Технологии производства нетканых материалов

Лекция 1

Нетканые материалы

 

К нетканым материалам относятся текстильные изделия, изготавливаемые из натуральных и химических волокон или нитей, соединяемых между собой без применения ткацкого станка. Началом эпохи нетканых материалов считаются 1930-е гг. Первые образцы нетканых материалов были созданы в Европе. Это были полотна из вискозных волокон, скрепленных между собой химическими связующими. Несколько позже были освоены и другие способы получения нетканых материалов, различающиеся как по виду сырья, так и по способу скрепления. Интерес к нетканым полотнам возник мгновенно. Выяснилось, что формирование текстильных полотен нетрадиционными способами и возможность использования в них всех известных видов волокон как индивидуально, так и в самых разных сочетаниях (зачастую невозможных при классических способах получения тканей и трикотажа) наряду со свойствами, присущими тканым изделиям, придают им совершенно новые качества. Разнообразные, порой уникальные свойства нетканых материалов позволили применять их в самых разных областях от медицины до строительства зданий, сооружений, автострад. Само собой разумеется, что одновременно стало разрабатываться и оборудование для их производства. Пионером здесь выступила Франция. В 1936 г. французская фирма A.Thibeau & Сie создала первую кардочесальную машину для производства вискозных комплексных нитей, служащих основой для нетканых полотен, упрочненных специальными смолами. Спрос на новый вид текстиля рос такими темпами, что машиностроители не успевали за разработчиками новых видов и способов производства нетканых изделий. Это заставило многие фирмы наряду с разработкой специального оборудования модернизировать уже имеющееся с учетом требований к нетканым материалам и особенностей технологических процессов их производства. Надо отметить, что Франция по сей день остается ведущим производителем оборудования для выпуска нетканых материалов. Французским машиностроителям принадлежит 37%, а по отдельным позициям доля этой страны достигает 60% мирового рынка специального оборудования. Сегодня нетканые материалы являются одним из важнейших и наиболее перспективных видов текстильной продукции. Объемы их производства во всем мире растут более быстрыми темпами, чем объемы производства в традиционных областях текстильной индустрии и при этом сохраняют устойчивую тенденцию к дальнейшему росту. Так, за последние 10 лет, выпуск нетканых материалов в мире вырос более чем в 2 раза. Это обусловлено тем, что цикл производства нетканых материалов от получения волокнистого сырья до выпуска готовых изделий в несколько раз короче технологии выработки классических видов текстиля и не требует масштабных денежных средств, а широчайшая гамма подчас уникальных свойств позволяет применять их в самых разных сферах человеческой деятельности. Приведем хрестоматийный пример, который позволяет сопоставить эффективность производства тканей и нетканых материалов. Нетканое полотно типа байки в 1,5 раза дешевле тканого полотна, а производительность труда при его получении в 3 раза выше. Средняя производительность ткацкого станка — 5 п.м/ч, а у некоторых современных линий для выработки нетканых полотен — более 300 п.м/ч. Немаловажным фактором, определяющим более низкую себестоимость нетканых полотен по сравнению с тканью и трикотажем, является возможность использования для их получения коротких (2-10 мм), непригодных для прядения волокон, а также отходов прядильного производства.

Создание высокопроизводительных технологий получения нетканых материалов с одновременным приданием специальных свойств и постоянная востребованность их в самых разных сферах экономики также способствует быстрому развитию отрасли. В настоящее время выпускаются нетканые материалы как одноразового, так и многоразового использования. Они могут сочетать в себе эластичность, мягкость и прочность; служить как дренажные, мембранные и фильтровальные материалы. Им можно придать свойства водонепроницаемости (или, наоборот, повышенной впитывающей способности), негорючести, бактериостатичности и др.

Производство нетканых материалов в мире. До недавнего времени производство нетканых полотен было сосредоточено в основном в США, Западной Европе и Японии. В конце XX в. этот список пополнился странами Азии, причем развитие производства в них идет намного более быстрыми темпами. Если прирост выпуска продукции в промышленно развитых странах составляет в среднем 5-7%, то в странах Азии — 10%, а в странах Среднего Востока этот показатель достигает 16%. В начале XXI века около 90% мирового производства нетканых материалов обеспечивают 17 стран.

На мировом рынке доли основных производителей нетканых материалов распределяются следующим образом: на США приходится 36%, на Европу — 34%, на Азию — 21%. Особенно динамично развивается производство нетканых материалов в Китае, где объем их выпуска достигает 50% уровня стран ЕС и составляет не менее 1 млн. т. Такие высокие темпы роста достигнуты, прежде всего, благодаря высокопроизводительному оборудованию, ввозимому в Китай из Западной Европы.

СНГ. Рынок нетканых материалов. Начало широкого производства нетканых материалов в СССР приходится на 1960-1970-е голы. Первые нетканые материалы производились валяльно-войлочным, вязально-прошивным и клеевым способом. Предназначались они главным образом для швейной промышленности и применялись при изготовлении изделий бытового назначения. Помимо отечественного оборудования, советские предприятия использовали и более передовые, и производительные машины (в основном для механических способов производства), созданные в странах социалистического лагеря: «Малимо», «Маливатт», «Малиполь» (ГДР), «Арахне» (Чехословакия), «Бефама» (ПНР), «Аралине» (СССР-Чехословакия). На 1980-е и начало 1990-х гг. приходится расцвет отрасли. Общий объем выпуска нетканых материалов к 1990 г. составлял около 1315 млн. м². Рекордный объем производства статистики зафиксировали в 1995 г. —3000 млн. м².

Однако столь резкий подъем производства был не от хорошей жизни: с 1970-х гг. из-за дефицита хлопчатобумажных тканей тканые текстильные полотна, применяемые для технических целей, приходилось заменять неткаными материалами. В это время их ассортимент значительно расширился за счет использования химических волокон, внедрения новых способов их формирования, а области применения уже включали автомобилестроение, геотекстиль, медицину, пищевую промышленность. Производство нетканых материалов осуществлялось уже не в условиях текстильных предприятий, а на вновь построенных по всей территории СССР специализированных фабриках (Бориславской, Сыктывкарской, Кзыл-Ординской, Туймазинской, Кишиневской, Масиской и др.) с объемом выпуска по 100 млн. м² в год каждая. Нетканые полотна на этих предприятиях производились клеевым способом. Фабрики-новостройки были оснащены импортным оборудованием ведущих западноевропейских фирм, таких как «Брюкнер», «Хергет», «Кюстерс», «Асслен» и др.

С распадом СССР произошел резкий спад производства: выпуск нетканых материалов сократился почти в 15 раз. Однако этот этап длился сравнительно недолго. После обвала рубля в августе 1998 г. в связи с резким взлетом цен на импортные нетканые материалы спрос на отечественную продукцию снова возрос. Объем производства нетканых полотен в СНГ к 2004 г. составил около 230 млн. м², т. е. примерно 1/6 часть от объема производства в 1980-1990 гг. Доля технических нетканых полотен в общем объеме выпуска составляет 80%. При этом первое место занимают нетканые материалы, используемые в качестве основы под полимерные покрытия (линолеум, столовую клеенку, мягкую кровлю, обои, протирочные материалы, прокладочные полотна для швейной промышленности). На втором месте — геотекстиль и агротекстиль. Третье место занимают тепло- и звукоизоляционные материалы для автомобилей, трубопроводов, промышленных сооружений и жилых зданий. Доля фильтровальных, медицинских, санитарно-гигиенических изделий в сумме не превышает 20%. Выпуск нетканых изделий медицинского назначения, широко используемых в зарубежной лечебной практике и вытеснивших традиционные бинты и вату, до сих пор чрезвычайно мал. Пока в России работает лишь одна специализированная линия по производству одноразового медицинского белья и комплектов из трехслойного полотна. Нетканые полотна выпускают около 70 российских предприятий, однако крупными производителями можно считать только четыре. Остальные мощности распределены по менее крупным предприятиям и отдельным производствам. В среднем на долю каждого предприятия приходится 1-3,5% от общего объема выпуска нетканых полотен. Несмотря на то, что каждое отдельно взятое предприятие выпускает достаточно широкий ассортимент нетканых изделий, способы производства по-прежнему немногочисленны. Наибольшее распространение получило термоскрепление. Этим способом производят сегодня около 50% всех выпускаемых полотен. 37% материалов производится механическими и комбинированными способами, 10% приходится на клеевой способ. Предполагается, что из-за низкого качества российского волокнистого сырья и полимерных связующих, доля этой технологии в последующие годы будет снижаться. В сырьевой базе российского производства нетканых материалов, как и во всем мире, происходит постепенное вытеснение натуральных волокон химическими. Сегодня объем ежегодно потребляемых волокон в отрасли составляет около 38 тыс. т, из них примерно 2/3 приходится на химические волокна. Аналитики считают, что в ближайшее время этот показатель увеличится, как минимум, в 5 раз, а доля химических волокон и нитей в общем балансе составит не менее 85%.

Такой рост потребности в химических волокнах объясняется растущим спросом на нетканые материалы нового поколения с полифункциональными свойствами (фильтровальные, санитарно-гигиенические, медицинские и др.), для производства которых необходимы химические волокна самого разнообразного ассортимента от сверхтонких (менее 0,1 текс) до волокон высоких линейных плотностей, бикомпонентных, силиконизированных, негорючих, высокоизвитых и др. Необходимо отметить, что отсутствие качественного сырья долгое время являлось тормозом для развития отрасли. Выход из этого положения российские предприятия видят в организации собственного производства необходимых волокон. Это позволило предприятиям преодолеть дефицит сырья, снизить себестоимость продукции. В основном же российские предприятия работают на импортном сырье. Из технологий нового поколения отечественные производители начали осваивать способ «Си-Арлайд» (воздушной раскладки), который позволяет получать высокосорбционные материалы для изделий санитарно-гигиенического назначения, а также протирочные салфетки.

Лекция 2

Лекция 3

Питатель-самовес ПС-1

Питатель-самовес предназначен для автоматического отвешивания порций смеси и подачи их через равные интервалы времени на питающую решетку предварительного прочесывателя. Работа самовеса протекает периодически.

Первый период – питание. Игольчатая решетка 2 (рис. 5) захватывает волокна из бункера 1. Разравнивающий гребень 3 сбивает излишки, а съемный гребень 4 сбрасывает волокна в чашу 6. Чаша располагается на коромысле весов, на другом конце которого располагаются грузы для установки заданной массы смеси в чаше. После заполнения чаши она опускается, игольчатая решетка 2 останавливается, и чаша сверху закрывается заслонкой 5.

Продолжительность питания зависит от ряда факторов: степени разрыхленности смеси, скорости игольчатой решетки, высоты наполнения камеры волокном и др. Продолжительность этого периода неодинакова в каждом цикле.

Второй период – выстой, или резервная часть питания. Выстой продолжается с момента закрытия заслонки до момента раскрытия нижних створок чаши. Чаша весов раскрывается через равные интервалы времени независимо от продолжительности периода питания.

 

 

где: t_п –продолжительность первого периода;

t_в – продолжительность второго периода.

 

Если t_п увеличивается, то t_в уменьшается, и наоборот. Благодаря выстою – резервному времени питания – весовая чаша к моменту выбрасывания порции всегда успеет наполниться до заданной массы.

Третий период – раскрытие створок чаши и выброс взвешенной порции смеси на питающую решетку 8.

Четвертый период – закрытие створок чаши весов, подъем ее вверх под действием грузов, включение игольчатой решетки и открытие чаши.

Все четыре периода составляют один цикл работы самовеса, в течение которого взвешивается и выбрасывается на питающую решетку одна порция смеси.

Сброшенная на питающую решетку порция придвигается уплотняющей доской 7 к образованному ранее слою и уплотняется качающимся угольником 9.

Количество смеси, подаваемой для чесания в машину за 1 мин,

 

где: M – масса броска (300-500 г);

k – число бросков в 1 мин (1,3-3).

Массу броска смеси устанавливают, перемещая груз на коромысле весов. Линейная плотность слоя, поступающего в чесание, будет определять загрузку волокном рабочих органов чесальной машины, и влиять на интенсивность чесания.

Чесальная машина

Смесь, приготовленная на поточной линии, представляет собой волнистую массу, состоящую из различных по составу и размеру клочков. Волокна в клочках перепутаны между собой, как правило, они принадлежат одному компоненту смеси и содержат некоторое количество сорных примесей.

На чесальной машине осуществляется процесс кардочесания волокон.

Цель кардочесания – обеспечить индивидуальное движение волокон в вытяжных приборах последующих машин и получение равномерного продукта.

Сущность кардочесания заключается в разъединении волокон, вычесывании мелких и цепких примесей и пороков, частичной ориентации волокон вдоль продукта.

На чесальной машине, кроме кардочесания, осуществляются процессы смешивания и выравнивания потока волокон по линейной плотности и по составу.

Для чесания смесей применяют чесальные машины, состоящие из одной или двух кардочесальных валичных машин.

Состав чесальной машины Ч-11-200Ш (рис. 5):

- предварительный прочесыватель (предпрочес);

- основной прочесыватель (1 прочес);

Состав чесальной машины Ч-21-200Ш:

- предварительный прочесыватель (предпрочес);

- первый основной прочесыватель (1 прочес);

- второй основной прочесыватель (2 прочес).

Предварительный прочесыватель

Предварительный прочесыватель осуществляет грубое чесание волокон, так как все рабочие органы его обтянуты жесткой гарнитурой – пильчатой лентой.

Питающая решетка 8 (рис. 5) подает волокнистый материал к питающим валикам 10. Приемный барабан 11, вращаясь с окружной скоростью, превышающей скорость питающих валиков в 100 раз, расчесывает волокнистый материал и передает клочки волокон на барабан 14 предпрочеса. Нижний питающий валик очищается чистителем, с которого волокна снимает приемный барабан 11.

Сорные примеси сбиваются двумя ножами 33, установленными под приемным барабаном. Барабан 14 предпрочеса опережает приемный барабан 11. В результате перекрестного расположения гарнитуры в зоне взаимодействия, волокно с приемного барабана 11 полностью переходит на барабан 14.

Предварительное расчесывание происходит при взаимодействии барабана 14 с рабочей парой валиков – рабочим 13 и съемным 12. Педварительный прочесыватель имеет три рабочих пары, поэтому расчесывание волокон осуществляется постепенно.

С барабана 14 предварительного прочесывателя волокно снимается перегонным валиком 15 и передается на главный барабан 20 валичной чесальной машины.

Внизу под барабаном 14 установлен поддерживающий валик 31 и колосниковая решетка 32.

 

 

Валичная чесальная машина

На валичной чесальной машине осуществляется чесание, смешивание и выравнивание потока волокон по составу и линейной плотности.

Основные рабочие органы чесальной машины обтянуты игольчатой лентой, которая состоит из семи слоев хлопчатобумажной ткани и верхнего резинового или войлочного слоя. В ленту вставлены иглы-скобочки, изготовленные из проволоки круглого или овального сечения.

Волокна, расчесанные предварительным прочесывателем, переходят на главный барабан валичной чесальной машины, где и происходит основной процесс кардочесания.

В зоне основного чесания над главным барабаном 20 (рис. 5), располагается 5 рабочих пар, состоящих из рабочего 22 и съемного 21 валиков.

С главным барабаном взаимодействует бегун 24 с надбегунником 23 и подбегунником 25, а также съемный барабан 26.

Со съемного барабана прочес снимается качающимся гребнем 27 и направляется к отводящей решетке 28 преобразователя прочеса, который формирует холст, или со съемного барабана с помощью перегонного валика (на рис. не показан) подается на вторую валичную чесальную машину.

Особенностью валичной чесальной машины является наличие рабочих пар валиков (первая 16, 17; последняя 21, 22), взаимодействующих с главным барабаном. При этом происходит чесание волокнистого материала и частичный переход волокон на рабочий валик. Это обусловлено параллельным расположение зубьев гарнитур рабочего валика и главного барабана, малой разводкой и скоростным режимом (v_г>v_р).

Примем, что на 1 м² поверхности главного барабана находится волокон, а при взаимодействии главного барабана с рабочим валиком часть волокон β с каждого квадратного метра поверхности главного барабана перейдет на рабочий валик и распределится на его поверхности, образуя слой волокон массой β_р на 1 м² поверхности.

 

 

 

 

Рис. 5. Технологическая схема валичной чесальной машины с питателем-самовесом и предварительным прочесывателем

 

В зоне взаимодействия рабочего валика с главным барабаном по условию материального баланса:

 

где: b – рабочая ширина машины, м.

Тогда

 

Скорость главного барабана около 500 м/мин, а рабочего валика около 10 м/мин. Следовательно, на рабочем валике волокнистый материал сгущается (β_р=50β) и происходит дополнительное смешивание волокон. Отношение v_r/v_р называют прочесным числом, и чем больше это число, тем выше эффект смешивания.

При взаимодействии рабочего валика со съемным происходит полный переход волокон на съемный валик и чесание задних концов длинных волокон, так как v_с>v_р, разводка между валиками небольшая и расположение гарнитур перекрестное.

Обозначая загрузку поверхности съемного валика волокном через γ_с, г/м², и используя управление материального баланса, для рассматриваемой зоны можно написать

 

Откуда

 

 

На первых рабочих парах у съемного валика устанавливают сороотбойные полочки 18 и 19 (рис. 3.5). Вследствие малой разводки между острой гранью полочки и гарнитурой съемного валика соринки и неразработанные узелки волокон, ударяясь о грань сороотбойной полочки, отделяются от общей массы волокон.

Съемный валик взаимодействует с главным барабаном и передает волокна на главный барабан, так как расположение зубьев гарнитуры перекрестное, малая разводка и v_р> v_с.

При взаимодействии съемного валика с главным барабаном последний принимает дополнительно на свою поверхность все волокна со съемного валика.

Обозначим β_с количество волокон, г/м², которое в единицу времени главный барабан воспринимает поверхностью, равной 1 м².

Для рассматриваемой зоны условие материального баланса

 

 

Откуда

 

 

Таким образом, при установившемся режиме работы машины, если не учитывать потерь материала в рабочих парах, сколько волокнистого материала переходит на рабочий валик с 1 м² поверхности главного барабана, столько же материала и возвращается съемным валиком на главный барабан. Состав же волокон переходящих со съемного валика на главный барабан, совершенно не совпадает с составом волокон, переходящих с главного барабана на рабочий валик.

Таким образом, в зоне взаимодействия рабочей пары с главным барабаном происходит не только расчесывание волокон, но и интенсивное смешивание, и выравнивание в результате соединения двух потоков волокон.

Волокнистый материал, прочесанный на рабочих парах, подносится главным барабаном к съемному барабану. В зоне взаимодействия главного и съемного барабанов иглы гарнитуры расположены параллельно, а скорость съемного барабана меньше скорости главного (v_c.б<v_r). Съемный барабан выполняет такую же задачу, как рабочие валики, с той лишь разницей, что материал, снятый гребнем со съемного барабана, не возвращается на главный барабан, а образует ватку-прочес.

На поверхности главного барабана после взаимодействия его со съемным барабаном остается слой волокон, который образует остаточную загрузку барабана ( г/м²). Остаточная загрузка барабана в 12-20 раз превышает загрузку питания

Наличие остаточной загрузки в значительной мере увеличивает количество волокон, участвующих в чесании. При этом затрудняется обработка волокнистого материала и нельзя повышать производительность машины, так как загрузка поверхности главного барабана и увеличение снижают эффективность чесания.

Однако волокна остаточной загрузки обмениваются со вновь поступающими волокнами что содействует смешиванию и выравниванию волокнистого потока.

В процессе чесания эластичная гарнитура рабочих органов чесальной машины постепенно заполняется волокнами, которые под давлением вновь поступающих волокон постепенно погружаются внутрь и не участвуют в чесании. Такие волокна образуют сдир, они извлекаются только при чистке машины. По мере заполнения гарнитуры сдиром ухудшается протекание чесания.

Полная загрузка поверхности главного барабана перед рабочим валиком

 

,

 

где: - загрузка сдиром.

 

Для уменьшения загрузки барабана сдиром и волокнами остаточного слоя перед съемным барабаном устанавливается бегун 24 – валик, обтянутый бегунной лентой с длинными гибкими иглами, наклоненными в сторону, обратную его вращению.

Иглы бегуна касаются гарнитуры главного барабана (имеет место присадка бегуна к барабану), они скользят по волокнам, выступающим из гарнитуры барабана, сдвигают их на поверхность, ослабляя связь с волокнами сдира. Скорость бегуна в 1,2-1,4 раза выше скорости главного барабана. В результате такой подготовки волокна в большем количестве переходят с главного барабана на съемный.

 

Лекция 4

 

Лекция 5

 

Лекция 6

Современные способы образования нетканых материалов

 

Аэродинамический способ.

Имеется некоторая терминологическая путаница относительно полученных аэродинамическим способом нетканых материалов. Один из вариантов процесса прочесывания предполагает использование кардочесальной машины, снабженной блоком, в котором волокна перемешиваются в воздушной струе. Этот процесс часто называют "аэродинамическим нетканым процессом". Другой, совершенно не похожий процесс, также называемый аэродинамическим, включает в себя дисперсию волокон в потоке воздуха, обычно при помощи молотковой мельницы, и направление воздушной взвеси на устройство, которое осаждает волокна на движущуюся ленту. Образовавшаяся решетка волокон затем скрепляется и обрабатывается. Процесс осаждения волокон может быть повторен несколько раз с различными типами волокон, чтобы получить многослойные нетканые материалы с различным сочетанием волокон. В этом случае могут использоваться очень короткие волокна.

 

 

Рис. 3. Технологическая линия для производства объемных термоскрепленных нетканых материалов

Wet laid.

Wet laid нетканый процесс использует технологию, применяемую для производства бумаги, когда формирование ткани происходит из водной дисперсии волокон. В данном процессе используются диспергаторы, что позволяет исключить образование неоднородных скоплений волокон. Волоконная дисперсия пропускается сквозь движущиеся ленты и отжимается между фетровыми валиками. Часто на определенной стадии процесса к волокнам добавляют связующие компоненты, которые скрепляют волокна во время отжима или сушки. В другом, более новом методе, волокна скрепляются гидроперепутыванием при помощи струй воды под высоким давлением. Конечная стадия включает в себя сушку и, возможно, смягчение ткани микрокрепированием или другим подобным методом.

Лекция 7

 

Лекция 8

Отделка нетканых материалов

 

Для отделки нетканых материалов используются огнезащитные и водоотталкивающие составы, антистатики, мягчители, противобактериальные и термоклеевые материалы, замасливатели и другие вещества для поверхностной обработки. Отделка нетканых материалов либо является составной частью производственного процесса, либо проводится самостоятельно, по завершении производства - в зависимости от процесса и типа отделки. Часто на одной из стадий производства добавляются антистатики, а некоторые виды поверхностной обработки, например, травление, также являются частью производственного процесса. Огнезащитные и водоотталкивающие составы добавляются отдельно. Некоторые специальные методы отделки полотен предполагают их высокоэнергетическую плазменную обработку, которая влияет на поляризацию материала и улучшает его фильтрующие свойства.

Лекция 9

Лекция 10

Лекция 11

Нетканый материал Спанлейс.

Способ изготовления Спанлейс (Spunlace) - это технология производства нетканого полотна путем плотного соединение волокон (нитей) водяными струями высокого давления, без применения клеевых составов.

Свойства: мягкий безворсовый материал с большой впитывающей способностью. Используется как протирочный материал в быту и производстве в виде салфеток. Высокие барьерные свойства, сдерживающие проникновение микроорганизмов к чему-либо дают возможность его применения в медицине и косметологии, как материала снижающего инфицирование человеческих тканей, по сравнению с традиционными тканями из хлопка и льна, эта его способность выше на 60%. Материал при необходимости, хорошо стерилизуется.

Технология производства.

Технология «Спанлейс» появилась в 60-х годах прошлого века, но впервые была официально представлена в 1973 году компанией DuPont (Sontara), ныне крупнейшего производителя спанлейса.

Технология гидросплетения (рис. 1) 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 счет этих струй волокна холста связываются между собой. Полотно, полученное таким способом, имеет специфические свойства, как мягкость и драпируемость.

Фактически технология спанлейс - это лишь один из способов скрепления холста. В свою очередь сам холст может быть образован различными способами.

Данная технология становиться очень популярной, поскольку полученный по такому способу производства, продукт имеет уникальные свойства и обладает низкой себестоимостью и практичностью.

 

 

 

Рис. 1. Технология «Спанлейс»

 

Таким образом, типичный процесс производства спанлейса состоит из нескольких этапов, аналогичных большинству технологий производства нетканых полотен:

- Подача волокон;

- Формирование полотна;

- Пробивание полотна струями воды;

- Сушка полотна.

При прохождении через систему водного циркулирования сформированное полотно сначала сжимается для того, чтобы удалить все возможные воздушные пузыри, а затем скрепляется. Давление воды обычно увеличивается от первого к последнему инжектору. Примерными показателями для процесса гидросплетения могут послужить следующее:

- давление на уровне 2 200 psi (фунтов на квадратный дюйм);

- 10 рядов инжекторов;

- диаметр отверстия в инжекторах: 100-120 микрометров;

- расстояние между отверстиями: 3-5 мм;

- количество отверстий в одном ряду (25 мм): 30-80;

- Плотно скрепляется водными струями на перфорированном барабане.

Вакуум в барабане высасывает излишнюю воду из полотна, чтобы, во-первых, предотвратить переувлажнение продукта, а, во-вторых, не снизить силу пробивания струи. Решетка перфорированного барабана (конвейерная решетка) играет очень важную роль в процессе образовании готового продукта. От рисунка решетки зависит рисунок конечного полотна. Специальный дизайн решетки позволяет получить различную структуру поверхности полотна (рифленая, махровая, в "дырочку" и т.д.)
Обычно полотно пробивается поочередно с двух сторон. Полотно может проходить через струи воды определенное количество раз (в зависимости от того, какая требуется прочность полотна). Скрепленное полотно подается на высушивающее устройство, где хорошо просушивается.

При стандартных условиях процесса (6 рядов распределителей струй, давление 1500 psi, плотность 68 г/кв.м.) требуется 800 фунтов воды на 1 фунт продукта. Поэтому очень важно разработать хорошую фильтрационную систему, способную рационально поставлять чистую воду, иначе отверстия инжектора могут забиваться.

Преимущества данной технологии заключаются в следующем:

- Отсутствие повреждения волокон (механического воздействия на внутреннюю структуру волокна);

- Технология позволяет использовать различные типы волокон и их длины;

- Высокая скорость формирования полотна - 300-600 м/мин;

- Процесс производства экологически чистый

- По своему принципу технология стерильна.

Сырье для производства спанлейса.

Исходными материалами для изготовления полотен методом спанлейс чаще всего являются штапельные волокна, получаемые из вискозы, полиэфира, полипропилена, целлюлозы, хлопка.

Вискоза
Синтетическое волокно, получаемое из чистой целлюлозы.
Преимущества материалов из вискозы те же, что и у натуральных волокон:

- приятны на ощупь;

- не вызывают физиологических реакций;

- обладают высокой поглотительной способностью;

- легко поддаются отделке.

Целлюлоза
Целлюлозное волокно - это древесное волокно, которое производится из древесины, поставляется в виде рулонов или кип.

Свойства:

- гидрофильность;

- быстрое поглощение и надежное удержание воды и других жидкостей;

- возобновляемый ресурс;

- возможность разложения биологическим путем;

- очень выгодная цена по сравнению с другими натуральными и синтетическими волокнами.

Полиэфир (полиэстер, ПЭФ, ПЭТ, ПЭТФ, полиэтилентерефталат)

Производится способом формования из расплава. На сегодняшний день ПЭТ-волокна образуют самую большую группу синтетических волокон.

Свойства:

- плотность 1,38;

- особо прочный;

- эластичный;

- устойчив к истиранию;

- светоустойчив;

- не поддается воздействию органических и минеральных кислот;

- водопоглощение всего 0,2 - 0,5%;

- прочность во влажном состоянии такая же высокая, как и в сухом.

Полипропилен (ПП)

Синтетическое волокно, производимое способом формования из расплава из изотактического полипропилена.

Свойства:

- более низкая плотность 0,91;

- область плавления 165-175°C;

- область размягчения 150-155°C;

- волокно устойчиво к агрессивным химикатам;

- практически отсутствует влагопоглощение;

- надежная устойчивость к истиранию;

- чувствителен к ультрафиолетовому излучению.

Хлопок
Представляет собой волокнистый материал, который имеет широкое признание среди потребителей за счет своего натурального происхождения.
Положительные свойства хлопка:

- абсорбция;

- разлагается биологическим путем;

- газопроницаемость;

- легкость стерилизации;

- теплостойкость;

- высокая прочность во влажном состоянии;

- хорошие изоляционные свойства;

- отсутствие аллергических свойств;

- возможность регенерации;

- мягкость.

Благодаря высокой абсорбционной способности, хорошей тканеподобной структуре с низким пухоотделением и высокой прочности во влажном состоянии, хлопок является наилучшим материалом для медицины, техники, косметики, личного потребления и влажных протирочных изделий. Хлопок, обрабатываемый по способу спанлейс, кроме медицинской промышленности может с успехом применяться для производства простыней, салфеток и скатертей, которые могут выдержать 6 - 10 процессов стирки. Изготовленные по этому способу продукты выглядят как лен и могут подвергаться крашению и набивке для получения необходимого внешнего вида.

Как правило, вышеперечисленные волокна используются в смесях. Синтетические волокна (полиэфир и полипропилен) смешиваются с вискозой или натуральными волокнами (хлопок, целлюлоза). Также любое из описанных волокон может использоваться самостоятельно без примесей.
В соответствии с мировой практикой на рынке распространение получили следующие составы спанлейса:

- вискоза/ полиэфир;

- вискоза/ полипропилен;

- вискоза;

- полиэфир;

- хлопок;

- полипропилен;

- хлопок/полипропилен;

- хлопок/полиэфир;

- хлопок/вискоза;

- целлюлоза/полиэфир.

Состав спанлейса определяет сферу использования материала. Для наиболее популярных изделий из спанлейса можно отметить:
Сухие или влажные протирочные материалы:

- полипропилен или полиэфир + вискоза;

Влажные салфетки:

- полипропилен или полиэфир + вискоза; полипропилен/полиэфир + вискоза + хлопок;

Одежда и белье для операционных:

- полиэфир или полипропилен + вискоза, целлюлоза + полиэфир; полипропилен или полиэфир + вискоза + хлопок.

Свойства спанлейса.

Благодаря скреплению водными струями нетканый материал «спанлейс» приобретает уникальные свойства нетканых материалов, среди которых в первую очередь следует отметить:

- Высокая степень поглощения влаги (высокая гигроскопичность);

- Высокая воздухопроницаемость (самая высокая среди необъемных нетканых материалов);

- Мягкость и хорошие тактильные ощущения, близкие к натуральным тканям.

Можно добавить, что отличительными особенностями и преимуществами данного нетканого материала являются:

- Сочетание прочн