WikiSort.ru - Не сортированное

Эту статью следует викифицировать. Пожалуйста, оформите её согласно правилам оформления статей.

Спанбонд (англ. spunbond) — название технологии производства нетканого материала из расплава полимера фильерным способом. Часто в профессиональной среде термином «спанбонд» обозначают также материал, произведённый по технологии «спанбонд».

Сущность фильерного способа заключается в следующем: расплав полимера выделяется через фильеры в виде тонких непрерывных нитей, которые затем вытягиваются в воздушном потоке и, укладываясь на движущийся транспортёр, образуют текстильное полотно. Нити на сформированном полотне впоследствии скрепляются. Скрепление нитей в холсте может осуществляться несколькими способами:

• иглопрокалывание,
• химическая пропитка нитей связующими,
• термоскрепление на каландре,
• водоструйное скрепление
• термоскрепление горячим воздухом

Наиболее распространёнными способами скрепления являются термоскрепление на каландре и иглопрокалывание. Способ скрепления нитей на холсте определяет характеристики получаемого материала, а следовательно, и сферы применения.

Технология производства

В качестве сырья для производства материала «спанбонд» используются волокнообразующие полимеры с широким молекулярно-массовым распределением, такие как полипропилен, полиэтилентерефталат (полиэстер), полиамид и др. Наиболее часто для производства «спанбонда» используется полипропилен, поскольку он позволяет получать наиболее плотное распределение волокон в холсте и обеспечивает высокую выработку волокон в перерасчёте на килограмм сырья.

Процесс формирования холста включает следующие основные этапы:

1. Подготовка и подача полимерного сырья к плавильному устройству
2. Плавление полимера и фильтрация расплава
3. Подача расплава на фильерный комплект
4. Формирование волокон
5. Аэродинамическая вытяжка и охлаждение волокон воздухом
6. Укладка волокна на транспортёр для формирования холста
7. Каландрирование и намотка материала

Гранулы полимера поступают в экструдер, в котором осуществляется процесс плавления, после чего, расплавленный полимер продавливается через специальные отверстия — фильеры, образуя бесконечные нити. Фильера представляет собой металлическую пластину с отверстиями, изготовленную из жаропрочной стали. Фильеры различаются количеством отверстий, их диаметром и формой. Диаметр отверстий в фильере может варьировать от 250 до 1200 мкм. Фильеры располагаются на специальной фильерной балке, при этом в производстве для более плотного расположения волокон на холсте чаще всего используется несколько балок (обычно две или три). Перед укладкой на транспортёр нити проходят стадию вытяжки — аэродинамическим или механическим способом. Наиболее широкое распространение получил аэродинамический способ вытяжки, состоящий в вытяжении нитей под действием высокоскоростного воздуха, поступающего из эжектора. В процессе вытяжения нити охлаждаются, приобретя прочность. Выходящие из эжектора охлаждённые нити укладываются на транспортёр, равномерное и однородное распределение нитей на холсте осуществляется с помощью специальных устройств, расположенных в эжекторе. Скорость движения транспортёра может меняться, благодаря чему достигается различная плотность материала. Для скрепления сформированного полотна может использоваться один из следующих способов:

• иглопрокалывание,
• химическая пропитка нитей связующими,
• термоскрепление на каландре,
• водоструйное скрепление,
• термоскрепление горячим воздухом.

Способ скрепления материала определяет сферы его дальнейшего использования. Наиболее распространённый способ скрепления нитей в холсте — термоскрепление на каландре используется для полотен плотностью не более 150 г/м² . Для более плотных полотен (свыше 150г/м²) наиболее часто используется иглопробивной способ скрепления. Таким образом, диапазон возможных плотностей спанбонда варьирует от 15 до 600 г/м².

В настоящее время, усовершенствование технологий по производству фильерных нетканых материалов типа «спанбонд» идёт по пути получения бикомпонентных (элементарные волокна получают соэкструзией из двух или более полимеров) материалов, сочетающих в себе свойства исходных полимеров. Так, например, большой популярностью пользуются материалы СМС («спанбонд» — «мелтблаун» — «спанбонд»). «Мелтблаун» — технология «мелтблаун» подразумевает формирование волокон путём раздува расплавленного полимера (фильерно-раздувная технология) горячим воздухом непосредственно на раскладочный транспортерный стол Материал, полученный по технологии «спанбонд», имеет ряд характеристик, которые обуславливают его повсеместное применение во многих отраслях промышленности.

Свойства

При определении пригодности нетканых материалов «спанбонд» для использования в соответствующих отраслях промышленности проводят комплексную оценку материала, которая позволяет более точно определить поведение «спанбонда» в эксплуатации. С этой целью, прежде всего, необходимо установить, каким воздействиям материал будет подвергаться в условиях эксплуатации и какими свойствами он должен обладать, чтобы удовлетворять предъявляемым к нему в связи с этим требованиям. Таким образом, при оценке спанбонда руководствуются его геометрическими, физико-механическими и гигиеническими свойствами.

Физико-механические свойства

Плотность материала

Плотность материала может варьировать от 10 г/м² до 600 г/м². Зачастую плотность материала определяет сферу применения спанбонда, так, например, материал плотностью 40 г/м² может использоваться для пошива одноразовой одежды, а плотностью 200 г/м² в качестве геотекстиля.

Устойчивость к стиранию и сминанию

Сминаемость

свойство материала в течение длительного времени сохранять форму после удаления нагрузки, вызвавшей местную деформацию. Чем быстрее материал приобретает изначальную форму, тем лучше его упругие свойства.

Низкая электропроводность

Высокая разрывная нагрузка в сухом и мокром состоянии

Термин «разрывная нагрузка» следует понимать, как наибольшее усилие, выдерживаемое нитями при растяжении их до разрыва. «Спанбонд» чрезвычайно прочный материал, способный выдерживать значительные нагрузки.

Стойкость к высоким и низким температурам и атмосферным воздействиям

Важной характеристикой, определяющей в ряде случаев возможность использования спанбонда для различных изделий, является его стойкость к действию высоких и низких температур. При воздействии повышенных температур физико-механические свойства волокон в спанбонде изменяются: понижается прочность волокон, волокна усаживаются, размягчаются, плавятся или даже разлагаются. Стойкость волокон к высоким температурам называется тепло- и термостойкостью, а к низким — морозостойкостью.

Теплостойкостью называется способность волокон сохранять свои физико-механические свойства при повышенных температурах.

Термостойкостью называется стойкость волокон к химическому разложению при повышенной температуре. Термостойкость определяется по изменению физико-механических свойств волокон после воздействия температуры. Нетканый материал «спанбонд» устойчив к воздействию воды, кислот и щелочей, имеет низкое водопоглощение, не гниёт и не плесневеет, что способствует его длительному использованию. Обладает морозостойкостью и выдерживает низкие температуры (-55 °С) без изменения прочности, при введении специальных добавок может приобретать термостойкость до 130 °С.

Способность к равномерному и глубокому окрашиванию

«Спанбонд» легко окрашивается в любые цвета с помощью добавления в расплав полимера специальных красителей. Кроме того, на уже готовые изделия из спанбонда можно наносить изображения любых цветов. Это свойство спанбонда широко востребовано в лёгкой промышленности.

Области применения

Ввиду особенностей производства и многогранности физико-механических свойств нетканых материалов «спанбонд» и СМС, они широко используются во многих отраслях промышленности и народного хозяйства. Эту особенность необходимо учитывать не столько при построении системы сбыта продукции, сколько при оценке возможности развития рынка. По сложившейся тенденции на рынке нетканых материалов типа «Спанбонд» и СМС, принято укрупнено сегментировать области применения данных материалов следующим образом:

• Агротекстиль, укрывные и мульчирующие материалы;
• Материал для гигиенических производств;
• Материал для изготовления одноразовой одежды, в том числе медицинской;
• Основа для строительных мембран и гидроизоляционных материалов;
• Материал, применяемый в лёгкой промышленности в качестве фурнитурно-упаковочного, в том числе производстве мягкой мебели, ортопедических матрасов, изготовлении чехлов, сумок и т. д.

Агротекстиль

Агротекстиль — спанбонд, применяющийся в качестве укрывного материала в сельском хозяйстве. Такой спанбонд получается при введении в расплав специальных ультрафиолетовых стабилизаторов (СУФ), предотвращающих процесс разрушения полипропилена под действием лучей солнца. На Украине разновидность спанбонда для сельскохозяйственного применения получила название "АГРОВОЛОКНО". Дополнительной отличительной особенностью агроволокна / агротекстиля является то, что в большинстве случаев это спанбонд с УФ стабилизатором прошедший дополнительную переработку - конвертацию: продольную и/или поперечную порезку, спайку, укрепление края, нанесение логотипа на материал и др. Производители профессионального агротекстиля / агроволокна выпускают полотна материала спаянные или склееные продольно. Ширина таких полотен может достигать 24 м, что позволяет эффективнее использовать земельные участки и рабочее время персонала. Наиболее известными в Европе торговыми марками профессионального агротекстиля / агроволокна являются LUTRASIL (Германия), AGRYL / NOVAGRYL (Франция), AGREEN (Украина).

Белый (натуральный цвет) спанбонд используется для укрывания растений, чёрный — для мульчирования почвы.

Производство средств женской и детской гигиены

Материал для производства средств женской и детской гигиены (прокладки, подгузники) — применяется в качестве одного или нескольких внешних и внутренних слоёв в изделии. Служит слоем для удержания впитывающих слоёв при условии пропускания влаги и воздуха, для придания анатомической формы изделиям.

Производство одноразовой одежды

При производстве одноразовой одежды во всем мире широко применяют нетканые материалы, изготовленные по технологиям «спанбонд» и СМС. Это позволяет получать комплекты или отдельные элементы защитной одежды, обладающей заданными свойствами и при этом недорогой в производстве. Продукция, относящаяся к данному сегменту рынка нетканых материалов, предназначена, в первую очередь, для медицинских лечебных и профилактических учреждений, косметологических и процедурных салонов. Кроме медицинской и косметологической отраслей стоит отметить широкое применение одноразовой одежды в качестве защитной и спецодежды при проведении различных работ. Нетканые материалы, потребляемые в данном сегменте рынка, представлены «спанбондом» и СМС в плотностях от 15 до 60 г/м², и широким ассортиментом цветов. Также, некоторые материалы требуют дополнительной обработки:

• введение антистатических добавок — для снятия статического напряжения в процессе изготовления (зачастую, при ручном раскрое и шитье материал искрит и доставляет дискомфорт людям);
• пропитку гидрофильными составами — для придания впитывающих свойств, необходимых в операционных и косметологических комплектах и изделиях.

Необходимо учесть, что многие комплекты одежды и белья, предназначенные для операционного или послеоперационного обслуживания в медицинских учреждениях (комплекты хирурга и другого персонала в операционных, хирургические маски, операционные и послеоперационные простыни, стерильные бинты и т. д.) после раскроя и шитья изделия проходят процесс стерилизации. Как правило, это либо радиационная стерилизация, при которой изделия подвергаются кратковременному действию радиации, либо другие виды стерилизации (высокотемпературное воздействие, автоклавирование, обработка стерилизующими химическими составами).

Литература

• Технология производства химических волокон: Уч. для тех. — 3-е издание/ Ряузов А. Н., Груздев В. А., Бакшеев И. П., и др. — М.: Химия, 1980;
• Бершев Е. Н., Курицина В. В., Куриленко А. И., Смирнов Г. П., Технология производства нетканых материалов, М., 1982;
• Озеров Б. В., Гусев В. Е., Проектирование производства нетканых материалов, М., 1984.
• Материалы статей Академии Конъюнктуры Промышленных рынков

Ссылки

• Динамика темпов роста рынка нетканых материалов
• ТЕХНОЛОГИЯ FLEISSNER для производства Spunlace и Airlaid
• Журнал «Нетканые материалы»
• Официальный сайт Научно-исследовательского института нетканых материалов, г. Серпухов
• Спанбонд: основы технологии производства

См. также

• Флизелин

Для улучшения этой статьи желательно: Найти и оформить в виде сносок ссылки на независимые авторитетные источники, подтверждающие написанное.