Що таке нетканий матеріал? Властивості, використання та виробництво

Неткані текстильні вироби відрізняються від звичайних тканин тим, що вони виготовляються за допомогою механічних, термічних або хімічних технологій, які не вимагають ткацтва чи виробництва пряжі. Натомість волокна з’єднані між собою через притаманне їм тертя або сплутування в результаті цих альтернативних методів.

На відміну від традиційних тканин, неткані матеріали виготовляються безпосередньо з окремих волокон, а не з прядіння або ткання.

Історія нетканих матеріалів

Походження нетканих матеріалів можна простежити до переробки волокнистих відходів і волокон нижчої якості, що залишилися від промислових процесів, таких як ткацтво та обробка шкіри. Неткані матеріали також з’явилися через обмеження на сировину, особливо під час та після Другої світової війни та в країнах Центральної Європи, де панував комунізм.

У давні часи природні волокна, як-от очерет, трави та комиш, сплітали разом шляхом в’язання для створення підлогових покриттів або килимків.

Протягом 19 століття Англія була головною країною-виробником текстилю, і Гарнетт, текстильний інженер, зауважив, що значні кількості волокна викидалися як відходи обробки. Гарнетт розробив пристрій для чесання, щоб вирішити цю проблему, який може подрібнювати відходи на волокнисту форму. Ці волокна потім використовували як наповнювач для подушок.

Машина Гарнетта, хоча й була суттєво модифікована, все ще носить його ім’я та є важливим компонентом у промисловості нетканих матеріалів. Пізніше виробники в Північній Англії механічно зв’язали ці волокна за допомогою голок або хімічно зв’язали їх за допомогою клею, створивши вати, які були попередниками сучасних нетканих матеріалів.

Сьогодні неткані матеріали виготовляють різними методами, включаючи голкопробивання, гідропереплутування та електропрядіння. Глобальна промисловість нетканих матеріалів продовжує розвиватися, завдяки інноваціям і технологіям, що сприяють подальшому розвитку та розширенню застосування нетканих матеріалів.

Ось деякі наднормові розробки:

1840-ті роки: перші неткані матеріали виготовлялися з використанням натуральних волокон, таких як вовна та бавовна, які з’єднували повстю для створення матеріалу.

1909: Доктор Гаррі Дін з Іст-Волпола, штат Массачусетс, отримав перший патент на нетканий матеріал. Він використовував пресування вовняних волокон, щоб створити міцний, довговічний матеріал.

1920-ті роки: Використання нетканих матеріалів поширилося в автомобільній промисловості, де їх використовували для ізоляції та звукоізоляції.

1930-1940-ті роки: були розроблені синтетичні волокна, такі як нейлон і поліестер, що призвело до нових нетканих матеріалів. Неткані матеріали використовувалися в різних галузях промисловості, включаючи автомобілебудування, будівництво та охорону здоров'я.

1950-1960-ті роки: Було винайдено нові методи виробництва нетканих матеріалів, включаючи процеси роздування з розплаву та спанбонд. Ці процеси створили легші та міцніші неткані матеріали, придатні для ширшого спектру застосувань.

1961: DuPont представила Tyvek, поліетиленовий нетканий матеріал високої щільності, який використовується для обгортання будинку, захисного одягу та інших застосувань.

1970-1980-ті роки: Неткані матеріали ставали все більш популярними в галузі гігієни, де їх використовували для виробництва одноразових підгузників, засобів жіночої гігієни та серветок. Використання нетканих матеріалів також поширилося в інших секторах, таких як будівництво, автомобілебудування та сільське господарство.

1990-ті роки-тепер: індустрія нетканих матеріалів продовжує розвиватися, інновації та технології сприяють подальшому розвитку та розширенню застосування нетканих матеріалів.

Як виготовляється нетканий матеріал?

Виробничий процес починається з хімічного процесу, який передбачає використання адгезиву для склеювання волокон разом, тоді як механічний процес використовує голку, сплутування струменем рідини або зшивання для склеювання або зчеплення волокон. У процесі термічного склеювання порошок, паста або полімерний сполучний розплав наноситься та розплавляється на полотні шляхом підвищення температури.

Крім того, рідкі волокнисті розчини, виготовлені з хімічних полімерів, можуть бути сформовані в плоскі листи або плівки, які використовуються для виготовлення нетканих пластмас, шкіри та вінілових матеріалів. Ці листи можна використовувати як є або приклеювати до трикотажних або тканих підкладок.

Характеристика нетканих матеріалів

Неткані матеріали мають такі властивості:

• Плоский і гнучкий: Зазвичай плоскі та гнучкі, що робить їх універсальними для різних застосувань.
• Товщина: Може бути будь-якої товщини, залежно від застосування.
• Жодного розтріскування чи потертості: Не розчісуйте та не розтріплюйте обрізані краї, що забезпечує тривалий термін служби продукту.
• Легкий догляд: за більшістю легко доглядати, їх можна прати в пральній машині та хімчистці.
• Усадка: Неткані матеріали можуть давати усадку під час прання, залежно від типу використовуваного волокна.
• пористість: Більшість із них пористі, що робить їх ідеальними для застосувань, які потребують повітропроникності.
• Абсорбуючий і розтяжний: павутинні неткані матеріали, виготовлені з натуральних волокон, є пористими, можуть розтягуватися та біологічно розкладаються; непоганий баланс для тканини.
• Відсутність драпірування: Неткані матеріали можуть не мати драпірування тканих і трикотажних матеріалів, але вони все одно підходять для різних застосувань, де ця характеристика непотрібна.

Переваги нетканого полотна

Неткані матеріали мають ряд переваг, зокрема:

• Економічно ефективним: дешевше у виробництві, ніж ткані або трикотажні тканини, що робить їх економічно ефективним варіантом для багатьох застосувань.
• Універсальність: Можуть виготовлятися з різною вагою, товщиною та складом, що робить їх придатними для різноманітного кінцевого використання.
• Довговічність: багато з них розроблені, щоб бути міцними та довговічними. Вони створюють тканини, придатні для використання в продуктах, які повинні витримувати сильне зношування.
• вбираюча здатність: Ті, виготовлені з натуральних волокон, часто мають високу абсорбцію, що робить їх придатними для використання в таких продуктах, як серветки, підгузки та гігієнічні прокладки.
• Настроюваність: Може бути налаштований відповідно до конкретних вимог до продуктивності, таких як фільтрація, відштовхування рідини та вогнестійкість для використання в конкретних роботах.
• Безпечний для довкілля: можуть бути виготовлені з перероблених матеріалів і часто піддаються біологічному розкладанню, що робить їх більш екологічним вибором, ніж деякі інші матеріали.
• Простота догляду: можна прати в машині та хімчистці, що полегшує догляд.
• Здоров'я та безпека: Можуть бути розроблені для забезпечення певних рівнів захисту від таких небезпек, як бактерії, віруси та хімічні речовини, що робить їх придатними для використання в медичному та захисному обладнанні.

Застосування нетканих матеріалів

Деякі з поширених застосувань нетканих матеріалів включають:

Особистий догляд та гігієна: дитячі підгузки, засоби жіночої гігієни, предмети для дорослих при нетриманні сечі, сухі та вологі прокладки, прокладки для годування, назальні смужки, бинти та пов’язки для ран.

Охорона здоров'я: Покривала для операцій, халати, пакети, маски для обличчя, перев’язувальні матеріали, тампони, вкладиші для стомних мішків, ізоляційні халати, хірургічні халати, хірургічні покривала та покривала, хірургічні очисні костюми та шапки.

Одяг: Прокладки, ізоляція, захисний одяг, промисловий робочий одяг, костюми протихімічного захисту, компоненти взуття тощо.

додому: Серветки та ганчірки, пакетики для чаю та кави, пом’якшувачі тканин, харчові обгортки, фільтри, постільна, столова білизна тощо.

Автомобільний: Вкладиші багажника, облицювання полиць, масло, повітряні фільтри салону, литі вкладиші капота, теплозахисні екрани, подушки безпеки, стрічки, декоративні тканини тощо.

Будівництво: Підкладка під покрівлю та черепицю, тепло- та шумоізоляція, утеплення будинку, розуміння, дренаж та ін.

Геотекстиль: Покриття асфальтом, стабілізація ґрунту, дренаж, осадження, контроль ерозії тощо.

Фільтрація: Фільтри HEPA, ULPA, бензинові, масляні, повітряні фільтри, фільтри для води, кави, чаю в пакетиках, рідинний картридж, рукавні фільтри, вакуумні пакети, алергенні мембрани або ламінати з нетканими шарами.

Індустріяl: ізоляція кабелю, абразиви, армований пластик, сепаратори батарей, супутникові антени, штучна шкіра, кондиціонери та покриття.

Сільське господарство, облаштування дому, дозвілля та подорожі, школа та офіс: Стабілізатори ґрунту, підкладка доріг, стабілізатори фундаменту, боротьба з ерозією, будівництво каналів, дренажні системи, захист геомембран, захист від морозу, мульча для сільського господарства, водні бар’єри для ставків і каналів, бар’єр для проникнення піску для дренажної плитки.

Види нетканого полотна

Існують різні види нетканих матеріалів залежно від способу їх виробництва.

Неткані матеріали мокрого укладання

Wet-lad — це нетканий матеріал, виготовлений за допомогою механічної процедури, що називається мокрим укладанням, яка нагадує виробництво паперу, за винятком використання різних сировинних матеріалів. Волокна перетворюються на суспензію, яка транспортується до пристрою для формування сітки для створення вологого аркуша, який приймає форму тканини. Цю процедуру, як правило, замінює клейове склеювання та використовують для виробництва повсті та повстяних тканин.

Прядені неткані матеріали

Неткані матеріали прядіння виробляються шляхом прядіння волокон або полімерних шматочків через фільєри для створення безперервних ниток. Потім ці нитки охолоджуються, розтягуються повітрям і осаджуються у вигляді безладного полотна на рухому стрічку сита. Конвеєрна стрічка транспортує полотно до зони склеювання, де воно скріплюється за допомогою термічного, механічного або хімічного процесу. Одним із прикладів матеріалу для сполучення, виготовленого за цією технікою, є нетканий матеріал, виготовлений з прядіння.

Прошивний нетканий матеріал

Стічковий шов — це нетканий матеріал, створений на ткацькому верстаті, де полотно закріплюється та з’єднується за допомогою ланцюгових швів. Отриманий матеріал демонструватиме видимі візерунки швів на одній або обох поверхнях. Скріплення стібком надає гладкішій і ніжнішій текстурі полотна. Ватин - це приклад скріпленого стібком матеріалу.

Неткані матеріали з розчинником

Суміш акрилових і поліефірних волокон формується в полотно, потім наноситься точна кількість розчинника. Розчинник м’яко пом’якшує поверхню волокон, що сприяє їх склеюванню.

Неткані матеріали з термоз’єднанням

Неткані матеріали з термоз’єднанням містять термопластичні волокна або термопластичні порошки, такі як поліестер, поліпропілен і нейлон.

Існує чотири основних способи термосклеювання:

• Повітряне склеювання передбачає подачу нагрітого повітря до полотна на конвеєрній стрічці.
• Ударне склеювання вимагає розміщення полотна в духовці та направлення на нього гарячого повітря через сопла.
• Склеювання календаря передбачає проходження полотна між нагрітими валиками.
• Ультразвукове з’єднання використовує пристрій, який використовує ультразвукові частоти для створення вібраційного руху, полегшуючи з’єднання за допомогою перетворення енергії.

Неткані матеріали з хімічним зв'язком

Виробляється шляхом покриття поверхні полотна сполучною речовиною, наприклад смолою або латексом. Прикладом хімічно зв’язаного ватину є смоляний ватин.

Існує чотири методи хімічного склеювання: склеювання друком, склеювання розпиленням, насичення та склеювання піною. Склеювання друку досягається за допомогою глибокого рулонного друку або трафаретного друку. Склеювання розпиленням передбачає напилення латексу на полотно, розташоване на конвеєрній стрічці. При насиченому склеюванні полотно занурюють безпосередньо в латексний резервуар і сушать у сушарці. Поролон надає тканині м'якість і пружність.

Гідропереплетені неткані матеріали

Гідравлічні неткані матеріали створюються шляхом спрямування струменів води під високим тиском на поверхню полотна, яке швидко рухається по конвеєрній стрічці. Рівень тиску на полотно визначає якість склеювання.

Неткані кардні матеріали

Вони виготовляються за допомогою чесальної машини для розчісування волокон у павутину, орієнтовану в напрямку машини, в результаті чого виходить дуже міцний нетканий матеріал. Інший спосіб називається повітряним способом. Неткані полотна можуть бути виготовлені за допомогою будь-якої з цих методик.

Неткані композиційні полотна

Багатошарові неткані матеріали, також відомі як багатоволоконні композитні неткані матеріали, складаються з кількох шарів різних типів волокон, які пропонують різні функціональні можливості. Кожен шар тканини надає певні характеристики, такі як водовідштовхувальна чи вогнестійкість.