Технология фильерного производства

Она основана на методике формования волокна из расплава и включает в себя четыре основные и различные стадии: формование, формирование полотна, скрепление и намотка.

В настоящее время фильерное производство доминирует в области изготовления микроволоконных нетканых материалов. Во время стадии формования полимерный расплав нагревается до необходимой температуры и выдавливается через ряд формовочных капилляров. Для этого используется система экструдирования, которая включает в себя экструдер, механизм замены экрана и дозировочный насос. Нити охлаждаются методом, обеспечивающим точный контроль процесса с целью создания устойчивых реологических свойств.

Данные нити впоследствии вытягиваются отводящим воздушным эжектором, который расположен внутри аттенюатора. В зависимости от конструкции машины и отобранного полимера скорость нитей внутри.

Производство аэродинамическим методом из расплава

Это еще один наиболее популярный процесс производства микроволокон. Он представляет собой одноэтапный процесс, в рамках которого движущееся на высокой скорости вещество, обычно это воздух, перемещает расплавленный термопластичный полимер от фильеры к конвейеру или подложке с целью формирования самосвязывающегося холста, состоящего из тонких волокон. Технология производства аэродинамическим методом из расплава зависит от вида фильеры:

1. Однорядная дырчатая фильера или конструкция Exxon.

2. Концентрическая многорядная фильера или наклонная конструкция Schwarz.

Конструкция Exxon включает в себя сопло с одним рядом высверленных отверстий, которые располагаются в диапазоне 30^о – 90^о, а также два воздушных лезвия с каждой стороны сопла. Плотность размещения отверстий составляет 20-50 на один дюйм, а средний диаметр – 0.25-0.5 мм.

Наклонный участок включает в себя несколько рядов фильер и концентрические вентиляционные отверстия. Для него характерны высокий уровень производительности, эффективности и качество продукта.

Скоростное формование

Данная технология принадлежит компании DuPont. Во время процесса скоростного формования высокотемпературный раствор полимера, из которого формируются волокна, помещается в жидкий формовочный агент и подвергается декомпрессии в условиях высокого давления при прохождении через формовочное сопло. Неустойчивый формовочный агент в обычных условиях является осадителем полимера, однако в условиях высокого давления формирует полимер.

На выходе из формовочного сопла в результате внезапного расширения находящегося под давлением раствора растворитель испаряется, и создается микроволоконная сеть. Также данную структуру называют пленочными фибриллами, поскольку их толщина составляет 1-4 микрона, а их ширина превышает толщину в 2-5 раз. Микроволокна распределяют и раскрывают при помощи поворотной лопасти и электростатического заряда, после чего они в виде нетканого полотна укладываются на заземленный движущийся пояс. Затем волокна скрепляются между собой под действием высокой температуры и давления.

Электростатическое формование

Это уникальная технология, в которой сила электростатического поля используется для вытягивания нитей и создания микроволокон, из которых формируется нетканый материал. В данный процесс входит система подачи полимерного расплава, коллектор и источник постоянного тока высокого напряжения. Во время продвижения материала через формовочное сопло под действием физического напряжения в процесс формования включается постоянный ток высокого напряжения на уровне нескольких десятков киловатт. Заряженное вещество перемещается в сторону заземленного коллектора под действием электростатического поля.

Только в условиях достаточно сильного электрического поля сила электростатического поля может преодолеть поверхностное натяжение формовочного вещества и сформировать поток волокон, быстро летящий в коллектор. Неустойчивость сильно заряженного потока волокон, а также серия маховых и спиральных движений способствуют значительному разжижению волокон. Средний диаметр данных волокон, изготовленных из полимерного расплава, составляет 5-35 микрометров.

Одноразовые нетканые материалы на основе микроволокон находят все большее применение, поскольку представители медицинской индустрии ищут материалы, обеспечивающие более качественную защиту и обладающие меньшей ценой. Растущие потребности этого важного сектора рынка могут быть уникальным образом удовлетворены возможностью создавать разнообразные продукты из ряда микроволоконных материалов. В области технического текстиля сегодня широко распространены трехмерные текстильные прокладочные ткани и трикотажные прокладочные ткани.

Тем не менее, нетканые объемные структуры, которые создаются без использования ниток, по-прежнему остаются среди нестандартных разработок. В данном случае рассматривается возможность производства нетканых прокладок при помощи механизма создания трехмерного холста. Они представляют собой комплекс из легкого изоляционного материала, состоящего из нетканого материала и аэрогеля. При этом частицы аэрогеля запираются внутри пустот гидроструйного опорного материала, не сжимая внутреннюю структуру. Для таких материалов характерно высокое соотношение термостойкости и толщины по сравнению с ворсовыми и существующими неткаными изоляционными тканями.

Внедрение нановолоконных структур в новые продукты должно ускориться благодаря промышленному производству и появлению на рынке продуктов на основе нановолоконных материалов, методик и оборудования, позволяющих задавать параметры процесса и контролировать его производительность. Низкая основная масса, малый диаметр волокон и пор, высокая площадь поверхности и широкий выбор химического состава для волокон – все это важные средства разработки новых продуктов, например барьерные и чистящие ткани, гигиенические салфетки, а также медицинские и фармацевтические продукты (раневые повязки и заменители тканей).