Vad är non-woven tyg? Egenskaper, användningsområden och tillverkning

Nonwoven-textilier skiljer sig från konventionella tyger genom att de tillverkas med hjälp av mekaniska, termiska eller kemiska tekniker som inte kräver vävning eller garnproduktion. Istället är fibrerna sammanbundna genom sin inneboende friktion eller intrassling, som ett resultat av dessa alternativa metoder.

Till skillnad från traditionella tyger tillverkas fiberdukar direkt av separata fibrer snarare än spunna eller vävda.

Fibertygens historia

Ursprunget till nonwovens kan spåras tillbaka till återvinningen av fibröst avfall och fibrer av lägre kvalitet som blivit över från industriella processer som vävning och läderbearbetning. Nonwovens uppstod också på grund av råvarurestriktioner, särskilt under och efter andra världskriget och i kommunistdominerade länder i Centraleuropa.

I forntida tider vävdes naturliga fibrer som vass, gräs och buskar samman genom stickning för att skapa golvbeläggningar eller mattor.

Under 1800-talet var England ett stort textilproducerande land och Garnett, en textilingenjör, observerade att betydande mängder fiber slängdes som trimavfall. Garnett utvecklade en kardningsenhet för att lösa detta problem som kunde strimla avfallsmaterialet till fibrös form. Dessa fibrer användes sedan som fyllnadsmaterial för kuddar.

Garnetts maskin, även om den är väsentligt modifierad, bär fortfarande hans namn och är en viktig komponent i nonwovenindustrin. Senare band tillverkare i norra England mekaniskt samman dessa fibrer med hjälp av nålar eller kemiskt bundna dem med lim, vilket skapade vadder som var föregångare till moderna nonwovens.

Idag tillverkas nonwovens med olika metoder, inklusive nålstansning, hydroentangling och elektrospinning. Den globala nonwovenindustrin fortsätter att växa, med innovationer och teknologier som driver vidare utveckling och expansion av nonwovenapplikationer.

Här är några övertidsutvecklingar:

1840-talet: De första nonwoven-tygerna tillverkades med naturliga fibrer som ull och bomull, som filtades ihop för att skapa ett material.

1909: Dr. Harry Dean från East Walpole, Massachusetts, fick det första patentet för ett nonwoven-tyg. Han använde att pressa ihop yllefibrer för att skapa ett starkt, hållbart material.

1920-talet: Användningen av nonwoven-tyger expanderade till bilindustrin, där de användes för isolering och ljudisolering.

1930-1940-talen: Syntetiska fibrer som nylon och polyester utvecklades, vilket ledde till nya ovävda material. Nonwovens användes i olika branscher, inklusive bilindustri, konstruktion och hälsovård.

1950-1960-talen: Nya metoder för att tillverka fibertyg uppfanns, inklusive smältblåsta och spunbond-processer. Dessa processer skapade lättare och mer hållbara nonwovenmaterial som lämpar sig för ett bredare spektrum av applikationer.

1961: DuPont introducerade Tyvek, ett nonwoven-material av polyeten med hög densitet, som används för heminpackning, skyddskläder och andra applikationer.

1970-1980-talen: Non-wovens blev allt populärare inom hygienindustrin, där de användes för att tillverka engångsblöjor, hygienprodukter för kvinnor och våtservetter. Användningen av nonwovens expanderade även till andra sektorer, såsom konstruktion, bilindustri och jordbruk.

1990-talet-nutid: Fiberduksindustrin fortsatte att växa, med innovationer och teknik som driver vidare utveckling och expansion av nonwovenapplikationer.

Hur görs ett fiberduk?

Produktionsprocessen börjar med den kemiska processen som innebär att man använder ett lim för att binda samman fibrerna, medan den mekaniska processen använder nåling, vätskestrålesammantrassling eller sömmar för att binda eller låsa ihop fibrerna. I den termiska bindningsprocessen appliceras ett pulver, pasta eller polymersmältbindemedel och smälts på banan genom att öka temperaturen.

Dessutom kan flytande fiberlösningar gjorda av kemiska polymerer formas till platta ark eller filmer, som används för att tillverka nonwoven-plast, läder och vinylmaterial. Dessa ark kan användas som de är eller fästas på stickade eller vävda underlag.

Egenskaper hos nonwoven-tyger

Nonwovens har följande egenskaper:

• Platt och flexibel: Vanligtvis platta och flexibla, vilket gör dem mångsidiga för olika applikationer.
• Tjocklek: Kan ha vilken tjocklek som helst, beroende på applikation.
• Inget ravel eller fransande: Rava eller fransa inte vid de skurna kanterna, vilket ger dem lång livslängd.
• Lättskött: De flesta är lättskötta, och de kan tvättas i maskin och kemtvättas.
• Krympning: Nonwovens kan krympa i tvätten, beroende på vilken typ av fiber som används.
• Porositet: De flesta är porösa, vilket gör dem idealiska för applikationer som kräver andningsförmåga.
• Absorberande och töjbar: Web-liknande nonwovens gjorda av naturliga fibrer är porösa, kan sträcka sig och är biologiskt nedbrytbara; ganska bra balans för ett tyg.
• Brist på drapering: Nonwovens kanske inte har draperingen av vävda och stickade tyger, men de är fortfarande lämpliga för olika applikationer där denna egenskap är onödig.

Fördelar med fiberduk

Fibertyg erbjuder flera fördelar, inklusive:

• Kostnadseffektiv: Billigare att tillverka än vävda eller stickade tyger, vilket gör dem till ett kostnadseffektivt alternativ för många applikationer.
• Mångsidighet: Kan tillverkas i olika vikter, tjocklekar och sammansättningar, vilket gör dem lämpliga för flera slutanvändningar.
• Varaktighet: Många är konstruerade för att vara starka och hållbara. De skapar tyger som lämpar sig för användning i produkter som måste tåla hårt slitage.
• Absorptionsförmåga: De som är gjorda av naturliga fibrer är ofta mycket absorberande, vilket gör dem lämpliga för användning i produkter som våtservetter, blöjor och bindor.
• Anpassningsbarhet: Kan skräddarsys för att möta specifika prestandakrav, såsom filtrering, vätskeavstötning och flambeständighet för användning i specifika jobb.
• Miljövänlig: Kan tillverkas av återvunnet material och är ofta biologiskt nedbrytbara, vilket gör dem till ett mer miljövänligt val än vissa andra material.
• Lätt att sköta: Maskintvättbar och kemtvättbar, vilket gör dem lätta att sköta.
• Hälsa och säkerhet: Kan konstrueras för att ge specifika nivåer av skydd mot faror som bakterier, virus och kemikalier, vilket gör dem lämpliga för användning i medicinsk och skyddsutrustning.

Applikationer av ovävda tyger

Några av de vanliga applikationerna för nonwoven-tyger inkluderar:

Personlig omvårdnad och hygien: Babyblöjor, hygienprodukter för kvinnor, inkontinensartiklar för vuxna, torra och våta bindor, amningsskydd, näsremsor, bandage och sårförband.

Sjukvård: Operationsdraperier, klänningar, förpackningar, ansiktsmasker, förband, bomullstoppar, stomipåsfoder, isoleringsrockar, operationsrockar, operationsdraperier och överdrag, kirurgiska skrubbdräkter och mössor.

Kläder: Mellanfoder, isolering, skyddskläder, industriella arbetskläder, kemskyddsdräkter, skokomponenter m.m.

Hem: Torkar och dammdukar, te- och kaffepåsar, sköljmedel, matinpackningar, filter, säng, bordslinne m.m.

Bil: Stövelfoder, hyllkant, olja, kabinluftfilter, gjutna motorhuvsfoder, värmesköldar, krockkuddar, tejper, dekorativa tyger, etc.

Konstruktion: Tak- och tegelunderlag, värme- och ljudisolering, husinpackning, förståelse, dränering m.m.

Geotextilier: Asfaltbeläggning, markstabilisering, dränering, sedimentering, erosionskontroll, etc.

Filtrering: HEPA, ULPA-filter, bensin, olja, luftfilter, vatten, kaffe, tepåsar, vätskepatron, påsfilter, vakuumpåsar, allergenmembran eller laminat med nonwoven-skikt.

Industrial: Kabelisolering, slipmedel, armerad plast, batteriseparatorer, parabolantenner, konstläder, luftkonditionering och beläggning.

Lantbruk, heminredning, fritid och resor, skola och kontor: Markstabilisatorer, vägunderlag, grundstabilisatorer, erosionsskydd, kanalkonstruktion, dräneringssystem, geomembranskydd, frostskydd, jordbrukskompost, damm- och kanalvattenbarriärer, sandinfiltrationsbarriär för dräneringsplattor.

Typer av fiberduk

Olika typer av nonwoven-tyger finns baserat på den metod som används i deras tillverkning.

Våtlagda nonwovens

Wet-laid är fiberduk som produceras genom en mekanisk procedur som kallas våtläggning, som liknar papperstillverkning förutom att använda distinkta råvaror. Fibrerna omvandlas till en slurry, som transporteras till en maskformande apparat för att skapa ett vått ark som tar formen av ett tyg. Denna procedur efterföljs i allmänhet av adhesiv bindning och används för att tillverka filt och filtade tyger.

Spunna nonwovens

Spunna nonwovens framställs genom att spinna fibrer eller polymerskivor genom spinndynor för att skapa kontinuerliga filament. Dessa filament kyls sedan, sträcks med luft och avsätts som en slumpmässig väv på ett rörligt siktband. Transportbandet transporterar banan till bindningszonen, där den binds genom en termisk, mekanisk eller kemisk process. Ett exempel på ett gränssnittsmaterial tillverkat med denna teknik är spun-bonded nonwoven.

Fibertyg med stygnbindning

Stitch Bond är ett non-woven-tyg skapat på en vävmaskin, där nätet fästs och kombineras med kedjesömmar. Det resulterande materialet kommer att visa upp synliga sömmar på en eller båda ytorna. Stygnbindning ger en jämnare och skonsammare textur till nätet. Vaddduk är ett exempel på ett stygnbundet material.

Lösningsmedelsbindande nonwovens

En blandning av akryl- och polyesterfibrer formas till en bana, sedan appliceras en exakt mängd lösningsmedel. Lösningsmedlet verkar genom att försiktigt mjuka upp fibrernas yta, vilket leder till att de binds.

Värmebindande nonwovens

Värmebindande nonwovens innefattar termoplastiska fibrer eller termoplastiska pulver, såsom polyester, polypropen och nylon.

Det finns fyra huvudsakliga metoder för termisk bindning:

• Luftbindning innebär att man applicerar uppvärmd luft på banan på ett transportband.
• Impingement bonding kräver att banan placeras i en ugn och att varm luft riktas mot den från munstycken.
• Kalenderbindning innebär att banan passerar mellan uppvärmda valsar.
• Ultraljudsbindning använder en enhet som använder ultraljudsfrekvenser för att skapa vibrationsrörelse, vilket underlättar bindning genom energiomvandling.

Kemiskt bindande nonwovens

Tillverkad genom att belägga banans yta med ett bindemedel, såsom harts eller latex. Ett exempel på kemiskt bunden vadd är hartsbunden vadd.

Det finns fyra kemiska bindningsmetoder: print bonding, spray bonding, saturation och foam bonding. Trycklimning uppnås genom att använda antingen gravyrvalstryck eller screentryck. Spraybondning innebär att man sprutar latex på banan, placerad på ett transportband. Vid mättnadsbindning nedsänks banan direkt i en latextank och torkas i en tork. Skumbindning ger tyget mjukhet och motståndskraft.

Hydro intrasslade nonwovens

Hydrauliska nonwovens skapas genom att rikta högtrycksvattenstrålar mot ytan av banan, som rör sig snabbt på ett transportband. Nivån av tryck som appliceras på banan bestämmer kvaliteten på bindningen.

Kardade nonwovens

Dessa är gjorda med hjälp av en kardmaskin för att kamma fibrerna till en bana, orienterad i maskinens riktning, vilket resulterar i ett mycket hållbart nonwoven-material. Den andra metoden kallas air-laid. Nonwoven banmaterial kan framställas med användning av någon av dessa tekniker.

Nonwoven komposittyger

Flerskikts nonwovens, även känd som flerfiberkomposit nonwovens, består av flera lager av olika typer av fibrer som erbjuder olika funktionalitet. Varje lager av tyget ger specifika egenskaper, såsom vattenavstötande eller brandhämmande förmåga.