ما هو القماش غير المنسوج؟ خصائصه واستخداماته وتصنيعه

تختلف المنسوجات غير المنسوجة عن الأقمشة التقليدية في أنها تُصنع باستخدام تقنيات ميكانيكية أو حرارية أو كيميائية لا تتطلب نسجًا أو إنتاج خيوط. بل تترابط الألياف معًا من خلال احتكاكها أو تشابكها الطبيعي الناتج عن هذه الطرق البديلة.

على عكس الأقمشة التقليدية، يتم إنتاج الأقمشة غير المنسوجة مباشرة من ألياف منفصلة بدلاً من غزلها أو نسجها.

تاريخ الأقمشة غير المنسوجة

تعود أصول الأقمشة غير المنسوجة إلى إعادة تدوير نفايات الألياف والألياف منخفضة الجودة المتبقية من العمليات الصناعية، مثل النسيج ومعالجة الجلود. كما ظهرت الأقمشة غير المنسوجة نتيجةً للقيود على المواد الخام، لا سيما خلال الحرب العالمية الثانية وبعدها، وفي الدول ذات الهيمنة الشيوعية في أوروبا الوسطى.

في العصور القديمة، تم نسج الألياف الطبيعية مثل القصب والأعشاب والأسلال معًا عن طريق الحياكة لإنشاء أغطية الأرضيات أو الحصائر.

خلال القرن التاسع عشر، كانت إنجلترا من الدول الرائدة في إنتاج المنسوجات، وقد لاحظ غارنيت، مهندس المنسوجات، أن كميات كبيرة من الألياف تُرمى كنفايات. طوّر غارنيت جهاز تمشيط لمعالجة هذه المشكلة، قادر على تقطيع النفايات إلى ألياف. ثم استُخدمت هذه الألياف كمواد حشو للوسائد.

رغم تعديلات جوهرية على آلة غارنيت، إلا أنها لا تزال تحمل اسمه، وتُعدّ عنصرًا أساسيًا في صناعة الأقمشة غير المنسوجة. لاحقًا، قام المصنعون في شمال إنجلترا بربط هذه الألياف ميكانيكيًا باستخدام الإبر، أو كيميائيًا باستخدام الغراء، منتجين بذلك أنواعًا من الأقمشة غير المنسوجة التي كانت بمثابة مقدمة للأقمشة غير المنسوجة الحديثة.

تُنتج الأقمشة غير المنسوجة اليوم بطرق متنوعة، منها التثقيب بالإبر، والتشابك المائي، والغزل الكهربائي. وتشهد صناعة الأقمشة غير المنسوجة العالمية نموًا مستمرًا، حيث تُسهم الابتكارات والتقنيات في دفع عجلة تطوير وتوسيع تطبيقاتها.

وفيما يلي بعض التطورات في الوقت الإضافي:

و1840s:تم إنتاج الأقمشة غير المنسوجة الأولى باستخدام الألياف الطبيعية مثل الصوف والقطن، والتي تم مزجها معًا لإنشاء مادة.

1909: حصل الدكتور هاري دين من إيست والبول، ماساتشوستس، على أول براءة اختراع لقماش غير منسوج. استخدم ضغط ألياف الصوف معًا لإنشاء مادة قوية ومتينة.

و1920s:توسع استخدام الأقمشة غير المنسوجة ليشمل صناعة السيارات، حيث تم استخدامها للعزل وعزل الصوت.

من ثمانينيات وتسعينيات القرن التاسع عشرطُوِّرت ألياف صناعية مثل النايلون والبوليستر، مما أدى إلى ظهور مواد غير منسوجة جديدة. استُخدمت هذه المواد في صناعات متنوعة، منها صناعة السيارات والبناء والرعاية الصحية.

من ثمانينيات وتسعينيات القرن التاسع عشرتم ابتكار طرق جديدة لإنتاج الأقمشة غير المنسوجة، بما في ذلك عمليات النفخ بالصهر والغزل. وقد أنتجت هذه العمليات مواد غير منسوجة أخف وزنًا وأكثر متانة، مناسبة لمجموعة واسعة من التطبيقات.

1961:قدمت شركة دوبونت مادة تايفك، وهي مادة غير منسوجة من البولي إيثيلين عالي الكثافة، تستخدم في تغليف المنازل والملابس الواقية وتطبيقات أخرى.

من ثمانينيات وتسعينيات القرن التاسع عشرازدادت شعبية الأقمشة غير المنسوجة في صناعة النظافة، حيث استُخدمت لإنتاج حفاضات الأطفال، ومنتجات النظافة النسائية، والمناديل المبللة. كما اتسع نطاق استخدام الأقمشة غير المنسوجة ليشمل قطاعات أخرى، مثل البناء، والسيارات، والزراعة.

من 1990 إلى الوقت الحاضر:واصلت صناعة الأقمشة غير المنسوجة نموها، مع الابتكارات والتكنولوجيا التي تدفع المزيد من التطوير والتوسع في تطبيقات الأقمشة غير المنسوجة.

كيف يتم تصنيع القماش غير المنسوج؟

تبدأ عملية الإنتاج بعملية كيميائية تتضمن استخدام مادة لاصقة لربط الألياف معًا، بينما تستخدم العملية الميكانيكية الإبر، أو التشابك بنفث السوائل، أو الخياطة لربط الألياف أو تشابكها. في عملية الربط الحراري، يُوضع مسحوق أو معجون أو رابط بوليمري منصهر ويُذاب على الشبكة عن طريق زيادة درجة الحرارة.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن تشكيل محاليل الألياف السائلة المصنوعة من البوليمرات الكيميائية إلى صفائح أو أفلام مسطحة، تُستخدم في صناعة البلاستيك غير المنسوج، والجلد الصناعي، ومواد الفينيل. يمكن استخدام هذه الصفائح كما هي أو لصقها على دعامات محبوكة أو منسوجة.

خصائص الأقمشة غير المنسوجة

تتميز المواد غير المنسوجة بالخصائص التالية:

• مسطحة ومرنة:عادةً ما تكون مسطحة ومرنة، مما يجعلها متعددة الاستخدامات في تطبيقات مختلفة.
• سماكة:يمكن أن يكون بأي سمك، اعتمادًا على التطبيق.
• لا تآكل أو تآكل:لا تتآكل أو تتقشر عند الحواف المقطوعة، مما يمنحها عمرًا طويلاً للاستخدام.
• رعاية سهلة:معظمها سهل العناية بها، ويمكن غسلها في الغسالة وتنظيفها جافًا.
• انكماش:يمكن أن تتقلص الأقمشة غير المنسوجة أثناء الغسيل، اعتمادًا على نوع الألياف المستخدمة.
• المسامية:معظمها مسامية، مما يجعلها مثالية للتطبيقات التي تتطلب التهوية.
• ماصة وقابلة للتمدد:الأقمشة غير المنسوجة التي تشبه شبكة الإنترنت والمصنوعة من الألياف الطبيعية مسامية، ويمكن أن تتمدد، وقابلة للتحلل البيولوجي؛ وهو توازن جيد للغاية بالنسبة للنسيج.
• عدم وجود الستارة: قد لا تتمتع الأقمشة غير المنسوجة بنفس ثنيات الأقمشة المنسوجة والمحبوكة، ولكنها لا تزال مناسبة لمختلف التطبيقات حيث لا تكون هذه الخاصية ضرورية.

فوائد القماش غير المنسوج

توفر الأقمشة غير المنسوجة العديد من الفوائد، بما في ذلك:

• فعاله من حيث التكلفه:أقل تكلفة في الإنتاج من الأقمشة المنسوجة أو المحبوكة، مما يجعلها خيارًا فعالاً من حيث التكلفة للعديد من التطبيقات.
• تعدد الاستخدام:يمكن إنتاجها بأوزان وسمك وتركيبات مختلفة، مما يجعلها مناسبة لاستخدامات نهائية متعددة.
• المتانةصُممت العديد منها لتكون قوية ومتينة. وتُنتج أقمشةً مناسبةً للاستخدام في المنتجات التي يجب أن تتحمل التآكل والتلف الشديد.
• امتصاصية:تتميز الأقمشة المصنوعة من الألياف الطبيعية بقدرتها العالية على الامتصاص، مما يجعلها مناسبة للاستخدام في المنتجات مثل المناديل المبللة والحفاضات والفوط الصحية.
• التفصيل:يمكن تصميمها لتلبية متطلبات الأداء المحددة، مثل الترشيح، وطرد السوائل، ومقاومة اللهب للاستخدام في وظائف محددة.
• صديق للبيئة:يمكن تصنيعها من مواد معاد تدويرها وغالبًا ما تكون قابلة للتحلل البيولوجي، مما يجعلها خيارًا صديقًا للبيئة أكثر من بعض المواد الأخرى.
• سهولة العناية:يمكن غسلها في الغسالة وتنظيفها جافًا، مما يجعلها سهلة العناية بها.
• الصحة و السلامة: يمكن تصميمها لتوفير مستويات محددة من الحماية ضد المخاطر مثل البكتيريا والفيروسات والمواد الكيميائية، مما يجعلها مناسبة للاستخدام في المعدات الطبية والوقائية.

تطبيقات الأقمشة غير المنسوجة

تتضمن بعض التطبيقات الشائعة للأقمشة غير المنسوجة ما يلي:

العناية الشخصية والنظافة: حفاضات الأطفال، ومنتجات النظافة النسائية، وأدوات سلس البول للبالغين، والفوط الجافة والرطبة، ومنصات الرضاعة، وشرائط الأنف، والضمادات، وضمادات الجروح.

قطاع الرعاية الصحية:أغطية العمليات، والعباءات، والحزم، وأقنعة الوجه، والضمادات، والمسحات، وبطانات أكياس الفغر، وعباءات العزل، والعباءات الجراحية، والستائر والأغطية الجراحية، وبدلات التنظيف الجراحية، والقبعات.

ملابس: البطانة الداخلية، والعزل، والملابس الواقية، وملابس العمل الصناعية، وبدلات الدفاع الكيميائية، ومكونات الأحذية، وما إلى ذلك.

الصفحة الرئيسية:المناديل ومنفضات الغبار، وأكياس الشاي والقهوة، ومنعمات الأقمشة، وأغلفة الطعام، والمرشحات، ومفارش السرير والطاولة، وما إلى ذلك.

سيارات: بطانات صندوق الأمتعة، زخارف الرف، الزيت، فلاتر هواء المقصورة، بطانات غطاء المحرك المصبوبة، الدروع الحرارية، الوسائد الهوائية، الأشرطة، الأقمشة المزخرفة، وما إلى ذلك.

البناء والتشييد:تغطية الأسقف والبلاط، والعزل الحراري والضوضائي، تغليف المنزل، التفاهم، الصرف الصحي، إلخ.

التكسية الأرضية:تغطية الأسفلت، تثبيت التربة، الصرف، الترسيب، مكافحة التآكل، الخ.

الترشيح: مرشحات HEPA، ومرشحات ULPA، والبنزين، والزيت، ومرشحات الهواء، والمياه، والقهوة، وأكياس الشاي، وخرطوشة السوائل، ومرشحات الأكياس، وأكياس التفريغ، وأغشية المواد المسببة للحساسية، أو الرقائق ذات الطبقات غير المنسوجة.

صناعةل: عزل الكابلات، والمواد الكاشطة، والبلاستيك المقوى، وفواصل البطاريات، وأطباق الأقمار الصناعية، والجلود الصناعية، وتكييف الهواء، والطلاء.

الزراعة، تأثيث المنزل، الترفيه والسفر، المدرسة والمكتب:مثبتات التربة، بطانة الطرق، مثبتات الأساسات، مكافحة التآكل، بناء القنوات، أنظمة الصرف، حماية الأغشية الجيوممبرانية، حماية الصقيع، نشارة الزراعة، حواجز مياه البرك والقنوات، حاجز تسرب الرمال لبلاط الصرف.

أنواع الأقمشة غير المنسوجة

توجد أنواع مختلفة من الأقمشة غير المنسوجة وفقًا للطريقة المستخدمة في إنتاجها.

الأقمشة غير المنسوجة الرطبة

التمديد الرطب هو نسيج غير منسوج يُنتَج من خلال عملية ميكانيكية تُسمى التمديد الرطب، وهي تُشبه صناعة الورق باستثناء استخدام مواد خام مُختلفة. تُحوَّل الألياف إلى عجينة، تُنقل إلى جهاز تشكيل شبكي لإنشاء صفيحة رطبة تأخذ شكل القماش. عادةً ما يُتبع هذا الإجراء بالترابط اللاصق، ويُستخدم في صناعة اللباد والأقمشة المُلبَّدة.

الأقمشة غير المنسوجة المغزولة

تُنتج الأقمشة غير المنسوجة المغزولة بغزل الألياف أو شرائح البوليمر عبر مغازل لتكوين خيوط متصلة. تُبرّد هذه الخيوط بعد ذلك، وتُمدّد بالهواء، وتُرسّب كشبكة عشوائية على حزام غربال متحرك. ينقل الحزام الناقل الشبكة إلى منطقة الترابط، حيث تُربط من خلال عملية حرارية أو ميكانيكية أو كيميائية. ومن أمثلة مواد الربط المصنوعة باستخدام هذه التقنية الأقمشة غير المنسوجة المغزولة.

الأقمشة غير المنسوجة الملتصقة بالغرز

ربط الغرز هو نسيج غير منسوج يُصنع على آلة نسج، حيث يُثبّت النسيج ويُدمج معًا باستخدام درزات غرزة السلسلة. تُظهر المادة الناتجة أنماط خياطة مرئية على أحد السطحين أو كليهما. يُضفي ربط الغرز ملمسًا أكثر نعومةً ونعومةً على النسيج. يُعدّ قماش الخفاش مثالًا على المواد المُربطة بالغرز.

الأقمشة غير المنسوجة ذات الرابطة المذيبة

يُشكَّل مزيج من ألياف الأكريليك والبوليستر على شكل شبكة، ثم تُضاف كمية دقيقة من المذيب. يعمل المذيب على تليين سطح الألياف بلطف، مما يؤدي إلى تماسكها.

الأقمشة غير المنسوجة ذات الرابطة الحرارية

تتكون الأقمشة غير المنسوجة ذات الرابطة الحرارية من ألياف بلاستيكية حرارية أو مساحيق بلاستيكية حرارية، مثل البوليستر والبولي بروبيلين والنايلون.

هناك أربع طرق رئيسية للترابط الحراري:

• تتضمن عملية ربط الهواء تطبيق الهواء الساخن على الويب على حزام ناقل.
• تتطلب عملية الربط بالارتطام وضع الشبكة في الفرن وتوجيه الهواء الساخن إليها من خلال الفوهات.
• تتضمن عملية ربط التقويم تمرير الشبكة بين الأسطوانات الساخنة.
• تعتمد عملية الربط بالموجات فوق الصوتية على استخدام جهاز يستخدم ترددات الموجات فوق الصوتية لإنشاء حركة اهتزازية، مما يسهل عملية الربط من خلال تحويل الطاقة.

الأقمشة غير المنسوجة ذات الرابطة الكيميائية

يُنتَج بتغطية سطح الشبكة بمادة رابطة، مثل الراتنج أو اللاتكس. ومن أمثلة البطانة الملتصقة كيميائيًا البطانة الملتصقة بالراتنج.

هناك أربع طرق للترابط الكيميائي: الترابط بالطباعة، والترابط بالرش، والتشبع، والترابط بالرغوة. يتم تحقيق الترابط بالطباعة إما باستخدام طباعة أسطوانة الحفر أو طباعة الشاشة. يتضمن الترابط بالرش رش اللاتكس على النسيج، الموضوع على سير ناقل. في الترابط بالتشبع، يُغمر النسيج مباشرةً في خزان لاتكس ويُجفف في مجفف. يُضفي الترابط بالرغوة نعومةً ومرونة على القماش.

الأقمشة غير المنسوجة المتشابكة بالماء

تُصنع الأقمشة غير المنسوجة الهيدروليكية بتوجيه نفثات ماء عالية الضغط على سطح النسيج، الذي يتحرك بسرعة على حزام ناقل. ويحدد مستوى الضغط المطبق على النسيج جودة الترابط.

الأقمشة غير المنسوجة الممشطة

تُصنع هذه المواد باستخدام آلة تمشيط لتمشيط الألياف لتكوين شبكة، موجهة في اتجاه الآلة، مما ينتج عنه مادة غير منسوجة عالية المتانة. أما الطريقة الأخرى فتُسمى "التمديد الهوائي". ويمكن إنتاج مواد الشبكة غير المنسوجة باستخدام أيٍّ من هاتين التقنيتين.

الأقمشة المركبة غير المنسوجة

تتكون الأقمشة غير المنسوجة متعددة الطبقات، والمعروفة أيضًا بالأقمشة غير المنسوجة المركبة متعددة الألياف، من عدة طبقات من أنواع مختلفة من الألياف ذات وظائف مختلفة. تتميز كل طبقة من القماش بخصائص محددة، مثل مقاومة الماء أو مقاومة الحريق.