Нетканые материалы

Процесс холстообразования состоит из двух операций: расчесывания волокнистого сырья и формирования из прочесанных волокон волокнистого холста. Для чесания волокон применяют обычные чесальные машины, но без лентоукладчика, поэтому прочесанные волокна имеют вид элементарной ваты.

Формирование холста может осуществляться четырьмя способами: механическим, аэродинамическими, электростатическим и гидравлическим. При механическом способе - волокнистый холст образуется из прочеса с чесальных машин, уложенного слоями с помощью специального преобразователя прочеса. При аэродинамическом - волокнистое сырье сначала разрыхляют, а затем потокам воздуха переносится на сетчатый барабан или горизонтальную сетку, где укладывается в волокнистый холст определенного развеса (толщины). При электростатическом - волокнам сообщается электростатический заряд определенного знака, затем они направляются на транспортер, несущий электростатический заряд противоположенного знака, в результате притяжения волокон к транспортеру образуется волокнистый холст. При гидравлическом - холсты образуются из водной суспензии сравнительно коротких волокон. Суспензию наносят на сетку, а затем обезвоживают. Для гидравлического холстообразования применяют технологию и оборудование бумагоделательного производства.

Волокна в холсте скрепляют физико-химически  (клеевым), механическим и комбинированным способами.

Клеевой способ производства нетканых материалов осуществляется путем склеивания волокон в волокнистых холстах высокомолекулярными веществами. Способы склеивания различают мокрые и сухие.

При мокром способе склеивания в качестве склеивающих веществ применяют эмульсии, дисперсии и латексы. Пропитывание волокнистого холста растворами или дисперсиями осуществляется либо в проходных ваннах, в которых находятся транспортеры, перемещающие волокнистые холсты, либо методом разбрызгивания раствора высокомолекулярного вещества из распылителя на волокнистую массу, либо пропусканием волокнистой массы через систему пар валков, в которые подается раствор высокомолекулярного вещества. В растворы или дисперсии могут быть введены добавки, осаждающие склеивающее вещество на волокна для обеспечения более равномерного склеивания волокон по толщине. После проклеивания волокнистые холсты сушат в сушилках проходного типа, к которым относятся барабанные сушилки, обогреваемые паром, или сушильные установки, в которых холсты сушат горячим воздухом. Перемещение нетканых материалов в сушилках производится конвейерными сетками из нержавеющей стали со скоростью до 13 м/мин. К водным растворам высокомолекулярных веществ, применяемых для склеивания, относится поливиниловый спирт, ксантогенат целлюлозы, альгинат натрия, крахмал и др. Из водных дисперсий в качестве связующего применяют латексы: бутадиенстирольные, бутадиенакрилонитрильные, бутадиенхлорвинилиденовые, натуральные и др. Выбор дисперсии определяется требованиями, предъявляемыми к нетканому материалу. Наносить склеивающие вещества можно и только на отдельные участки. В этом случае состав наносится с помощью печатных валов или тиснильных каландров.

При сухом способе получения клееных нетканых материалов для склеивания волокнистых слоев вводятся нетермопластичные и термопластичные волокна или два вида нетермопластичных волокон, но с разной температурой плавления. Волокнистую массу прогревают, при этом термопластичные волокна склеивают другие волокна. В качестве термопластичных применяют волокна перхлорвинила, полиэтилена, специальные виды полиэфирных волокон и др. Кроме того, склеивание волокнистых холстов производится порошкообразными смолами. В этом случае смолу измельчают в высокодисперсный порошок и специальными приспособлениями вводят в волокнистый слой или в процессе его формирования, или после. Затем волокнистый холст подвергают термообработке и прессованию валиками каландра. В качестве склеивающего вещества используются в виде порошка смолы метилметакрилата, поливинилхлорида, фенолформальдегида и др.

Недостатком склеивания с помощью  порошков является невозможность добиться равномерного распределения порошка  в волокнистой массе.

Применение пленок и сеток из синтетических материалов позволяет устранить трудность распределения связующего в структуре волокнистого холста.

Механический способ скрепления волокон подразделяют на вязально-прошивной, иглопробивной и валяльно-войлочный.

При вязально-прошивном - волокнистый настил прошивают нитями либо скрепляют трикотажными переплетениями.

При иглопробивном - волокнистый слой прокалывают иглами с зазубринами, с помощью которых протаскивают волокна через настил, тем самым скрепляя его.

При валяльно-войлочном - волокнистый настил подвергают свойлачиванию, а затем валке на специальных машинах.

К комбинированным нетканым материалам относят холстопрошивные клеевые, иглопробивные клеевые и другие, получаемые проклеиванием нетканого полотна, изготовленного механическим способом.

В процессе красильно-отделочных операций формируется внешний вид нетканых материалов.

3 Современные  технологии производства нетканых  материалов.

Мебель, одежда и салфетки - всё это теперь производится с  наименьшими затратами благодаря нетрадиционному методу обработки волокон, нетканые материалы переживали разные времена: сейчас расцвет их необходимости и потребления. Для получения подобных тканей используются технологии «спанлэйс», «спанбонд» и «спанджет».

Технология  спанлейс появилась в 60-х годах прошлого века, но впервые была официально представлена фирмой DuPont в 1973 году (материал Сонтара®) и была результатом напряженной работы, проделанной фирмами DuPont и Chicopee. В 90-х годах прошлого века струйная технология значительно шагнула вперед и стала более производительной и доступной для многих производителей нетканых материалов.

Технология гидросплетения основана на переплетении волокон материала  высокоскоростными струями воды под высоким давлением. Обычно полотно  скрепляется на перфорированном барабане с помощью струй воды, бьющих под высоким давлением из форсуночных балок. За счет этих струй волокна холста связываются между собой.

Лидером и новатором  в области технологии спанлейс является фирма «Rieter»

Материалы, изготовленные по технологии 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.

Нетканые материалы, получаемые по технологии спанлэйс:

сонтара (ДюПонт, США), состав: целлюлоза 50%, полиэфир 50%,

спанлейс, Новитекс (Новита, Польша), состав: вискоза 70%, полиэфир 30%

фибрелла (Суоминен, Финляндия), состав: вискоза 80%, полиэфир 20%.

При спанбонд 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, низкую себестоимостью и практичность.

Материалы, изготовленные  по технологии спанбонд, используются в автодорожном и железнодорожном строительстве в качастве распределяющего нагрузку основания, при строительстве шламоотвалов - в качестве дренирующего слоя, в промышленном и гражданском строительстве - в качестве тепло- и пароизоляции.

Нетканые материалы, получаемые по технологии спанбонд:

- канвалан (СИБУР, Ортон,  Россия, Кемерово), состав: полипропилен 100%,

геотекстиль (СИБУР, Сибур-Геотекстиль, Россия, Сургут), состав: полипропилен 100%.

При спанджет технологи окончательная фиксация происходит с помощью водных струй под высоким давлением. Прочность готового материала несравнимо выше, чем у нетканого полотна, скрепленного любыми иными способами.

Благодаря всем трём способам производства, нетканые материалы стали  дешёвыми, прочными и долговечными материаломи.

 

4 Классификация  и общая характеристика ассортимента нетканых материалов.

 

Нетканые материалы  классифицируют по следующим признакам: по назначению: бытовые, обтирочные, тарные, паковочные, обувные, основа для искусственных кож и под клеенку, прокладочные, фильтровальные, медицинские, мебельные и ватины;

по  сырьевому составу: хлопчатобумажные, полушерстяные, шелковые и льняные;

по  способу производства: холстопрошивные, нитепрошивные, тканепрошивные, иглопробивные, клеевые, комбинированные.

В соответствие с торговой классификацией каждому нетканому материал присваивается артикул по прейскуранту 031, состоящий из шести цифр.

Первая цифра артикула обозначает нетканые текстильные материалы (полотна) - для всех материалов это цифра 9.

Все нетканые материалы  делятся сначала по волокнистому составу, обозначенному в артикуле второй цифрой: 1 - хлопчатобумажные (включают и смешанные с вискозным волокном), 2 - полушерстяные, 3 - шелковые, 4 - льняные. Ведущее место по объему производства в настоящее время занимают хлопчатобумажные полотна. К шелковым относятся материалы из вискозного и синтетических волокон (их смесей).

Далее материалы делятся  на полотна типа тканей и ватина, а также по способу производства, что обозначается третьей цифрой в артикуле: полотна типа тканей: 1 - холстолрошивные, 2 - нитепрошивные, 3 - тканепрошивные, 4 - иглопробивные, 5 - клееные, 6 - комбинированные. К комбинированным относятся холстопрошивные с каркасной тканью, каркасные клееные и иглопробивные и др.; полотна типа ватина: 7 - холстопрошивные, 8 - иглопробивные.

Последующее деление производится по назначению и обозначается четвертой цифрой в артикуле: 1 - бытовые; 2 - обтирочные, тарные и паковочные; 3 - обувные; 4 - основа для ИК (искусственной кожи); 5 - прокладочные, фильтровальные, мебельные; 6 - ватин.

Пятая и шестая цифры в артикуле показывают порядковый номер полотна и характеризуют другие его особенности.

Ассортимент нетканых материалов достаточно широк и разнообразен.

Все нетканые полотна  бытового назначения можно подразделить на материалы для одежды, для обуви, для домашнего обихода.

Материалы для одежды - полотна для верха одежды, прокладочные, утепляющие.

Полотна для верха одежды изготовляют различными методами, по составу они могут быть хлопчатобумажные, полушерстяные, шелковые; по назначению: пальтовые, костюмные и платьевые, для домашней и пляжной одежды. Указанные полотна различаются массой 1 мг, внешним оформлением и другими свойствам.

Пальтовые нетканые полотна вырабатываются холстопрошивным и тканепрошивным методами по типу аналогичных тканей, по составу - полушерстяные (подвергаются валке, ворсованию), масса 1 м² - 340-600 г. Основные требования: соответствующий внешний вид, достаточно высокая теплозащитность. Эти полотна могут вырабатываться по типу драпов, пальтовых тканей (отличаются большим разнообразием внешнего оформления), сукон. Большинство их гладкокрашеные, некоторые пестровязаные.

Костюмные и платьевые нетканые полотна имеют массу 1 мг 180-300 г., вырабатываются холстопрошивным, нитепрошивным, тканепрошивным, комбинированными методами, могут быть хлопчатобумажными, полушерстяными, шелковыми. Отличаются разнообразием внешнего оформления в зависимости от более узкого назначения, имитирующим соответствующие ткани. Могут быть гладкокрашеными, меланжевыми, отбеленными, с цветными полосами, набивными, с начесом. Основные требования - соответствующая назначению масса 1 мг, внешний вид (фактура, колористика), формоустойчивость. В большинстве случаев эти полотна подходят для женской и детской одежды, отдельные виды могут быть использованы для мужских сорочек.

Для домашней и пляжной одежды выпускаются тканепрошивные махровые полотна, масса 1 м² - 300-370 г., гладкокрашеные, в полоску, набивные.

Прокладочные нетканые полотна используются в качестве прокладок в верхних изделиях (борта, воротники), в воротниках мужских сорочек, в галстуках, в спальных мешках, одеялах, халатах, для корсетных изделий (для оформления поясов брюк, юбок). Эти полотна вырабатывают клееным и иглопробивным методами. Иглопробивные могут быть с клееным покрытием. Основные требования - небольшая масса 1 м² 100 -200 г., достаточная жесткость и упругая эластичность, полотна для корсажных лент должны иметь малую растяжимость, соответствующее внешнее оформление и приятное туше. Могут быть хлопчатобумажными, полушерстяными, шелковыми, льняными. Некоторые из рассматриваемых материалов могут быть прокладочно-утепляющими. Прокладочные полотна имеют различные названия: клееные - флизелин, прокламелин, изо и другие, иглопробивные - «Вива», «Лийва».

Утепляющие нетканые полотна используют как утепляющие прокладки и подкладки для пальто и курток, а также перчаток и других изделий. Эти полотна должны быть теплозащитными, мягкими, упругими в массе. Могут быть различного волокнистого состава (хлопчатобумажные, полушерстяные, шелковые, льняные), различными по методу производства: холстопрошивные, иглопробивные, тканепрошивные, комбинированные. К утепляющим полотнам относится ватин - различных способов производства (холстопрошивной и иглопробивной - в том числе на марле), различного волокнистого состава и назначения (кроме верхней одежды - для одеял, мебели); каркасные тканепрошивные и иглопробивные, утепляющие полотна, полотна по типу меха, вырабатываемые главным образом по тка-непрошивному (тафтинговому) методу.

Прокладочные и утепляющие полотна занимают значительное место (особенно ватин) в общем объеме производимых нетканых материалов, обладают в целом хорошими потребительскими свойствами, пользуются большим спросом.

Материалы для обуви подразделяются на полотна для верха обуви и оформления ее внутренней части. Для верха обуви применяют полушерстяные полотна и полотна из химических волокон (шелковые), их изготовляют холстопрошивными, холстопрошивными с каркасом (например, капроновым, трикотажным) и другими методами. Полотна для оформления внутренней части обуви могут быть подкладочными, для прокладки, простилки, для стелек. Эти полотна выпускают хлопчатобумажными, полушерстяными, из химических волокон (шелковые). Используют холстопрошивной, иглопробивной способы (стельки).