Какие бывают нетканые материалы

Нетканые текстильные материалы — материалы из волокон или нитей, соединённых между собой без применения методов ткачества.

Содержание

История развития отрасли нетканых материалов [ править | править код ]

С древнейших времён известны два вида нетканых материалов: ватин и войлок.

Началом эпохи современных нетканых материалов считаются 1930-е годы [1] . Первые образцы 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.

Классификация [ править | править код ]

Нетканые материалы в зависимости от методов скрепления подразделяются на четыре класса [2] :

• скреплённые механическим способом;
• скреплённые физико-химическим способом;
• скреплённые комбинированным способом
• скреплённые термическим способом (термоскрепление).

Исходное сырьё [ править | править код ]

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 [ править | править код ]

Основные технологические операции получения нетканых материалов [3] [4] :

• 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 [ править | править код ]

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 («бикомпонент»).

Механическое (фрикционное) скрепление:

• иглопробивный способ.
• вязально-прошивной способ.
• гидроструйный способ (технология Спанлейс).

Технология Спанлейс [ править | править код ]

Технология Спанлейс [5] 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 вперёд и стала более производительной [6] 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 счёт этих струй волокна холста связываются между собой.

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

Иглопробивные материалы [ править | править код ]

При данной технологии холст формируется из нарезанного («штапельного») волокна либо из непрерывных нитей («филаментов»), полученных из расплава полимера. Волокна формуются из полимера фильерно-раздувным способом и практически одновременно укладываются в холст. Единичные волокна конечной длины («штапельки») в чесальной машине ориентируются преимущественно в горизонтальном направлении и формируются в холст («ватку»).

Впоследствии уложенный холст проходит процедуру скрепления механическим способом путём пробивания полотна иглами специальной конструкции треугольного сечения, с одной либо двух сторон. Целью иглопробивания является уплотнение уложенных филаментов («штапелек») и спутывание их между собой. На данном этапе технологического процесса полотно приобретает свои прочностные свойства, которые могут варьироваться в зависимости от характера дальнейшего применения иглопробивных полотен. При необходимости пробитый холст проходит процедуру дополнительного термоскрепления при помощи каландра. Также для иглопробивных полотен используемых в качестве основы для полимерных покрытий (линолеум, искусственная кожа, кабельная продукция), применяется дополнительное прогревание в промышленных печах, т. н. «усадка».

Иглопробивная технология очень популярна, поскольку полученный по такому способу производства продукт имеет уникальное сочетание прочностных и потребительских характеристик.

Технология Спанджет [ править | править код ]

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 Термопол [ править | править код ]

Суть технологии – воздействие высоких температур (до 260°C) на полиэфирные (в том числе полые, "hollow+fiber") и другие химические волокна посредством многосекционных печей, в которых волокна разных типов подплавляются и путём вулканизации плотно соединяются друг с другом экологичным бесклеевым способом.

Технология Струтто [ править | править код ]

«Strutto» обозначает вертикальную укладку волокон при производстве нетканых материалов.

Технология AirLay [ править | править код ]

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 варьируется 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.

Технология Айрлайд [ править | править код ]

Айрлайд — тип нетканых материалов, получивший своё название от способа его производства — воздушная (air) укладка (laid). Представляет собой нетканое полотно из природной целлюлозы хвойных пород древесины, бикомпонентного штапельного волокна и добавок. В отличие от обычного процесса изготовления волокна, Айрлайд не использует воду в качестве среды для производства волокна.

Технология Аэродинамика [ править | править код ]

При аэродинамическом способе расчесанные волокна увлекаются потоком воздуха и переносятся по каналу (диффузору) на сетчатый барабан или транспортер, где укладываются с образованием холста бесслойной структуры (неориентированное расположение волокон).

Нетканые полотна встречаются не только в промышленном производстве, но и в быту. Это индивидуальные халаты и шапочки, которые выдают в приемном покое любой больницы, влажные салфетки для вытирания рук, тряпочки для уборки, детские подгузники и масса других вещей, с которыми приходится сталкиваться ежедневно. Рассмотрим основные виды нетканых материалов, способы их производства, характеристики и сферу применения.

Классификация нетканых полотен

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.

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.

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.

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 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.

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.

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.

Виды нетканых материалов

Нетканые материалы – изделия, подготовленные из химических волокон. На продажу поставляется несколько разновидностей нетканых покрытий, отличающихся техническими показателями, свойствами. Подобных результатов удалось достичь, применяя разнообразные методики изготовления. Для того чтобы было проще определиться, стоит ознакомиться с основными видами.

Спанбонд

Подготовка такого материала осуществляется путем продавливания предварительно подготовленного сырья через специальные фильеры, диаметр которых относительно небольшой. Только после этого волокна тщательно охлаждаются, вытягиваются, а также укладываются на ровную поверхность. Для того чтобы соединить подготовленные и охлажденные волокна, используется каландр.

Подготовленное таким образом полотно выделяется повышенным уровнем плотности, износоустойчивостью, а также прочностью. Данный материал отличается водонепроницаемостью, простотой хранения и использования. Его довольно часто применяются в процессе подготовки нестерильной продукции.

Спанлейс

Подготовка данного нетканого материала осуществляется практически по такому же принципу, что и спанбонд. Единственное отличие заключается в том, что волокна переплетаются при помощи водяных струй, которые подаются под высоким давлением. Данная разновидность нетканого материала изготавливается из полипропиленовых, вискозных, а также полиэфирных волокон. В некоторых случаях сочетают несколько видов волокон. Как правило, соединяют несколько типов волокон, если нужно усилить определенные свойства полотна.

Данный вид нетканого материала обладает такими преимуществами:

• Отличные показатели тактильной комфортности.
• Покрытие не препятствует свободной циркуляции воздуха.
• Уровень прочности покрытия достаточно высок.
• Материал обладает отличными защитными свойствами.
• Коэффициент упругости покрытия достаточно низкий.

Такой вид нетканого материала не стоит использовать в чрезмерно влажном климате, поскольку он хорошо впитывает влагу, вес его при этом увеличивается.

Вам могут быть интересны эти товары

Многослойный нетканый материал

Данный материал включает в себя три основных слоя:

• Спанбонд.
• Мельтблаун. Подготовка данного покрытия осуществляется практически таким же способом, как и спанбонд. Единственное отличие – это дополнительная обработка волокон в высокоскоростном потоке, благодаря чему они разделяются на более тонкие нити.
• Спанбонд.

Скрепление трех вышеперечисленных слоев осуществляется при определенной температуре.

Материал, полученный таким способом, выделяется равномерностью распределения входящих в состав волокон. Именно это свойство и позволило использовать его при подготовке различных фильтров.

Состав нетканых материалов

В настоящее время нетканые материалы подготавливаются из:

• Натуральных волокон: шерстяные, хлопковые, льняные.
• Химических волокон: полиамидные, вискозные, полипропиленовые, полиэфирные, иные.
• Вторичного сырья, полученного из отходов химической и иной промышленности.

Для того чтобы обеспечить надежное соединение волокон, производители довольно часто применяют лавсановые, стеклянные, капроновые или же металлические нити.

Перед тем как сырье пойдет на производство, его обязательно подготавливают. Процессы подготовки определяются в зависимости от того, какое именно сырье, какая методика изготовления используется.

Свойства нетканых материалов

Нетканые материалы обладают рядом уникальных свойств:

• Однородность структуры. Благодаря тому, что используемые на производстве волокна соединяются максимально прочно, распределены равномерно, приходящаяся на материал нагрузка распределяется по всему периметру равномерно. Это исключает вероятность деформации, чрезмерного натяжения покрытия либо же нарушения его целостности.
• Плотность. Так как нетканые материалы выделяются повышенным уровнем плотности, с их помощью можно снизить до минимума испарение влаги с грунта. В итоге, и нормы полива также будут уменьшены.
• Материал способствует поддержанию оптимального температурного уровня, благодаря чему почва прогревается значительно быстрее.
• Высокий уровень прочности. Ни механическая нагрузка, ни химические компоненты не оказывают влияние на основные свойства нетканого материала. Поэтому эксплуатировать его можно в наиболее жестких условиях.
• Продолжительный период использования. Большинство видов нетканого полотна можно использовать 10 и более лет. Подобных результатов производителям удалось достичь, соединяя различные типы волокон, комбинируя их. Не стоит забывать, что на срок эксплуатации оказывает влияние и правильность монтажа, и соблюдение условий хранения.
• Простота использования. Прилагаемая производителями инструкция содержит детальные данные, касающиеся правил укладки. Соблюдая их, можно достаточно быстро все реализовать.
• Вся продукция проходит процесс сертификации.

Плотность нетканого материала

Производители поставляют нетканый материал различной плотности. Для того чтобы сориентироваться было проще, стоит ознакомиться с особенностями полотен различной плотности.

• Легкие нетканые полотна (14-17 г/м2)

Материал с такой плотностью бывает только белого цвета. Использовать его можно без установки дополнительных опор, располагая непосредственно на растения, почву. Никакого вреда подобные действия не нанесут, поскольку материал отличается небольшим весом. Его применение позволит создать оптимальный микроклимат для растений.

Несмотря на то, что покрытие имеет небольшую плотность, с его помощью можно обеспечить надежную защиту корневой системы, растения от насекомых, грызунов.

• Средние нетканые полотна (28-42 г/м2)

Покрытие с такой плотностью также выпускается только в белом цвете. Количество сфер, в которых его можно использовать, значительно больше. К примеру, он отлично подходит для конструирования теплиц, парников.

• Плотные нетканые полотна (60 г/м2)

Нетканые материалы, имеющие наибольшую плотность, выпускаются не только в белом, но и в черном цвете.

Плотные покрытия могут быть использованы и для мульчирования грунтов. Его введение в состав почвы дает возможность предотвратить прорастание разнообразных сорняков. Если для этих целей использовать черное покрытие, то можно обеспечить дополнительным теплом саженцы.

Не так давно начали поставлять инновационное двухцветное полотно. В его состав входит белый и черный слои. Производя укладку, черный слой располагается непосредственно на грунт. Так как белый слой вверху, то почва прогревается более медленно. Температурный режим сохраняется в течение продолжительного срока. Это положительно влияет на рост различных растений. Более плотное полотно выгодно использовать при низких температурах, так как оно частично защищает корневую систему от заморозков.

Покупая нетканое полотно, нужно учитывать различные характеристики, технические показатели. Только в этом случае можно будет приобрести качественный материал.