Понятта про неткані текстильні матеріали

Понятта про неткані текстильні матеріали

1. Понятта про неткані  текстильні матеріали та їх отримання

Зростаючі потреби споживачів сприяли появі продукування текстильних  матеріалів, які отримали загальну назву нетканих.

Неткані матеріали, полотна  та вироби, виготовлені з волокон, ниток або (і) ін видів матеріалів (текстильних і сполучень їх з  нетекстильними, напр. плівками) без застосування прядіння і ткацтва. У порівнянні з традиц. способами виробництва в текстильній промисловості - ткацтвом і прядінням – виробництво нетканих матеріалів відрізняється простотою технології (в т.ч. скороченням числа технологічних стадій), підвищенням продуктивності устаткування і, отже, меншими капітальними і трудовими витратами, різноманітністю асортименту полотен, можливостями раціонального використання різної сировини, більш низькою собівартістю продукції, можливістю максимальної автоматизації виробництва, тобто створення потокових ліній і фабрик-автоматів, а самі неткані матеріали мають хороші експлуатаційні властивості. Тому неткані матеріали стали одним з основних видів сучасної текстильної продукції, хоча велике промислове виробництво їх з'явилося лише в 40-х рр 20 століття. Світове виробництво нетканих матеріалів приблизно 16 млрд. м2.

Розрізняють неткані матеріали:

· типу тканин (холстопрошивні, ниткопрошивні, тканинопрошівние, голкопробивні, клеєні, комбіновані)

· ватину (холстопрошивні, голкопробивні, клеєні)

· а також побутового та технічного призначення.

Властивості нетканих матеріалів залежать від їхньої структури і способу виробництва, природи сировини. Неткані матеріали виробляють з натуральних (бавовняних, лляних, вовняних) і хімічних (напр., віскозних, поліефірних, поліамідних, поліакрилонітрильні, поліпропіленових) волокон, а також вторинної волокнистої сировини (волокна, регенеровані з клаптя і ганчір'я) і коротко-волокнистих відходів хім. та інших галузей промисловості.

Основні технологічні операції отримання нетканих матеріалів:

1) підготовка сировини (розпушування, очищення від домішок і змішування волокон, перемотування пряжі і ниток, приготування в'язких речовин, розчинів хімікатів, напр. затверджувачів, агентів набухання волокон, ПАР) ;

2) формування волокнистої  основи (напр., полотна, системи ниток);

3) скріплення волокнистої  основи в єдину систему (одержання  нетканих матеріалів);

4) обробка нетканих матеріалів.

 

Отримання волокнистої основи.

Волокнистий полотно-шар  текстильних волокон (поверхнева щільність 10-1000 г/м2 і більше )-найчастіше отримують хутровим способом: на чесальній машині з волокон довжиною 45-150 мм формують прочісування, або ватку (безперервний тонкий шар волокон з поверхневою щільністю більше 20 г/м2), який за допомогою спеціального пристосування укладається "один на одного" під різними кутами, в результаті чого в полотні отримують подовжню або поздовжньо-поперечну орієнтацію волокон.

При аеродінамічому способі  розчесані волокна захоплюються потоком повітря і переносяться з каналу (дифузору) на сітчастий  барабан або транспортер, де укладаються  з утворенням полотна бeзшарової структури (неорієнтоване розташування волокон). Гідравлічним (мокрим) способом полотно формують з водної суспензії коротких непрядомих волокон на сітці папероробної машини. Електростатичним способом полотно отримують, укладаючи заряджені волокна рівномірним шаром на транспортері, що має заряд протилежного знаку. Волокноутворюючим способом полотно отримують укладанням на сітчасту повсть транспортера безперервних волокон (ниток) безпосередньо після їх формування з розплаву або розчину полімеру.

Волокнисту основу з ниток (система ниток) формують укладанням декількох шарів пряжі або готових хім. ниток, які упорядкованні, напр. у вигляді сітки, або хаотично.

Отримання і застосування нетканих матеріалів

Волокнисту основу скріплюють фізико-механічним., фізико-хімічним або  комбінованими способами. На рисунку 1 наводиться класифікація способів виробництва  нетканих матеріалів

 

Рис. 1. Класифікація способів виробництва нетканих матеріалів

 

Фізико - хімічні способи  скріплення волокнистої основи у  виробництві нетканих матеріалів найпоширеніші; їх застосовують для отримання клеєних нетканих матеріалів. Волокна (нитки) в полотні скріплюються в єдину систему сполучним засобом внаслідок адгезійної взаємодії на кордоні контакту сполучник - волокно (нитка). Як зв'язуючі використовують еластомери, термопластичні і термореактивні полімери у вигляді дисперсій, розчинів, аерозолів, порошків, легкоплавких і бікомпонентних волокон. Іноді сполучні засоби не використовують; в цьому випадку основу нетканих матеріалів піддають спец. обробці (тепловій, хім. реагентами, газами), що приводить до зниження плинності полімеру, з якого виготовлені волокна (нитки) волокнистої основи, або до появи "липкості" на їх поверхні в результаті набухання, пластифікації, що сприяє скріплення волокон у місцях їх контакту.

Розрізняють декілька основних способів отримання клеєних нетканих матеріалів. Широко поширений метод  просочення полотна рідкими сполучними (дисперсіями і розчинами бутадієн-акрілоні-трільного каучуку, полістиролу, полівінілацетату, полівінілового спирту, акрилових сополімерів або ін. Методи просочення різноманітні: полотно занурюють у ванну зі сполучником; піна сполучника подається в проміжок двох валів, через який безперервно проходить полотно; сполучник розпилюється на поверхню полотна спец. пристроями; наноситься друкуванням за допомогою гравірованих валів, шаблонів (аналогічно нанесення малюнка на тканину). Після просочення полотно піддають сушінню і термообробці гарячим повітрям або ІЧ випромінюванням в спец. камерах або на каландрі.

Папероробним способом неткані  матеріали отримують з коротких текстильних волокон (2-12 мм), до яких іноді додають деревну целюлозу, на звичайному папероробному обладнанні і з волокон підвищеної довжини (40 мм і більше) на папероробних машинах з похилою сіткою. Сполучні-синтетичні. латекси, легкоплавкі волокна (зазвичай полівінілхлоридні), фібріди і бікомпонентні волокна вводять в полотно до або після його виливаннч на папероробній машині. Потім полотно сушать і піддають термообробці, як у попередньому способі просочення. Отримані неткані матеріали папероподібні ; застосування більш довгих волокон покращує їх текстильні властивості. Цим способом отримують (при високій продуктивності-до 300 м / хв) неткані матеріали одноразового користування, напр. скатертини, пелюшки, постільну білизну, серветки.

Більш прогресивним, ніж  просочення, є спосіб термоскріплення, тому що виключається застосування рідких в'язких речовин, не потрібно очищення стічних вод і т.д. При цьому можна отримати неткані матеріали різних структур і влативостей. Полотно формують з т. зв. базових волокон - поліамідних, віскозних, поліефірних або їх сумішей з легкоплавкими (поліпропіленовими, полівінілхлоридними) і бікомпонентнимі волокнами. На полотно або окремі шари прочісування наносять спец. пристроями порошки смол (феноло-або меламіно-форм-альдегідних) і (або) пластифікатори або тільки р-ри-тель для набухання поверхневого шару волокон. Після цього полотно надходить у термокамеру, а потім на каландр, на якому в результаті пресування відбувається склеювання.

Різновид способу - локальний нагрів полотна голками або ребрами валу, коли утворюються зони сплаву (зварювання), що скріплюють полотно (порошкоподібна сполучна речовина не використовується). Зварку можна здійснювати також струмами високої частоти, ультразвуком, променем лазера. Цим способом отримують більш об'ємні матеріали, ніж розглянутим вище.

Фільєрний спосіб виробництва  нетканих матеріалів з розчинів і  сплавів полімерів розвивається прискореними темпами (на його частку доводиться вже 30% виробництва нетканих матеріалів від їх загального обсягу). Цей спосіб поєднує виробництво хім. волокон і нетканих матеріалів .Волокна (нитки) в полотні, сформованому на сітці приймального, що рухається транспортера (після виходу волокон з фільєру), склеюються один з одним в місцях перетину аутогезіонно, якщо вони не втратили своєї "липкості", в іншому випадку їх скріплюють пров’язуванням, голкопроколюванням або будь-яким фіз.-хім. способом. Фільєрним способом можна формувати полотно з волокон будь-якої довжини, навіть практично нескінченною. Збільшення довжини волокон різко підвищує коефіцієнт використання їх міцності в нетканих матеріалів, що дозволяє знизити вимоги до властивостей сполучника або зменшити його вміст в матеріалі, в результаті чого збільшується пористість матеріалу. Фільєрні установки можуть бути використані для формування з великою швидкістю не тільки полотен, але і виробів складної конфігурації.

Найбільш перспективні клеєні неткані матеріали, що виробляються за новою технологією із плівок (поліетиленової, поліпропіленової, поліамідної), що виключає отримання волокон. Сутність способу полягає в тому,що полімерну плівку розщеплюють на фібрили (на голкопробивний машині або спец. фібрілляторами) і потім скріплюють.

Клеєні неткані матеріали  використовують як тепло- та звукоізоляційні, фільтрувальні, тарні й обтиральні полотна, як основу під полімерні покриття (штучна шкіра, лінолеум, клійонка) і абразивні матеріали, як прокладочні матеріали для одягу, полотна для поліграфії, матеріали для армування пластмас.

Фізико -механічні способи- пров’язування, голкопроколювання.

В'язально-прошивні неткані  полотна виготовляють на спец. машинах  шляхом пров’язування нитками або  пучками волокон волокнистих  полотен (полотнопрошивні неткані  матеріали), системи ниток (ниткопрошивні  неткані матеріали), а також їх комбінацією з іншими матеріалами (каркаснопрошівние неткані матеріали), напр. з тканинами (тканинопрошівні), плівками (плівкопрошівні). На всіх машинах для вироблення в'язально-прошивних нетканих матеріалів здійснюється процес петлеутворення, як при виробництві трикотажу за винятком того, що на кожну голку прокладається окрема нитку. Всі голки машини переміщаються одночасно, проколюють волокнисту основу і повертаються у вихідне положення, перетягуючи через неї пров’язуючу нитку. Для провя’зування використовують пряжу з бавовни, капронові, лавсанові, хлоріновие та ін комплексні нитки.

Найбільш економічний  полотнопрошивний спосіб, причому ниткопрошивні  неткані матеріали близькі за властивостямидо тканин і трикотажу. Асортимент полотен, що виготовляються за цією технологією, надзвичайно широкий: замінники тканин для одягу, махрові рушники, штучне хутро, декоративні полотна тощо; в техніці - теплозвукоізоляційні матеріали, прокладки, основа для синтетичніих покриттів та ін

Голкопробивні неткані матеріали виготовляють на голкопробивних машинах. Скріплення волокон в полотні здійснюється в результаті їх механічного пeрeплутування при багаторазовому проколюванні полотна голками з щербинами. Особливості голкопробивних машин, конструкція голок, глибина та щільність голкопроколювання мають вирішальний вплив на структуру нетканих матеріалів і, отже, на їх характеристики. Для поліпшення властивостей голкопрoбівні неткані матеріали піддають спец. обробки (просочення латексу, термообробці полотен, що містять високоусадкові або легкоплавкі волокна) або перед голкопроколюванням полотно дублюють з армуючим матеріалом (напр., з тканиною, плівкою).

Модифікація способу-перепутування  волокон полотна тонкими струменями води або газу, що викидаються під великим тиском з сопел.

Цим способом виробляють, напр., фільтрувальні полотна для різного середовища, теплозвукоізоляція. і техн. сукна, ковдри, покриття для підлоги, геотекстильні матеріали, які мають високі проникність (як пісок) і міцність (використовують їх як дренажно-фільтруючий матеріал при будівництві доріг, дамб, мостів, будівель та ін.)

Валяльно-повстяним способом отримують неткані матеріали  з чистошерстяних волокон або  суміші їх з хімічними (до 40%) шляхом механічних впливів на волокнистий  шар у вологому середовищі при  підвищеній температурі. Вовняні волокна в цих умовах свалюются (переміщуються, переплітаються, ущільнюються), утворюючи войлок. Отриманий напівфабрикат піддають валці на різних машинах для подальшого ущільнення, усадки і надання йому заданої форми і розмірів. Потім валяні полотно чи виріб направляють на мокру обробку, сушку і суху обробку. Цим способом отримують повсть, валяні і фетрові вироби (взуття, головні убори).

Комбіновані способи отримання  нетканх матеріалів, що включають  декілька методів скріплення волокнистої  основи, застосовують для отримання  нетканих матеріалів підвищеної якості (напр., більшою формостійкість, підвищеної міцності, з кращими деформаційними властивостями). Так, електрофлокуванні неткані матеріали виготовляють орієнтованим нанесенням в електричне поле високої напруги щодо коротких волокон (довжина 0,3-10 мм) на основу (наприклад, на текстильну тканину чи плівку), попередньо покриту клеєм. Остаточне закріплення волокон в клейовому шарі проводять в сушильній камері. Цим способом виготовляють неткані матеріали, що імітують натуральну замшу, хутро, пакувальні матеріали та ін.

У залежності від призначення  неткані матеріали випускають у  невід біленому (суворому) вигляді  або піддають обробці (напр., відбілювання, фарбування, стрижка ворсу).

2. Класифікація нетканих  текстильних матеріалів

1. за волокнистим складом 

· бавовняні 

· напівшерстяні 

· шовкові 

· лляні 

2. за призначенням 

· побутові

· обтиральні

· тарні 

· пакувальні

· материали для взуття

· основа для штучної шкіри

· прокладочні 

· фільтрувальні 

· меблеві 

Побутові, у свою чергу, поділяють  на матеріали для виготовлення одягу i виробів домашнього побуту ( рушники, простирадла, ковдри, покриття для стін, меблево-декоративні, тентов1 полотна);