Что такое нетканый материал? Свойства, использование и производство

Нетканые ткани отличаются от обычных тканей тем, что они производятся с использованием механических, термических или химических технологий, не требующих ткачества или производства пряжи. Вместо этого волокна соединяются вместе за счет присущего им трения или запутывания, возникающего в результате этих альтернативных методов.

В отличие от традиционных тканей, нетканые материалы производятся непосредственно из отдельных волокон, а не из прядения или ткачества.

История нетканых материалов.

Происхождение нетканых материалов можно проследить до переработки волокнистых отходов и волокон более низкого качества, оставшихся от промышленных процессов, таких как ткачество и обработка кожи. Нетканые материалы также появились из-за ограничений на сырье, особенно во время и после Второй мировой войны, а также в странах Центральной Европы, где доминировали коммунисты.

В древние времена натуральные волокна, такие как тростник, трава и тростник, сплетались вместе путем вязания для создания напольных покрытий или циновок.

В 19 веке Англия была крупной страной-производителем текстиля, и Гарнетт, инженер-текстильщик, заметил, что значительное количество волокна выбрасывалось как отходы отделки. Для решения этой проблемы Гарнетт разработал кардочесальное устройство, которое могло измельчать отходы в волокнистую форму. Затем эти волокна использовались в качестве наполнителя для подушек.

Машина Гарнетта, хотя и существенно модифицированная, до сих пор носит его имя и является важным компонентом в производстве нетканых материалов. Позже производители в Северной Англии механически связали эти волокна вместе с помощью игл или химически скрепили их с помощью клея, создав войлок, который был предшественником современных нетканых материалов.

Сегодня нетканые материалы производятся с использованием различных методов, включая иглопробивание, гидроперепутывание и электропрядение. Мировая индустрия нетканых материалов продолжает расти, а инновации и технологии способствуют дальнейшему развитию и расширению сферы применения нетканых материалов.

Вот некоторые изменения, произошедшие в сверхурочное время:

1840-е годы: Первые нетканые материалы были произведены с использованием натуральных волокон, таких как шерсть и хлопок, которые свалялись вместе для создания материала.

1909: Доктор Гарри Дин из Восточного Уолпола, штат Массачусетс, получил первый патент на нетканый материал. Он использовал прессование шерстяных волокон, чтобы создать прочный и долговечный материал.

1920-е годы: использование нетканых материалов распространилось на автомобильную промышленность, где они использовались для изоляции и звукоизоляции.

1930-е-1940-е годы: Были разработаны синтетические волокна, такие как нейлон и полиэстер, что привело к созданию новых нетканых материалов. Нетканые материалы использовались в различных отраслях промышленности, включая автомобилестроение, строительство и здравоохранение.

1950-1960-е годы: Были изобретены новые методы производства нетканых материалов, в том числе процессы мельтблаун и спанбонд. Эти процессы позволили создать более легкие и прочные нетканые материалы, подходящие для более широкого спектра применений.

1961: DuPont представила Tyvek, нетканый материал из полиэтилена высокой плотности, используемый для обертывания дома, защитной одежды и других целей.

1970-е-1980-е годы: Нетканые материалы становились все более популярными в гигиенической промышленности, где они использовались для производства одноразовых подгузников, средств женской гигиены и салфеток. Использование нетканых материалов также распространилось на другие отрасли, такие как строительство, автомобилестроение и сельское хозяйство.

1990-е – настоящее время: Производство нетканых материалов продолжало расти, а инновации и технологии стимулировали дальнейшее развитие и расширение сферы применения нетканых материалов.

Как производится нетканое полотно?

Производственный процесс начинается с химического процесса, который включает использование клея для соединения волокон друг с другом, в то время как механический процесс использует прокалывание, запутывание струей жидкости или сшивание для соединения или блокировки волокон. В процессе термоскрепления порошковое, пастообразное или полимерное связующее вещество наносится и расплавляется на полотно при повышении температуры.

Кроме того, растворы жидких волокон, изготовленные из химических полимеров, могут быть преобразованы в плоские листы или пленки, которые используются для изготовления нетканых пластиков, кожзаменителей и виниловых материалов. Эти листы можно использовать как есть или приклеивать к вязаной или тканой основе.

Характеристики нетканых материалов

Нетканые материалы обладают следующими характеристиками:

• Плоский и гибкий: обычно плоские и гибкие, что делает их универсальными для различных применений.
• Толщина: Может быть любой толщины в зависимости от области применения.
• Нет растрескивания или изнашивания: Не распушивайте и не сыпьте обрезанные края, что продлевает срок их службы.
• Легкий в уходе: за большинством из них легко ухаживать, их можно стирать в машине и подвергать химической чистке.
• Усадка: нетканые материалы могут дать усадку при стирке в зависимости от типа используемого волокна.
• Пористость: большинство из них пористые, что делает их идеальными для применений, требующих воздухопроницаемости.
• Впитывающий и растягивающийся: нетканые материалы в виде паутины, изготовленные из натуральных волокон, пористые, могут растягиваться и биоразлагаемы; неплохой баланс для ткани.
• Отсутствие драпировки: Нетканые материалы могут не иметь драпировки тканых и трикотажных материалов, но они все же подходят для различных применений, где эта характеристика не нужна.

Преимущества нетканого полотна

Нетканые материалы обладают рядом преимуществ, в том числе:

• Экономически эффективным: Менее дорогие в производстве, чем тканые или трикотажные ткани, что делает их экономически выгодным вариантом для многих применений.
• Универсальность: Может производиться с различной плотностью, толщиной и составом, что делает их пригодными для различных целей.
• Долговечность: многие из них спроектированы так, чтобы быть прочными и долговечными. Они создают ткани, подходящие для использования в продуктах, которые должны выдерживать сильный износ.
• Впитывающая способность: изделия из натуральных волокон часто хорошо впитывают влагу, что делает их пригодными для использования в таких продуктах, как салфетки, подгузники и гигиенические прокладки.
• Настраиваемость: Может быть адаптирован для удовлетворения конкретных требований к производительности, таких как фильтрация, водоотталкивающие свойства и огнестойкость для использования в определенных условиях.
• Экологически чистый: могут быть изготовлены из переработанных материалов и часто биоразлагаемы, что делает их более экологичными, чем некоторые другие материалы.
• Простота ухода: Можно стирать в машине и подвергать химической чистке, что упрощает уход за ними.
• Здоровье и безопасность: Могут быть разработаны для обеспечения определенных уровней защиты от таких опасностей, как бактерии, вирусы и химические вещества, что делает их подходящими для использования в медицинском и защитном оборудовании.

Применение нетканых материалов

Некоторые из распространенных областей применения нетканых материалов включают:

Личный уход и гигиена: Детские подгузники, товары женской гигиены, предметы ухода при недержании у взрослых, сухие и влажные прокладки, прокладки для кормления, полоски для носа, бинты и перевязочные материалы.

Здравоохранение: Операционные простыни, халаты, пакеты, маски для лица, перевязочные материалы, тампоны, вкладыши для стомы, изолирующие халаты, хирургические халаты, хирургические простыни и покрывала, хирургические халаты и шапочки.

Одежда: Прокладки, изоляция, защитная одежда, промышленная спецодежда, костюмы химзащиты, детали обуви и т.д.

Дом: салфетки и тряпки, пакетики для чая и кофе, кондиционеры для белья, пищевые обертки, фильтры, постельное белье, столовое белье и т. д.

Автомобильный: подкладки багажника, отделка полок, масло, фильтры салона, формованные подкладки капота, теплозащитные экраны, подушки безопасности, ленты, декоративные ткани и т. д.

Строительство: Кровельная и черепичная подложка, тепло- и шумоизоляция, обшивка дома, понимание, дренаж и т.д.

Геотекстиль: Укладка асфальта, стабилизация грунта, дренаж, осаждение, борьба с эрозией и т. д.

Фильтрация: Фильтры HEPA, ULPA, бензиновые, масляные, воздушные фильтры, вода, кофе, чайные пакетики, картриджи для жидкости, мешочные фильтры, вакуумные пакеты, антиаллергенные мембраны или ламинаты с неткаными слоями.

Индустрияl: Изоляция кабелей, абразивы, армированные пластмассы, сепараторы батарей, спутниковые тарелки, искусственная кожа, кондиционирование воздуха и покрытие.

Сельское хозяйство, домашняя обстановка, отдых и путешествия, школа и офис: Стабилизаторы грунта, подкладка под проезжую часть, стабилизаторы фундамента, борьба с эрозией, строительство каналов, дренажные системы, защита геомембран, защита от замерзания, сельскохозяйственная мульча, барьеры для воды в прудах и каналах, барьер от проникновения песка для дренажной плитки.

Виды нетканого полотна

Существуют различные виды нетканых материалов в зависимости от метода их производства.

Нетканые материалы мокрой укладки

Влажная укладка - это нетканый материал, изготовленный с помощью механической процедуры, называемой мокрой укладкой, которая напоминает производство бумаги, за исключением использования различного сырья. Волокна превращаются в суспензию, которая подается в устройство для формирования сетки для создания влажного листа, который принимает форму ткани. Эта процедура обычно сопровождается клеевым соединением и используется для производства войлока и валяных тканей.

Нетканые материалы, уложенные методом крученой укладки

Нетканые материалы с формованной укладкой производятся путем прядения волокон или кусочков полимера через фильеры для создания непрерывных нитей. Затем эти нити охлаждают, растягивают на воздухе и осаждают в виде случайной паутины на движущуюся ленту сита. Конвейерная лента транспортирует полотно в зону склеивания, где оно скрепляется посредством термического, механического или химического процесса. Одним из примеров прокладочного материала, изготовленного с использованием этой технологии, является нетканый материал спанбонд.

Сшивание нетканых материалов

Стежковое соединение представляет собой нетканое полотно, созданное на ткацком станке, где полотно скрепляется и скрепляется между собой швами тамбурного шва. Полученный материал будет демонстрировать видимые узоры сшивания на одной или обеих поверхностях. Скрепление стежком придает полотну более гладкую и нежную текстуру. Ватиновый холст является примером материала, скрепленного стежком.

Нетканые материалы с растворителем

Из смеси акриловых и полиэфирных волокон формируется полотно, после чего наносится точное количество растворителя. Растворитель мягко смягчает поверхность волокон, что приводит к их склеиванию.

Нетканые материалы с термосвязью

Нетканые материалы с термосвязью включают термопластичные волокна или термопластичные порошки, такие как полиэстер, полипропилен и нейлон.

Существует четыре основных метода термоскрепления:

• Воздушное соединение включает подачу нагретого воздуха на полотно на конвейерной ленте.
• Импинджмент-склейка требует помещения полотна в печь и направления на него горячего воздуха из сопел.
• Календарное склеивание предполагает прохождение полотна между нагретыми валками.
• Ультразвуковое соединение использует устройство, которое использует ультразвуковые частоты для создания вибрационного движения, облегчая соединение посредством преобразования энергии.

Нетканые материалы с химической связью

Производится путем покрытия поверхности полотна связующим, например смолой или латексом. Примером химически связанного ватина является ватин, связанный смолой.

Существует четыре метода химического склеивания: печатное склеивание, склеивание распылением, насыщение и склеивание пеной. Склеивание печати достигается с помощью глубокой печати или трафаретной печати. Склеивание распылением включает распыление латекса на полотно, расположенное на конвейерной ленте. При склеивании с насыщением полотно погружают непосредственно в резервуар с латексом и сушат в сушилке. Склеивание пены придает ткани мягкость и эластичность.

Гидроперепутанные нетканые материалы

Гидравлические нетканые материалы создаются путем направления струй воды под высоким давлением на поверхность полотна, которое быстро движется по конвейерной ленте. Уровень давления на полотно определяет качество склеивания.

Кардочесальные нетканые материалы

Они изготавливаются с использованием кардочесальной машины для расчесывания волокон в полотно, ориентированное в направлении движения машины, в результате чего получается очень прочный нетканый материал. Другой метод называется воздушной укладкой. Нетканые материалы могут быть изготовлены с использованием любого из этих методов.

Нетканые композитные ткани

Многослойные нетканые материалы, также известные как многоволоконные композитные нетканые материалы, состоят из нескольких слоев различных типов волокон, обладающих различными функциональными возможностями. Каждый слой ткани придает определенные характеристики, такие как водоотталкивающие свойства или огнестойкость.