурных элементов полотна. Волокна располагаются в пучке в виде воронки, расширяющейся в месте входа иглы в холст. Прочность связывания холста зависит от его толщины и частоты проколов: чем больше толщина полотна и частота проколои (а следовательно, частота расположения пучков волокон), тем выше прочность связывания.
Струйный способ скрепления волокнистого холста основан на воздействии на него тонкими струями жидкости или газа, которые выбрасываются из сопел под давлением 1,4 - 32,4 МПа со скоростью 15 - 30 м/с. Наиболее распространено применение струй воды. Холст располагается на сетчатом транспортере и подвергается одностороннему или двухстороннему воздействию струг! воды, в результате чего происходит перепутывание волокон в холсте с образованием достаточно прочного материала. Подача струй воды может быть непрерывной и пульсирующей. Прочность скрепления холстов зависит от давления, числа сопел на единице площади холста, скорости его подачи к струйному устройству. Большое влияние на структуру и внешний вид нетканого материала оказывает структура подложки - сетки, на которой помещается холст. Если подложка имеет рельефную структуру, то струи воды, ударяясь о рельефы, отклоняются и вторично воздействуют на холст. В результате связующие уплотненные пучки волокон располагаются не только вертикально к поверхности холста, но и горизонтально или наклонно. При этом волокна, попавшие в углубление подложки, перепутываются интенсивнее и образуют на поверхности полотна рисунчатые эффекты.
Иглопробивной и струйный способы можно рассматривать как способы предварительного скрепления холстов, так как получаемые полотна обладают значительным удлинением и большой долей необратимой деформации.
Рис. 1.50, Схема получения нетканою полотна иглопробивным способом-
1 - холст: 2 - транспортирующая леШ-i. 3 ~ прокладочный стол; 4 - очистит-" ный стол; 5 - иглы; 6 - игольная доск-1
Рис. 1.51. Ориентация волокон в иглопробивном нетканом полотне
Валяльный способ производства нетканых полотен - один из древнейших способов получения текстильных материалов. Он заключается в уплотнении волокнистой массы при совместном действии влаги, тепла и механической нагрузки. Наиболее прочные и плотные полотна получают из шерстяных волокон - единственного вида волокон, обладающего необходимыми для этого способа свойствами; эластичностью, извитостью и разницей в тангенциальном сопротивлении вдоль и против чешуек поверхности волокна. Применение других видов волокон неэффективно: получаемые полотна легко расслаиваются. В производстве нетканых полотен валяльным способом обычно обрабатывают холст с проложенным внутри каркасом из системы нитей.
Физико-химическая технология получения нетканых полотен основана на адгезионном или аутогезионном скреплении волокон холста, системы нитей и текстильных материалов. Адгезионное соединение (склеивание) волокон и нитей обеспечивается полимерными связующими веществами (клеями). Аутогезионное соединение волокон и нитей в местах контактов происходит в условиях, обеспечивающих размягчение поверхностного слоя волокон и их слипание (сварку).
Для производства нетканых полотен используют полимерные связуюшие, доля которых в полотне составляет около 0,3, Они являются такой же важной составной частью нетканого полотна, как волокна и нити, и обеспечивают прочное соединение структурных элементов. В качестве связующих веществ используют полимеры Лрех типов: термопластичные, термореактивные и на основе кау - 1"Чуков (резины).
Термопластичные связующие представляют собой полимеры, ^способные при нагревании или растворении размягчаться и скле - щвать структурные элементы основы. К ним относятся полиэти - |Лен, поливинилацетат, поливиниловый спирт, полипропилен, ролиуретаны, производные целлюлозы и др. Термопластичные свя - рующие применяют в различных видах: растворы полимеров, водные дисперсии, порошки, фибриды, волокна, пленки, сетки. Их Заносят предварительно на волокна из расплава или растворов ^Комбинированные волокна) или вводят в состав волокон при их [формовании (бикомпонентные волокна).
К, Термореактивные связующие затвердевают в результате химических реакций с образованием необратимой трехмерной структу - ■рьт. Основой для них служат фенолформальдегидные, эпоксидные, полиэфирные и другие синтетические и природные смолы. В производстве бытовых нетканых полотен термореактивные связующие используются редко, так как придают полотнам повышенную жесткость.
Связующие на основе каучуков затвердевают в результате вулканизации. Они широко применяются в виде водных дисперсий синтетических каучуков (латексы) с добавлением термореактин - ных связующих.
Склеивание жидкими связующими - один из самых распространенных способов получения клееных нетканых полотен. Он состоит из операций пропитывания основы (холста, системы нитей и т. п.), сушки и термообработки. Введение связующего в основу нетканого полотна может осуществляться различными способами. При полном погружении холста в раствор с последующим отжимом связующее равномерно распределяется по всей основе с образованием максимального количества склеек между волокнами, что придает материалам повышенную жесткость. При плюсовании холст пропускается между двумя валами машины, куда подается жидкое связующее. При этом способе часто используют вспененное связующее, что придает готовому полотну повышенную упругость, пористость, воздухопроницаемость и уменьшает его поверхностную плотность. Пропитывание связующим, распыленным над движущимся холстом, с использованием вакуумного отсоса для более глубокого проникания его в структуру обусловливает уменьшение количества склеек и получение более мягкого полотна.
Подобного эффекта можно достичь путем пропитывания холста методом печати - локального нанесения загущенного связующего на холст по определенному рисунку в виде точек, колец, петель, ромбов и т. п. Последующая термообработка способствуй прочному склеиванию структурных элементов нетканого полотна в результате вулканизации каучука или размягчения термопластичного связующего. Однако при сушке и термообработке возможна миграция частиц связующего к поверхностным слоям, что может вызвать расслаивание волокнистого холста.
Склеивание твердыми связующими основано на скрепленпп волокон и нитей основы нетканого полотна термопластичными связующими при нагревании, которые вводятся в структуру основы на этапе подготовки волокнистой массы в виде порошка, легкоплавких волокон, фибридов, комбинированных и бикомпонент - ных волокон; при формовании холста - в виде каркасных элементов: пленок, сеток, систем легкоплавких нитей; в готовый холст - в виде порошка. Нагревание осуществляется путем термопрессования или термоконтактной сварки по всей площади; если же в отдельных местах, то используют гравированные валы или электроды различной формы. При нагревании частицы порошка, легко
плавкие волокна и нити, фибриды, пленки расплавляются и образуют склейки между волокнами и нитями, причем часть связующего остается вне склеек. В отличие от них комбинированные и бикомпонентные волокна при нагревании не теряют форму, а только оплавляются по поверхности и образуют склейки только в местах контактов волокон, создавая идеальную точечную структуру склеенного холста. Изменяя толщину легкоплавкой оболочки комбинированных волокон, их соотношение с обычными волокнами в холсте и режимм прессования, можно получать материалы различной структуры: от объемных пористых до материалов, состоящих из сплошной пленки связующего, армированного волокнами.
Бумагоделательный способ получения нетканых полотен основан на формовании волокнистого холста гидродинамическим способом из суспензии волокон, содержащей связующее. Технологический процесс состоит из операций подготовки суспензии волокон, отливки полотна на бумагоделательной машине, обезвоживания, сушки и термообработки. Этот способ весьма перспективный, так как позволяет использовать любое сырье, короткие волокна (2 - 6 мм) и высокопроизводительное оборудование. В настоящее время таким способом получают полотна медицинского назначения (для белья, халатов, салфеток и т. п.).
Фильерный способ производства нетканых полотен заключается в аэродинамическом формовании волокнистого холста непосредственно из расплава или раствора полимера (рис. 1.52). Тонкие струйки полимера поступают из отверстий фильеры в обдувочную шахту, где при воздействии потока воздуха происходят вытягивание и затвердевание нитей. Из шахты нити подаются на транспортирующую ленту, где формуется волокнистый холст. Возможны два варианта формования холста: горячий и холодный. При горячем режиме нити в момент укладывания размягчены настолько, что в местах контактов возможно образование склеек вследствие аутогезии без введения связующего. Однако в этом случае механические свойства нитей весьма низкие, так как из-за слабой вытяжки и происходящей релаксации при укладывании структура волокон слабо ориентирована. Подобным способом получают клеевую паутинку для склеивания Деталей одежды. При холодном формова-
Рис. 1 .52. Схема получения нетканого полотна фильерным способом:
1 - транспортирующая лепта; 2 -
обдувочная шахта; 3- струйки полимера; 4- фильера
нии холста нити к моменту укладывания полностью затвердевают, поэтому для их скрепления вводят связующее, а затем проводят термофиксацию.
Фильерный способ получения нетканых клееных полотен относится к наиболее перспективным. По прогнозам специалистов в ближайшие годы объем производства нетканых полотен фильерным способом достигнет 30 % общего объема и в дальнейшем будет увеличиваться. Это связано с высокой производительностью установок, упрощением процесса формования холста, применением химических нитей и возможностью выработки широкого ассортимента полотен.
Комбинированная технология получения нетканых полотен основана на сочетании механических и физико-химических способов скрепления. Варианты сочетаний способов могут быть различными: например, предварительное иглопробивное или струйное скрепление холста и последующее соединение его связующим; прошивание каркаса ворсовыми нитями и закрепление их с помощью связующих реагентов и т. п. К комбинированному способу можно отнести струйную обработку холста, содержащего легкоплавкие волокна, фибриды или бикомпонентные волокна, горячим воздухом или водой. При этом происходит не только перепу - тывание волокон холста, но и их термоскрепление.
Основные характеристики структуры. До сих пор нет устоявшейся классификации характеристик структуры нетканых полотен, что связано с постоянным совершенствованием технологии их изготовления и появлением все новых разновидностей структур. Поэтому в настоящее время структура нетканых полотен характеризуется параметрами строения их основы (волокнистого холста, систем нитей, ткани, трикотажа и т. д.) и параметрами элементов скрепления (прошивок, склеек).
Структура волокнистого холста определяется линейной плотностью волокон и нитей, степенью их распрямленности и ориентации в холсте, числом слоев прочесов. Степень распрямленности волокон характеризуется коэффициентом изогнутости С, Который представляет собой отношение истинной длины L„ волокна к расстоянию а между точками скрепления волокна или его концами:
Ориентация волокон в холсте оценивается углом наклона р волокна к продольному направлению холста. Так как расположение волокон в холсте неодинаковое, то принято определять показатели указанных характеристик у большого числа волокон и строить кривые их распределения, по которому можно установить преимущественное значение коэффициента изогнутости и угла ориентации.
Если в качестве основы нетканого полотна служат системы параллельных нитей, ткань или трикотаж, то характеристиками структуры этого полотна являются число нитей по длине и ширине, а также общепринятые характеристики структуры ткани и трикотажа.
Существенное влияние на характер структуры нетканого полотна оказывает способ скрепления элементов его основы. При вязально-прошивном способе скрепления характеристики структуры прошивки аналогичны характеристикам структуры трикотажа. Это число петель по длине Пх и ширине Пт полотна на условной длине 50 мм, длина нити в петле /п. Кроме них определяют длину прошивной нити L, мм, на 1 м2 полотна:
L = 0,4 ЯДЛШ/П
И уработку У, %, нити:
У= 100(1,- L 2 )/L ,
Где Lx - длина нити, мм; Ь7 - длина участка полотна, из которого вынута нить, мм.
Структура иглопробивного полотна характеризуется частотой проколов, приходящихся на 1 см2.
Отличительная особенность клееных нетканых полотен, полученных по физико-химической технологии, состоит в наличии зон скрепления (склеек) волокон или нитей связующими веществами. Структура склеек характеризуется конструкцией, внешним видом, размерами, распределением и числом волокон в склейке. Различают несколько типов склеек, встречающихся в структуре нетканых полотен.
Контактные склейки (рис. 1.53, а) образуются прослойкой связующего между волокнами в местах их контакта. Они характеризуются минимальными размерами и небольшой прочностью; возникают преимущественно при использовании в качестве связующего комбинированных и бикомпонентных волокон, фибридов и при горячем формовании фильерного холста.
Склейки-муфты (рис. 1.53, б) образуют более прочное соединение, но менее подвижное, чем контактные, так как пленка свя-
Зуюшего обволакивает волокна в местах пересечения. Эти склейки возникают при скреплении холстов жидкими и твердыми связующими.
Ламельные склейки в виде пластин (рис. 1.53, в) являются как бы увеличенными по длине волокон муфтами, они резко ограничивают подвижность волокон в соединении. Ламельные склейки возникают преимущественно при использовании в качестве связующего латексов.
Агрегатные склейки скрепляют более двух волокон, расположенных параллельно (рис. 1.53, г) или хаотически (рис. 1.53, д). При параллельном расположении волокон конструкция склейки сочетает в себе контактную склепку и муфту, такая склейка обладает максимальной прочностью и минимальной подвижностью. При хаотическом расположении волокон прочность склейки немного ниже.
В нетканых полотнах могут встречаться одновременно склейки различных типов, долевое соотношение которых зависит от вида волокон, структуры холста, вида связующего и условий изготовления полотна. Различают три основных типа структуры нетканых клееных материалов: сегментную, агломератную и точечную.
В сегментной структуре (рис. 1.54, а) основную долю составляют агрегатные и ламельные склейки, которые имеют тенденцию к образованию непрерывной трехмерной сетчатой структуры внутри материала. В материалах сегментной структуры свойства определяются в большей степени свойствами связующего, чем свойствами волокон, подвижность которых крайне мала. Материалы отличаются жесткостью и малой проницаемостью.
Агломератная структура (рис. 1.54, б) характеризуется наличием преимущественно склеек-муфт, а также случайными скоплениями связующего различной формы. По сравнению с сегментной структурой она более подвижная и менее жесткая.
В точечной структуре (рис. 1.54, в) присутствуют контактные склейки и склейки-муфты. В ней наиболее рационально распределяется связующее. Свойства нетканого полотна точечной структуры определяются свойствами составляющих волокон, характером цх расположения и прочностью склеек. Такие полотна отличаются мягкостью, подвижностью, хорошей проницаемостью.
Структура клееных нетканых полотен характеризуется долей связующего в общей массе полотна и коэффициентом использования связующего Ксл, который определяется как отношение массы Мскл или объема УСкЯ связующего в склейках к общей массе Мсв Или объему VCtt связующего в полотне;
К = Л/ /М = V /V
В число наиболее распространенных текстильных материалов входит нетканое полотно, включающее в себя огромное разнообразие видов. Изготовленное из одного или комбинации материалов, нетканое полотно представляет собой скрепленную структуру элементов. В его составе нет трикотажных и тканых полотен.
Одним из наиболее известных материалов данного вида является геотекс, в состав которого входят полипропиленовые волокна.
История создания
В последующем в качестве сырья для геотекса применяли самые разные материалы. Спрос на нетканое полотно вырос в мгновение, настолько необычными и полезным оказались его свойства. В зависимости от вида волокон, которые ложились в основу создания нового материала, можно было получать самые разные свойства.
Во Франции разрабатывали не только новые виды станков, но и модернизировали прежние под более совершенные виды нетканой материи. По сей день лучшие характеристики в оборудовании для создания таких плотен являются главным преимуществом французских станков.
На сегодняшний день разработано немало разновидностей нетканого материала. Теперь нетканое полотно может быть использовано как дренажный, фильтровальный или мембранный инструмент.
Вплоть до конца 20 века основными производителями материала геотекс и подобных ему оставались страны Европы, США и Япония. Но вскоре к ним не только присоединились, но и начали обгонять по количеству и качеству производства азиатские страны. В частности, нетканое полотно теперь в огромных количествах поставляет Узбекистан.
В нашей стране нетканое полотно изначально производилось только для бытовых целей и использовалось в швейной промышленности. В 90-е годы, как ни странно, началось бурное развитие данной отрасли, а ГОСТ начал активно разрабатывать и совершенствовать нормы.
Вызвал такое развитие дефицит хлопчатобумажных тканей, а многие тканые материалы в самых разных сферах были вынуждены заменять на иглопробивное нетканое и другие подобные виды. Так и появилась необходимость совершенствования этой отрасли промышленности. На современное нетканое полотно имеется огромный спрос, который неуклонно растет.
Производство
Изготавливается геотекс и другое нетканое полотно в три этапа
:
- Формирование основы. Для этого используется каркас из нитей или волокнистый холст.
- Скрепление основы.
- Отделка готового материала.
Для формирования холста применяют массу из натуральных и химических волокон в разных пропорциях. Готовые волокна смешивают и очищают. После их прочесывания формируется волокнистый холст. Каркас из нитей представляет собой сетку в виде параллельно уложенных между собой нитей.
Скрепление основы может быть трех видов: иглопробивное, вязально-прошивное и клеевое. Иглопробивное скрепление производится на машинах при помощи игл. Игла, проходя через толщину всего слоя, захватывает волокна и протаскивает их. Так и происходит межслоевое скрепление. Вязально-прошивной метод заключается в провязывании холста пряжей. И, наконец, нетканое полотно производят клеевым способом. В этом случае холсты скрепляются при помощи полимерных веществ. Склеивание бывает двух видов: мокрое и сухое. Мокрое заключается в нанесении жидкого вещества на холсты с последующим наложением их друг на друга. Для сухого склеивания применяется порошок, нить, пленка или шпательные волокна, имеющие более низкий уровень температуры плавления, чем скрепляемые холсты. После нанесения связующего вещества холсты подлежат термообработке.
Геотекстильное полотно обязательно подлежит отделке.
Основные свойства
Оценивая качество таких материалов, необходимо исходить из области их применения. Фильтровальное нетканое полотно должно обладать высокой прочностью, а хорошие эстетические характеристики для фото пригодятся, но не более.
К некоторым видам материи предъявляются высокие требования по плотности, прочности, упругоэластичности. А отменные внешние показатели, отлично продемонстрированные на фото, позволяют нетканым материалам успешно конкурировать с тканями. Учитывая экономическую составляющую, преимущество в большинстве случаев отдают нетканым полотнам.
Области применения
Геотекстильное полотно используется для самых разных нужд. В швейной промышленности из этого материала изготавливают одежду всевозможного назначения: платья, костюмы, белье, халаты, пальто, купальники, детские вещи . Нередко геотекс материалы применяются для утепления.
Широкое применение геотекстильное полотно нашло в иных сферах. Геотекс используется в дорожном строительстве, монтаже дренажей, в жилой застройке и отделке помещений. Кроме того, геотекс может быть использован даже для отделки жилых зон. Например, геотекстильное полотно можно увидеть на изнаночной стороне столовых клеенок или линолеумов.
По своим свойствам описываемый материал во многом превосходит тканевые аналоги. И ведь он постоянно совершенствуется. Так что не будет удивительным тот факт, что вскоре эта материя будет необходима абсолютно везде.
Нетканными материалами называют текстильные полотна, которые производятся из различных волокон без традиционных приемов ткачества или плетения.
По сфере применения различают:
- для пошива одежды;
- бытовые;
- технические;
- упаковочные;
- прокладочные;
- основа искусственной кожи;
- мебельные.
По способу скрепления нетканые материалы делают следующими методами:
- Химическое или адгезионное скрепление (клеевой способ).
- Механическое скрепление: иглопробивный, прошивные способы, гидроструйный способ (технология Спанлейс).
Холстопрошивное полотно
изготавливается путем тщательного прочеса заранее подготовленных волокон и пропуска его через специальный преобразователь, который располагает волокна перпендикулярно друг другу. Полученный холст прошивают на вязальной машине. Это: фланель, байка, сукно, драп, ватин.
Качественные показатели: износостойки, высокоэластичны, низкосминаемы, воздухопроницаемы, не подвержены усадке.
Нитепрошивные полотна
получаются путем переплетения системы двух нитей. Специальным образом. Они накладываются одна на другую и скрепляются тамбурным стежком. Это: полотно блузочное, платьевое, используется для пошива купальной одежды.
Такие ткани: формоустойчивы, имеют низкую теплопроводность, гигроскопичны, воздухопроницаемы, практически не осыпаются на срезах, хорошо растяжимы.
Тканепрошивные полотна
изготовляются за счет продевания текстильных петель на вязанной основе. Это махровые полотна по типу «джинтарс» и «тейка», искусственные меха.
Такие ткани отличаются высокой гигроскопичностью, гигиеничностью, прочностью.
Клееные полотна
изготовляются путем склеивания волокон жидкими клеевыми растворами, сухими пластичными веществами, за счет клеевых веществ, наносимых в структуру волокна. Примером таких полотен являются: бортовка, теплоизоляционные полотна, флизелин, прокламелин, изо, основа под искусственную кожу.
Такие полотна устойчивы к нагреванию, стирке и химчистке, обладают высокими показателями упругости и жесткости, воздухопроницаемости.
Иглопробивные полотна
изготавливается путем многочисленного пробивания полотна раскаленными иглами с зазубринами. Представители: ватин, синтепон, полотно прокладочное, полотно теплоизоляционное.
Отличаются высокой прочностью, теплоизоляцией, формоустойчивы.
Полотна, получаемые валяльным способом : фильц, войлок, одеальные ткани. Это прочные, теплоизоляционные ткани.
Аэроформирование : процесс состоит в смешивании волокон с воздухом, полученную вату в дальнейшем напыляют на специальную ленту. Такая технология используется для производства салфеток и детских подгузников.
История развития отрасли нетканых материалов
Началом эпохи нетканых материалов считаются 1930-е годы . Первые образы были созданы в Европе. Это были полотна из вискозных волокон , скрепленных между собой химическими связующими. Несколько позже были освоены и другие способы их получения, различающиеся как по виду сырья, так и по способу скрепления.
Процесс развития отрасли нетканых материалов в России можно разбить на четыре этапа :
- Первый этап - становление отрасли (60-70-е годы).
- Второй этап - ее расцвет - (80-е годы).
- Третий этап - резкий спад производства (90-е годы).
- Четвертый этап - подъем производства и перспективы развития нетканых материалов в настоящее время.
На первом этапе были разработаны нетканые материалы валяльно-войлочным, вязально-прошивным и клеевым способами производства.
Второй этап развития отрасли характеризуется высокими темпами роста производства нетканых материалов не только бытового, но и технического назначения. Начиная с 1975 года , в связи с дефицитом хлопчатобумажных тканей для нужд населения, перед наукой была поставлена задача заменить технические ткани на нетканые материалы.
Третий этап развития нетканых материалов характерен резким спадом производства, который длился с 1992 года по 1998 год . Объем выпуска нетканых полотен за данный период сократился почти в 15 раз.
Четвертый этап характеризуется резким увеличением производства. После обвала российского рубля в 1998 году сильно подорожали нетканые материалы, ввозимые из Турции, Польши, Германии. Поэтому и возрос спрос на отечественную продукцию, в результате чего объем выпуска увеличился почти в 4 раза. За последнее десятилетие развития индустрии нетканых материалов в РФ самым популярным стали нетканые материалы «Холлофайбер». В 2010 году Роспатент признал данное определение Общеизвестным товарным знаком.
Классификация
Нетканые материалы в зависимости от методов скрепления подразделяются на четыре класса :
- скрепленные механическим способом;
- скрепленные физико-химическим способом;
- скрепленные комбинированным способом
- скрепленные термическим способом (термоскрепление).
Исходное сырье
Нетканые материалы вырабатываются как из натуральных (хлопковых, льняных, шерстяных), так и из химических волокон (например, вискозных, полиэфирных, полиамидных, полиакрилонитрильных, полипропиленовых), а также вторичного волокнистого сырья (волокна, регенерированные из лоскута и тряпья) и коротко-волокнистых отходов химической и других отраслей промышленности.
Технологии получения
Основные технологические операции получения нетканых материалов :
- Подготовка сырья (рыхление, очистка от примесей и смешивание волокон, перемотка пряжи и нитей, приготовление связующих, растворов химикатов и т. д.).
- Формирование волокнистой основы.
- Скрепление волокнистой основы (непосредственно получение нетканого материала).
- Отделка нетканого материала.
Способы получения нетканого материала
Основной стадией получения нетканых материалов является стадия скрепления волокнистой основы, получаемой одним из способов: механическим, аэродинамическим, гидравлическим, электростатическим или волокнообразующим.
Способы скрепления нетканых материалов:
- Химическое или адгезионное скрепление (клеевой способ).
Сформованное полотно пропитывается, покрывается или орошается связующим компонентом, нанесение которого может быть сплошным или фрагментированным. Связующий компонент, как правило, применяются в виде водных растворов, в некоторых случаях используют органические растворители.
- Термическое скрепление.
В этом способе используются термопластичные свойства некоторых синтетических волокон. Иногда используются волокна, из которых состоит нетканый материал, но в большинстве случаев в нетканый материал еще на стадии формования специально добавляют небольшое количество волокон с низкой температурой плавления («бикомпонет»).
- Механическое (фрикционное) скрепление:
Иглопробивной способ;
Вязально-прошивной способ;
Гидроструйный способ (технология Спанлейс).
Технология Спанлэйс
Технология Спанбонд
При данной технологии холст формируется из непрерывных нитей (филаментов), полученных из расплава полимера. Нити формуются из полимера посредством фильерно-раздувного способа и практически одновременно укладываются в холст.
Впоследствии уложенный холст проходит процедуру скрепления механическим способом путем пробивки полотна иглами с двух сторон, целью которой является уплотнение уложенных филаментов и спутывание их между собой. На данном этапе технологического процесса полотно приобретает свои прочностные свойства, которые могут варьироваться в зависимости от характера, количества и рисунка набивки игл в иглопробивных досках. При необходимости пробитый холст проходит процедуру термоскрепления при помощи каландра .
Данная технология становится очень популярной, поскольку полученный по такому способу производства продукт имеет уникальные свойства, практичность и низкую себестоимость.
Технология Спанджет
Технология, при которой окончательная фиксация происходит с помощью водных струй под высоким давлением. Прочность готового материала несравнимо выше, чем у нетканого полотна, скрепленного любыми иными способами.
Технология Струтто
Технология пришла в Россию из Италии. "Strutto" обозначает вертикальную укладку волокон при производстве нетканых материалов. Впервые технология была применена в России компанией "Фабрика Нетканых Материалов "Весь Мир" для производства нетканого наполнителя для мягкой мебели СтруттоФайбер® ("Нетканые независимые пружины").
Технология AirLay
Технология AirLay – это система образования волокон, готовых для иглопробивания и термофиксации. Данная технология предназначена как замена устаревшим кардочесальным машинам и холстоукладчикам. Производительность такой линии позволяет производить около 1500 кг готовой продукции в час. Грамматура производимого материала вирьируется от 150 г/м² до 3500 г/м². Использование технологии AirLay разнообразно. Например, автомобильная промышленность, сельское хозяйство, мягкая мебель (материал Би-Кокос), строительство, одежда и упаковка.
Применение
- Спанлейс , используются для хозяйственных нужд; для гигиенического применения - протирочные салфетки; для медицинских нужд, в частности хирургических, - одноразовая медицинская одежда, а также для технического применения в соответствии со строгими требованиями клиента.
- Материалы, изготовленные по технологии Спанбонд , используются в автодорожном и железнодорожном строительстве в качестве распределяющего нагрузку основания, при строительстве шламоотвалов - в качестве дренирующего слоя, в промышленном и гражданском строительстве - в качестве тепло- и пароизоляции.
Торговые названия
- Спанлэйс :
Сонтара (ДюПонт, США, Могилевхимволокно), состав: целлюлоза 50 %, полиэфир 50 %,
Спанлейс, Новитекс (Новита, Польша), состав: вискоза 70 %, полиэфир 30 %,
Фибрелла (Суоминен, Финляндия), состав: вискоза 80 %, полиэфир 20 %.
- Нетканые материалы, получаемые по технологии Спанбонд :
Канвалан (СИБУР , Ортон, Россия, Кемерово), состав: полипропилен 100 %,
Геотекс (СИБУР , Сибур-Геотекстиль, Россия, Сургут,), состав: полипропилен 100 %.
- Нетканые материалы, получаемые по технологии "Струтто" :
Объемный нетканый материал «Спрут» (Украина).
СтруттоФайбер® (Московская область), состав: 100% полиэфир.
ХоллоТек® ("Весь Мир", Подольск), состав: 100% полиэфир.
- Нетканые материалы, получаемые по технологии термического скрепления :
Файбертекс (Торнет-ЛТВ, Россия, Дрезна), состав: полиэфир 100 %,
Шерстипон (Торнет-ЛТВ, Россия, Дрезна), состав: шерсть 70 %, полиэфир 30 %,
Холлофайбер (Термопол-Москва, Россия, Москва), состав: полиэфир 100 %,
Vlad-эк (Владполитекс, Россия, Судогда), состав: полиэфир 100 %
- Нетканые материалы, получаемые по технологии иглопробивного скрепления :
ECO-TOR (Торнет-ЛТВ, Россия, Дрезна), состав: полипропилен 100 %,
Литература
Примечания
Ссылки
Wikimedia Foundation . 2010 .
Текстильные материалы, состоящие из волокнистого холста или нитей, скрепленных различными способами, называют неткаными материалами.
В технологическом процессе получения нетканых текстильных материалов отсутствует прядение и ткачество. Только некоторые нетканые материалы вырабатывают из пряжи, но без процесса ткачества.
Ассортимент нетканых материалов расширяется, так как они намного дешевле, чем ткани. Нетканые материалы применяют для производства швейных и галантерейных изделий, мебели, автомобилей, обуви.
Нетканые материалы получают в основном тремя способами:
Механическим (валяльно-войлочные, иглопробивные способы производства);
Физико-химическим (клеевые полотна);
Комбинированным (вязально-прошивный и клеевой, иглопробивной и клеевой и др.).
Сырьем для производства нетканых материалов служат хлопок, шерсть, отходы натуральных волокон текстильного производства, искусственные и синтетические нити.
По назначению нетканые материалы делят на бытовые, обтирочные, тарные, паковочные, обувные.
Нетканые материалы (неклеевые) обладают хорошей гигроскопичностью, воздухопроницаемостью и теплозащитными свойствами. Они устойчивы к деформации, мягкие на ощупь, дешевле тканей. Недостатками нетканых материалов являются их невысокая прочность и нестойкость к истиранию.