Основные способы получения нетканых материалов

Основные способы получения нетканых материалов

Основные способы получения нетканых материалов
СОДЕРЖАНИЕ
0
15 просмотров

К нетканым относятся материалы, для изготовления которых не используются традиционные ткацкие технологии. Впервые такое изделие из вискозных волокон, скрепленных при помощи химических веществ, было получено в середине 30-х годов ХХ века во Франции. В настоящее время во многих странах существуют большие предприятия, выпускающие всевозможные нетканые материалы.

По назначению их классифицируют на следующие категории:

  • технические. Это различные фильтровальные, обтирочные, изоляционные, обивочные и другие изделия, применяемые в строительстве, сельском хозяйстве и многих отраслях промышленности;
  • бытовые. К ним относятся всевозможные материалы для пошива одежды, искусственный мех, основа кожзаменителей, ватин, фетр, войлок, махровые полотна и т. п;
  • медицинские. В любой больнице широко применяются одноразовые салфетки, полотенца, пеленки и простыни. Кроме того, различный перевязочный материал, тампоны, прокладки и подгузники также могут быть неткаными.

Многие предприятия общественного питания приобретают нетканые скатерти, фартуки, халаты и колпаки для обслуживающего персонала. Некоторые компании шьют из таких полотен униформу для своих работников.

Методы производства нетканых материалов

В качестве сырья для получения нетканых полотен используют натуральные: хлопок, лен, шерсть или шелк – а также синтетические и искусственные волокна. Кроме того, часто в переработку поступают отходы текстильного производства.

Процесс изготовления включает в себя несколько этапов:

  1. Очистка и сортировка сырья. Одновременно готовят связующие растворы.
  2. Формовка холста – укладывание волокон в различных направлениях.
  3. Связывание материала.
  4. Обработка полотна – сушка, окраска, отбеливание и т. п.

Классификация технологий соединения волокон в монолитное изделие включает в себя несколько способов.

Клеевой метод

Его чаще всего используют для изготовления основы под клеенку, заменитель кожи или линолеум, для прокладочных тканей – флизелина, дублерина, а также в полиграфической отрасли. Разложенные волокна пропитываются специальными клеящими составами, которые, застывая, образуют полотно.

Полученные таким способом материалы обладают высокой прочностью, жесткостью и упругостью. Они устойчивы к нагреванию, химической чистке и стирке. Характерной особенностью является достаточный уровень аэрации и значительная гигроскопичность.

Вязально-пробивной метод

Подготовленные и сформованные волокна провязывают капроновыми или хлопчатобумажными нитками, образующими жесткий каркас. Таким образом получают фланель, байку, ватин, драп и сукно.

Ватин

Материалы, из которых в дальнейшем шьют одежду, имеют ряд положительных качеств. Они не дают усадку, не мнутся, хорошо пропускают воздух и обладают высокой износостойкостью.

Разновидностью метода является нитепрошивной, при котором полотно получают путем переплетения системы из двух или более нитей. Так изготавливают многие ткани для пошива платьев, блузок, мужских рубашек и даже купальных костюмов. Изделия из них хорошо держат форму и имеют низкую теплопроводность.

Иглопробивной метод

Подготовленный материал раскладывается на специальных станках и подвергается многочисленному прокалыванию сильно нагретыми зазубренными иглами. В результате волокна хаотично перепутываются, полотно скрепляется.

Иглопробивным способом получают большинство утеплителей – синтепон, ватин и другие. Их существенным недостатком является то, что в процессе эксплуатации отдельные волокна могут проникать через верхний слой. Это не только влияет на внешний вид изделия, но и уменьшает его теплопроводность и долговечность.

Термический метод

На подготовительной стадии добавляют определенное количество волокон, имеющих температуру плавления ниже, чем основная масса. При нагревании они быстро расплавляются и образуют цельное изделие.

Полотна

Эта технология используется для получения некоторых видов наполнителей для мягкой мебели, а также недорогих утепляющих материалов для верхней одежды. Их отличает невысокая плотность, но значительная упругость и стойкость к химическим веществам.

Гидроструйный метод

Изделия, получаемые с помощью этой инновационной технологии, используются в медицине, косметологии: одноразовое белье, халаты, перевязочный материал, салфетки, тампоны, спонжи и др. Самыми известными являются сонтара, новитекс и фибрелла.

Метод основан на переплетении и связывании волокон при помощи бьющих под высоким давлением струй воды. Первооткрывателем его является известная американская компания Дюпон.

Интересно знать! Для производства детских подгузников используется метод аэроформирования. Волокна поступают в поток воздуха и превращаются в вату, которую затем напыляют на специальную клейкую ленту.

Войлочно-валяльный метод

Он позволяет получать нетканые материалы из чистошерстяного или смесового сырья. В условиях повышенной влажности при определенной температуре волокна подвергаются механическому воздействию, в результате чего происходит их свойлачивание.

Таким образом получают войлок, который используется для производства обуви, теплой одежды, одеял и других изделий. Кроме того, войлок широко применяется в строительстве зданий, поскольку он не только хорошо сохраняет тепло, но и обеспечивает звукоизоляцию помещений.

Лако-красочные материалы — производство

В последние годы значительно расширилась новая область текстильного производства — изготовление нетканых текстильных материалов клеевым методом. В этих материалах структура соз­дается при склеивании отдельных волокон друг с другом.

Основным преимуществом производства нетканых клееных ма­териалов является высокая производительность оборудования, во много раз превышающая производительность современных ткацких станков, а также возможность создания автоматизированных по­точных линий, на которых волокнистое сырье проходит всего не­сколько стадий обработки — подготовка волокна, формирование волокнистой основы материала, склеивание волокон связующим и отделка материала [305].

Клееные нетканые материалы имеют невысокую стоимость, которая может быть еще снижена за счет применения отходов текстильного производства и непрядомых коротких волокон. Кроме того, нетканые материалы имеют небольшую плотность, регулируе­ мую пористость, достаточную износостойкость, стойки к стирке и химической чистке и т. д.

Структуры клееных нетканых материалов бывают трех типов: сегментная, агломератная и точечная (рис. 111.35). В нетканых материалах сегментной структуры основная масса связующего рас­пределена в волокнистой основе материала в виде сегментов, ко­торые находятся в ячейках, образованных пересекающимися во­локнами (рис. III.35,а). Заполнение волокнистой основы связую­щим в этом случае обычно неравномерно, так как значительное число ячеек полностью или частично затянуто пленкой связующего либо вообще не содержит связующего.

Производство нетканых материалов

А — сегментная; б — агломератная; в — точечная.

В нетканых материалах агломератной структуры связующее распределено в ‘волокнистой основе материала в’ виде случайных скоплений различной формы (рис. 111.35, б). Такие материалы по­лучаются при склеивании текстильных волокон связующими в ви­де растворов полимеров, порошков или легкоплавких волокон. В этом случае связующее распределено тоже очень неравномерно, некоторые агломераты вообще не участвуют в работе нетканого материала, так как располагаются не в местах пересечения воло­кон. Нетканые материалы агломератной — структуры имеют повы­шенную жесткость и недостаточную пористость.

В нетканых материалах точечной структуры основное количе­ство связующего распределено в волокнистой основе материала в виде отдельных точек в местах пересечения склеиваемых воло­кон (рис. 111.35, в).

Такая структура отвечает наиболее рациональ­ному распределению связующего в материале с максимальной сте­пенью его полезного использования. Материалы с точечной струк­турой получаются при использовании волокон, поверхность кото­рых полностью или частично покрыта слоем легкоплавкого поли­мера; при повышенной температуре такие волокна склеиваются с образованием материала точечной структуры.

Существует семь основных способов получения клееных нетка­ных материалов: пропитка;

Бумагоделательный (мокрый) способ;

Закрепление холста связующим с помощью вспомогательного элемента, представляющего собой материал, являющийся носите­лем. связующего;

Закрепление нитей связующим с помощью вспомогательного элемента;

Наиболее распространенные способы — пропитка, горячее прес­сование и бумагоделательный (мокрый).

Пропитка — это способ, при котором волокнистый холст про­питывают жидким связующим без использования вспомогатель­ных элементов. Способ включает следующие операции: образова­ние волокнистого холста, пропитку холста, удаление избытка свя­зующего, сушку и термообработку. При использовании каучуковых латексов термообработка необходима для вулканизации каучука. При применении термореактивных связующих с помощью термо­обработки проводится отверждение смолы. Если основой связую­щего являются термопластичные полимеры, термообраСк^тка необ­ходима для размягчения полимера и придания ему способности склеивать волокна. Существует несколько способов проПитки или введения связующего в холст — окунание, распыление жидкого связующего, набивка (тиснение) и метод нанесения связующего раклей.

Способ горячего прессования в большинстве случаев состоит из следующих операций: образование волокнистого холста, введе­ние связующего в холст и прессование холста со связующим при повышенной температуре.

Основные преимущества бумагоделательного (мокрого) спосо­ба — возможность использования оборудования бумажной про­мышленности и высокая производительность оборудования, превы­шающая производительность установок, на которых изготовляют­ся материалы другими известными способами. Низкая стоимость таких материалов позволяет применять их для изготовления изде­лий одноразового пользования.

Для производства клееных нетканых материалов применяют главным образом вискозное волокно, хлопок, а также ацетатное волокно. Перспективным является применение синтетических во­локон — полиамидных, полиэфирных, полиакрилонитрильных, не­органических и др. [310].

Основное назначение связующего состоит в том, чтобы склеить волокна с образованием единой структуры материала и равномер­но распределить между волокнами усилия, возникающие в мате­риале под действием внешних нагрузок.

В качестве связующих применяются, в частности, различные водоэмульсионные системы (термопластичные или термореактив­ные): латексы полимеров, сополимеров [306], привитых сополиме­ ров акрилонитрила, бутадиена, стирола, хлористого винила, винил­ацетата, виниловых эфиров, винилпиридина, а также полиамидов, полиэфиров и сшитых карбоксилсодержащих полимеров. Наиболее широкое применение находят бутадиен-нитрильные и бутадиен-сти — рольные латексы. Они стойки к старению и имеют высокую адге­зию к волокнам. Обычно в состав связующих на основе этих ла — тексов вводят антиоксиданты (в эмульсии) и в случае необходимо­сти — красители. Для улучшения стойкости к стирке в латексы вводят также отвердители (серу, окись цинка) и ускорители (цинк — меркаптобензотиазол). Введение 5—10 вес. ч. меламиновых смол улучшает адгезию этих латексов к синтетическим волокнам.

Использование в качестве связующих акриловых, полимеров (полиметил — и полиэтилакрилатов) обеспечивает высокую стой­кость материалов к стирке и химической чистке.

Поливинилацетат и поливинилхлорид не рекомендуется приме­нять в качестве связующих клееных нетканых материалов из-за низкой адгезйи к волокнам первого и невысокой стойкости к окис­лению второго (это обусловливает изменение цвета и со временем появление у тканей жесткости). Кроме того, ткани на поливинил — ацетатном связующем недостаточно стойки к стирке и химической чистке. /

В качестве связующих применяются также водные растворы поливинилового спирта, альгинаты, ксантогенат целлюлозы, а так­же системы, содержащие органический растворитель (обеспечи­вающие водостойкость тотового материала). В ряде случаев рас­творитель играет роль связующего. Они растворяют волокна, при­дают им липкость. В случае неорганических волокон в качестве связующих используют растворы кремнийорганических, фенольных и других термореактивных смол, обеспечивающие теплостойкость нетканых материалов.

В качестве связующих могут применяться и термопластичные волокна. При добавлении к основному волокну, имеющему более высокую температуру размягчения, они расплавляются при про­катке заготовки через горячие ролики и соединяют волокна в одно целое. Наиболее распространены волокна из ацетатов целлюлозы (темп. пл. 177 °С) и сополимера винилхлорида с винилацетатом (темп. пл. 77 °С). Используют термопластичные волокна полиэти­лена, поливинилхлорида и др. Нетканые материалы с такими свя­зующими очень дешевы; их применяют для получения декоратив­ных тканей, лент, фильтровальных материалов.

Порошкообразные смолы (термопластичные и термореактив­ные) также могут применяться в качестве связующих в нетканых материалах. Однако трудность равномерного распределения по­рошка в массе волокна ограничивает использование этого удобно — № и в принципе дешевого способа. В ограниченных масштабах сейчас применяют порошкообразные поливинилхлорид, поливинил — аЦетат, меламиновые, карбамидо — и фенолоформальдегидные смолы.

28*
423

Разработан способ предварительной оценки пригодности свя­ зующих для нетканых материалов, основанный на коагуляции свя­зующих из раствора или эмульсии внутри заранее сформированно­го холста с хаотическим расположением волокон с последующим формованием под давлением [307].

Технологические требования, предъявляемые к связующему, зависят от способа изготовления нетканого материала. Так, при использовании способа пропитки волокнистых холстов связующее должно обладать хорошей пропитывающей способностью и иметь высокую адгезию к волокну. Этим требованиям отвечают каучуко­вые синтетические латексы. При производстве нетканых материа­лов способом горячего прессования с использованием твердых свя­зующих важно правильно выбрать вид связующего (порошок, легкоплавкие волокна); необходимо также, чтобы связующее об­ладало текучестью при температуре, не вызывающей заметного ухудшения свойств склеиваемых волокон.

Клееные нетканые материалы выпускаются технического и бы­тового назначения. Нетканые материалы технического назначения используются для получения фильтров, отделочных и изоляцион­ных материалов и технических салфеток. Фильтры^, изготовляе­мые из нетканых материалов, применяют для очитки воздуха (при кондиционировании, в шахтах и т. д.), топлив цл’йнсел (в ав­томобильном транспорте, авиации, сельском хозяйстве), молока, воды и агрессивных жидкостей [305]. Материалы для фильтров получают преимущественно способами пропитки или горячего прессования на основе бутадиен-нитрильного латекса СКН-40-1ГП и различных термопластичных связующих.

Нетканые материалы применяют в автомобильной промышлен­ности для внутренней отделки автомашин: спинок и подушек си­денья, салона, дверных панелей. Для этого используются материа-. лы, изготовленные из волокнистых холстов методом пропитки жид­кими связующими и горячим прессованием. Их окрашивают и дуб­лируют с полимерными пленками.

Клееные нетканые материалы успешно применяют в качестве — упаковочных материалов, обоев, брезентов, прокладок, сальнико­вой набивки, электрической изоляции, в мебельной промышленно­сти. Их используют также в медицине для изготовления перевя­зочных материалов, масок, хирургических и стоматологических тампонов, ‘халатов и фартуков.

Из нетканых материалов можно изготовлять специальную одежду одноразового пользования с хорошими десорбционными свойствами [305].

Значительное количество нетканых материалов применяют в ка­честве прокладок и подкладки, а в последнее время и для верха одежды при изготовлении швейных изделий. За рубежом из них изготовляют женские платья и юбки, мужские рубашки, детскую и спортивную одежду. Клееные нетканые материалы используют для изготовления шляп, белья, фартуков, купальных костюмов и хала­тов.

Очень эффективно применение нетканых материалов одноразо­вого пользования. Постельное белье одноразового пользования удобно для применения на железнодорожном транспорте и в боль­ницах. Полотенца, скатерти и салфетки одноразового пользования незаменимы в столовых и ресторанах. Очень удобны детские пе­ленки одноразового пользования. Такие материалы целесообразно изготовлять бумагоделательным способом с применением термо­пластичных связующих.

Клееные нетканые материалы успешно используют в обувной промышленности для изготовления верха обуви, подпятников, сте­лек и т. д. На основе таких материалов получают искусственную кожу для обуви и галантерейной промышленности. Их чаще всего изготовляют способом горячего прессования из волокнистых хол­стов с применением термопластичных связующих. В качестве лице­вого слоя исрользуют полимерные пленки.

Декоративные нетканые материалы используются для занаве­сей, драпировок и скатертей, в качестве набивки теплых одеял, матрацев и спортивных матов. Существуют ковровые изделия из нетканых материалов, получаемые приклеиванием нитей или во­локнистого толста на тканую основу.

Разрабман [308] жаростойкий нетканый материал, предназ­наченный, цйр применения в конструкциях ракетных сопел и носо­вых конусов управляемых снарядов. Новая ткань состоит из пря­дей углеродного и стеклянного волокон, соединенных связующим, содержание которого составляет 0,5—1%.

Нетканый материал из стеклянного волокна и эпоксидной смо­лы предложено использовать в конструкциях крыльев самолетов, а также для изготовления корпусов ракетных двигателей, лопастей вертолетов и обтекателей радиолокационных антенн [309].

Самые известные нетканые материалы

Эти изделия имеют много достоинств: мягкость, эластичность, прочность, устойчивость к износу и долговечность. Современные технологии позволяют создавать продкцию с заранее запрограммированными характеристиками. Остановимся коротко на самых распространенных материалах.

Ватин

Еще 50 лет назад ватин был практически единственным утеплителем. Примечательно, что из него делали даже плечики для вечерних платьев и элегантных костюмов.

Сейчас ватин используется только в рабочей одежде – телогрейках, рукавицах, подшлемниках и т. п. Некоторые производители ортопедических матрасов тоже не забывают про этот материал.

Сырьем для ватина служат натуральные или смесовые волокна, а также некоторые отходы текстильного и швейного производства. Их соединяют в полотно иглопробивным или вязальным методом. Самым качественным считается ватин с проклейкой из марли. Такое полотно не деформируется и имеет значительный срок службы.

Недостатками ватина считается его большой вес, способность поглощать влагу и долго сохнуть. Кроме того, в шерстяных волокнах может заводиться моль. Поэтому современные производители рабочей одежды отдают предпочтение синтетическим утеплителям.

Синтепон

Это легкое, объемное и упругое нетканое полотно, которое обладает хорошими теплозащитными свойствами. Его часто применяют не только при пошиве курток и пальто, но и в мебельной промышленности, при изготовлении подушек, одеял, мягких игрушек, спальных мешков, обуви.

Синтепон

Синтепон получают клеевым или термическим способом из синтетических волокон. Его главными преимуществами по сравнению с ватином являются небольшой вес, хорошая формоустойчивость и высокая степень теплосбережения.

Важно знать! Клеевой состав, используемый при производстве синтепона, может вызывать аллергические реакции. Поэтому не рекомендуется покупать маленьким детям одежду или игрушки с таким наполнителем.

Спанбонд

Одноразовые халаты, шапочки, салфетки и простыни, изготавливаемые из этой материи, обладают водоотталкивающими свойствами. Мягкая, приятная на ощупь поверхность спанбонда вызывает ассоциации с хлопчатобумажными тканями.

Волокна получают путем продавливания расплавленного полипропилена через множество отверстий-фильеров. Застывшие нити формуют и соединяют в полотно термическим способом. Современные технологии позволяют получать волокна спанбонда в несколько десятков раз тоньше, чем человеческий волос.

Спанлейс

Хлопчатобумажные, вискозные или полипропиленовые волокна, составляющие основу такого полотна, соединяют под высоким давлением гидроструйным методом. Ткань характеризует повышенная прочность, воздухопропускная способность и отсутствие статического электричества.

Материал широко используется в парикмахерском деле и косметологии. Самым известным изделием из спанлейса являются влажные салфетки.

Тинсулейт

По теплосберегающим свойствам этот нетканый материал сравним с лебяжьим или гагачьим пухом. Название «тинсулейт» переводится как «тонкое тепло». Он состоит из тончайших полых полиэфирных волокон, каждое из которых закручено по спирали. Именно благодаря этому наполнитель отлично держит форму, мгновенно возвращая изделию первоначальный вид после стирки.

Утеплитель

Примечательны и тепловые характеристики материала. В куртке с тинсулейтом человек комфортно себя чувствует даже при морозе в 40о. А поразительно малая толщина не сковывает движения и позволяет свободно ходить на лыжах или бегать.

К отрицательным качествам тинсулейта относится его способность накапливать статическое электричество. Но при помощи соответствующей обработки от этой проблемы можно избавиться.

Изософт

Еще один современный утеплитель, который был разработан бельгийским концерном Libeltex – крупнейшим производителем нетканых материалов. Изософт состоит из тончайших полиэфирных волокон, соединенных таким образом, чтобы обеспечить максимальное теплосбережение.

Толщина изософта в 4 раза меньше, чем у синтепона, а согревающая способность выше в 10-12 раз. Материал имеет все сертификаты качества, поэтому может применяться без опасения даже в детской одежде.

Изософт с легкостью переносит стирку в машине, не сбиваясь комками и не проникая на лицевую сторону изделия. Одежда быстро высыхает и принимает свою первоначальную форму. Недостатком материала можно считать только его высокую стоимость, но это с лихвой окупается его отличными эксплуатационными качествами и долговечностью.

Из тонкого и нежного кроличьего и козьего пуха методом свойлачивания получают красивый материал, который называется фетр. Его используют для изготовления верхней одежды, обуви, головных уборов, детских игрушек и предметов декора.

Фетр

Иногда для придания изделию дополнительной прочности и устойчивости к деформациям к пуху добавляют вискозные или синтетические нити. Такой фетр отличается гладкой поверхностью с приятным отливом.

Фетр активно используется для создания разнообразных поделок. Этому способствует то, что материал хорошо окрашивается, не осыпается при раскрое и одинаково выглядит как с лицевой, так и с изнаночной стороны.

Важно знать! При стирке изделия из фетра могут дать усадку и полинять. Поэтому для ухода за ними лучше всего воспользоваться сухой чисткой с применением специальных средств.

Нетканые материалы, список которых с каждым годом становится более обширным, справедливо считаются продуктом завтрашнего дня. Те многочисленные достоинства, которыми они обладают, делают их незаменимыми в различных сферах жизнедеятельности человека.

Происхождение и преимущества нетканых материалов

нетканое полотно из вискозы

нетканые материалы для подгузника

Фактически, нетканые материалы были результатом рециркуляции волокнистых отходов или волокон второго качества, оставшихся от промышленных процессов, таких как ткачество или обработка кожи. Они также были результатом ограничений в сырьевых материалах, например, во время и после Второй мировой войны. Это скромное происхождение, конечно, приводит к некоторым техническим и маркетинговым ошибкам; оно также в значительной степени отвечает за два все еще затяжных заблуждения относительно нетканых материалов: они считаются дешевыми заменителями; многие также ассоциируют их с одноразовыми продуктами и по этой причине рассматривают нетканые материалы как дешевые, низкокачественные изделия.

Не все нетканые материалы ограничиваются одноразовыми приложениями. Большая часть продукции предназначена для долговременного конечного использования, например, в прокладках, кровельных, геотекстильных, автомобильных или напольных покрытиях и т. д. Однако многие нетканые материалы, особенно легкие, действительно используются как одноразовые изделия или включены в одноразовые предметы.

По нашему мнению, это является главным признаком эффективности. Пригодность отходов для удаления возможна только для экономичных продуктов, которые концентрируются на основных требуемых характеристиках и обеспечивают их без излишеств.

Читайте про: отделка технического текстиля: что придает сверхустойчивость.

Большинство нетканых материалов, одноразовых или нет, являются высокотехнологичными, функциональными элементами, например, с ультравысокой поглощающей способностью или удержанием влаги, с мягкостью, с выдающимися барьерными характеристиками для медицинских применений в операционной или с лучшими возможностями фильтрации из-за их размеров пор и распределения и т. д. Нельзя особо не отметить также негорючий нетканый материал.

Они не были изготовлены с целью их использования, а для выполнения других требований. Они в основном стали одноразовыми из-за тех секторов, в которых они используются (гигиена, здравоохранение) и благодаря их экономической эффективности. А утилизация очень часто создает дополнительные преимущества для пользователей.

Поскольку одноразовые предметы никогда не использовались раньше, есть гарантия, что они обладают всеми необходимыми свойствами, и не являются повторно используемыми отмытыми тканями.

Комментировать
0
15 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно