Технология нетканого холстоформования.

К числу технологий производства нетканых материалов относятся сухое холстоформование, аэродинамическое, влажное холстоформование и производство спанбонда. На сегодняшний день основной технологией холстоформования является сухое холстоформование, включающее термоскрепление холстов, иглопробивание, спанлейс и химическое соединение (латексное скрепление) материалов. Сухое холстооформование осуществляется, преимущественно, прочесыванием как способом производства формованного полотна, и изготовленные таким способом полотна соединяются термическим, механическим, химическим способом или спутыванием, как спанлейс. Сухое холстоформование включает также различное расположение волокон: параллельное, случайное, расчесанное, перекрестное или аэродинамическое (аэродинамическое размещение длинного волокна из прочесанных волокон). Прочесывание представляет собой технологию холстоформования, при котором отделяются небольшие ворсинки в отдельные волокна для того, чтобы начать процесс параллельного упорядочивания для получения волокон в виде цельного полотна. Прочесанные нетканые полотна производятся из целого ряда волокон, включая вискозное волокно и полиэфир с диапазоном длины волокна от 1,2 до 20 см.

Аэродинамическое холстоформование (аэроформование) представляет собой метод формования полотна за счет смешивания волокон с воздухом для образования однородной смеси воздуха и волокна, которую затем наносят на движущуюся воздухопроницаемую ленту или проволоку. Таким образом, полотна могут создаваться с использованием латексного аэродинамического скрепления (LBAL), термоскрепления (TBAL), или же сочетания и того, и другого (MBAL), или же соединения при высоком давлении (HBAL), например, гидроспутывания.

Нетканые материалы (в основном, изготавливаемые с помощью сухого, влажного или аэродинамического холстоформования) можно скреплять с помощью следующих основных технологий скрепления: иглопробивание, вязально-прошивное скрепление, термоскрепление или скрепление с пропиткой смолой, спанлейс (гидроспутывание) и химическое (латексное) скрепление (рис.3.1).

Иглопробивание представляет собой технологию, при которой создаются иглопробивные нетканые материалы за счет механической ориентации и переплетения волокон из формованного из расплава или прочесанного полотна. Такое механическое перепутывание достигается с помощью тысяч иголок, которые многократно пробивают полотно в обоих направлениях. Здесь могут использоваться как натуральные, так и синтетические волокна.

Изготовление вязально-прошивных материалов основано на механическом провязывании петлями волокнистого холста (холстопровязанные материалы), нитей (нитепровязанные материалы) или каркасного материала с образованием на лицевой стороне ворсовых петель (каркаснопровязанные материалы).

Спанлейс также является технологией скрепления нетканого полотна. Полотно может быть изготовлено с помощью технологий влажного, сухого или аэродинамического холстоформования (воздушный спанлейс в последнем случае), а в последнее время начали использовать и технологию спанбонд. Технология спанлейс (создание гидроспутывания или гидравлического иглопробивания) включает спутывание в нетканое полотно свободно располагающихся волокон на пористой ленте или формование проволоки для создания структуры листа с помощью воздействия на волокна многочисленными рядами струй воды под высоким давлением.
Преимуществом технологии спанлейс являются эстетические свойства мягкого полотна, умеренная прочность и хорошее влагопоглощение. В Северной Америке и в Европе основными конечными рынками для материалов, изготовленных с помощью технологии спантейс, являются медицинские применения, такие как одежда для хирургов и сопутствующие предметы одежды, изделия для операционной, губки, повязки и медицинские обтирочные материалы. Сухие салфетки всегда были важным рынком для материалов спанлейс, но повсеместно расширяющийся мировой рынок салфеток с предварительным увлажнением, стал в настоящее время основным конечным рынком, особенно, в Европе. Последней разработкой является материал Evolon от Feudenberg,созданный с применением технологии формования из расплава и спанлейс. Полотно создается из сформованных из расплава биокомпонентных волокон из РЕТ/РА, которые затем подвергаются гидроспутыванию с помощью интенсивного воздействия большими объемами воды, которая расщепляет сегментированные биокомпонентные волокна на микроволокна и скрепляет их в прочную мягкую и износостойкую ткань. На развивающихся рынках Китая, Южной Америки и Восточной Европы были добавлены значительные производственные мощности. Основными компаниями-производителями нетканых материалов на основе спанлейс являются: DuPont, Orlandi, Jacob Holm и Spuntech.

Термоскрепление осуществляется с помощью каландрирования (простого или по определенной модели), горячего воздуха, инфракрасного нагревания или ультразвукового скрепления. Самым крупным рынком для прочесанного полипропилена с термоскреплением являлся рынок покрытий, но здесь произошел переход от прочесанных термоскрепленных материалов к полипропиленовым материалам, сформованным из расплава.
Химическое скрепление включает: сплошное насыщение связующим компонентом, пропитку пеной связующего компонента, пропитку с использованием растворителя и нанесение печати (шаблонное скрепление).

Скрепление полотна с помощью химического вещества является наиболее распространенным методом скрепления. Химический связующий компонент наносится на полотно, затем отверждается. Наиболее часто использующимся связующим компонентом является латекс, поскольку он экономичен, его легко наносить, и он очень эффективен. Для нанесения связующего компонента используется несколько методов, включающих: скрепление с насыщением, скрепление с распылением, скрепление с нанесением печати, а также скрепление с пропиткой пеной.

При производстве промышленных обтирочных материалов больше используются нетканые материалы с химическим скреплением, чем при производстве потребительских, но здесь объем производства уступает спанлейсу, который стал за последние пять лет шире использоваться для производства таких применений. На третьем месте находятся ткани из короткого волокна, изготовленные аэродинамическим методом. В области производства бытовых обтирочных материалов доли нетканых материалов с химическим скреплением и изготовленных на основе спанлейс практически одинаковы. К числу прочих применений для химически скрепленных нетканых материалов относятся строительные и кровельные материалы, медицинские и упаковочные применения.

Основными преимуществами изготовления нетканых материалов являются:

- сокращение производственного цикла со значительным уменьшением числа технологических переходов;

- высокая производительность оборудования, во много раз превышающая производительность ткацкого и трикотажного оборудования;

- сокращение производственных площадей;

- экономия высококачественного сырья из натуральных и химических волокон, благодаря широкому использованию промышленных отходов и вторичного сырья;

- расширение ассортимента текстильных изделий;

- эффективная замена ассортимента тканей неткаными полотнами.

С повышением требований, предъявляемых к нетканым материалам, основной выбор пал на химические волокна. В настоящее время для изготовления нетканых материалов в больших количествах используют хлопковые, вискозные, ацетатные, полиамидные и шерстяные волокна. Синтетические волокна используют во все возрастающем объеме для выработки новых материалов специального назначения.

Расширение объема производств нетканых материалов базируется на разработанных нормах рационального потребления. Установлено, что рациональная норма потребления нетканых материалов на душу населения составляет 14,7 м² в год, из них на бытовые изделия приходится 7,1 м² и на технические – 7,6 м².