Поиск


ЖУРНАЛ "ТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕКСТИЛЬ" №37

                    ( читать ... )

ЖУРНАЛ "ТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕКСТИЛЬ" №36

                    ( читать ... )

Ссылки партнеров

Медицинский текстиль


Нетканых, искусственных и композицион. материалов/Медицинский текстиль/Нетканые материалы и стиль жизни: сырье

Нетканые материалы и стиль жизни: сырье

15 июля 2005
Рынок легкой промышленности №43, 2005

Ватцл Альфред (Alfred Watzl)

Нетканые материалы разрабатываются для получения особых свойств. При этом их преимуществами перед другими текстильными изделиями, например, тканью, являются высокая экономичность производства и хорошие потребительские свойства при малом весе.

Чтобы обеспечить конкурентоспособность, производители нетканых материалов должны работать с высокой производительностью при низких затратах. Одновременно рынок требует высокого качества продукции. Тот, кто хочет соответствовать этим требованиям, должен правильно выбирать способы образования, скрепления и отделки холста.

Новые технологии помогают реализовать эти намерения. В частности, большой вклад здесь может внести технология спанлейс (spunlace), обеспечивающая повышение экономичности благодаря снижению затрат, росту производительности, а также возможности разработки новых продуктов (см.рис. 1)

В области изделий для медицинских и гигиенических целей правильный выбор волокнистых материалов очень важен для получения необходимых свойств продукции. В этой специфической области преимущество отдается материалам, не содержащим связующих и других химикатов.

Волокнистые материалы


При производстве нетканых материалов для медицинских и гигиенических целей, а также предметов личной гигиены, здравоохранения и косметики применяются, главным образом, три вида волокон: хлопок, вискозное штапельное волокно, целлюлоза (древесная пульпа, хлопковый линт), а также смеси указанных волокон с полиэфирными или полипропиленовыми  волокнами.

Значение вискозных штапельных волокон для указанных областей бесспорно. Они придают готовым продуктам необходимые свойства и обладают целым рядом преимуществ по сравнению с синтетическими волокнами, причем наличие капиллярной системы наиболее предпочтительно для большинства нетканых материалов, применяемых в медицине и гигиене. Поскольку чаще всего речь идет о предметах одноразового использования, то необходимо рассмотреть и вопросы утилизации.

Хлопок представляет собой волокнистый материал, который имеет широкое признание среди потребителей, не в последнюю очередь потому, что большое количество продуктов из хлопка выпускаются и используются на протяжении многих лет. Хлопок - это самая чистая форма целлюлозы, которая встречается в природе, он отличается от любых других волокон растительного происхождения физической и химической гомогенностью. 

Обладая сильными абсорбирующими свойствами, хлопок очень хорошо подходит для поглощения крови, урины и других жидких компонентов, выделяемых организмом. Именно поэтому в чистом виде он традиционно применяется в гигиенической и фармацевтической промышленности для производства ваты, ватных палочек, перевязочных материалов (бинтов и марли), прокладок (demake-up), тканевых и ватных тампонов (swabs). Быстрое поглощение хлопком влаги объясняется наличием сетчатой структуры микроволокон, что делает его особенно привлекательным для тех случаев применения, когда необходимо удалить влагу с поверхности.

Такое свойство натуральных волокон, как газопроницаемость, при которой материал задерживает жидкости, но пропускает газы и водяной пар, определяет применение хлопковых изделий в операционных.

Хлопок в отличие от вискозы обладает высокой прочностью во влажном состоянии и при этом не имеет характерного для синтетических волокон скользкого грифа. Это особенно важно при контакте с кожей.

Кроме того, хлопок обладает отличной теплостойкостью и сохраняет стабильность размеров и прочность даже при температуре до 175°С. В пользу применения хлопка говорит и тот факт, что это волокно легко поддается регенерации и разлагается биологическим путем.

Однако в прошлом применение хлопка в медицинской промышленности часто сдерживалось его более высокой стоимостью по сравнению, например, с вискозой. Поскольку хлопок является натуральным волокнистым материалом, то его цена варьируется в зависимости от качества и урожайности. В перспективе можно полагать, что доля хлопка на рынке благодаря его многочисленным преимуществам будет расти. К тому же в настоящее время отмечается сокращение производства и удорожание вискозы. Положительные свойства хлопка показаны на рис. 2.

Нетканые материа­лы обычно выпускаются из хлопка с длиной волокон 7...25 мм в зависимости от способа образования холста и области его применения. Тонина волокон составляет 1,2...1,8 денье. Для материалов, которые должны обладать объемностью и высокой поглотительной способностью, используются хлопковый линт и гребенные очесы. Чаще всего применяется отбеленный хлопок, волокна которого обладают хорошей абсорбцией, но они трудно поддаются обработке на чесальных машинах. Поэтому во многих случаях в смесь хлопка добавляют вискозу или полиэфир.

Все указанные выше свойства делают хлопок наиболее пригодным материалом для производства медицинско-гигиенических изделий и протирочных материалов, скрепление которых производится по технологии спанлейс. Благодаря низкому модулю мокрых хлопковых волокон, они легко реагируют на струи воды, кроме того, будучи в сечении не круглыми и не гладкими, они обеспечивают дополнительное сопротивление трения, благодаря чему улучшается сцепление волокон после их завихрения. Кроме того, хлопковый нетканый материал гидроструйного скрепления выдерживает многократную промывку, очень хорошо поддается окрашиванию, набивке и отделке.

Применение неотбеленного хлопка при технологии спанлейс имеет ряд преимуществ: он дешевле, чем отбеленный хлопок, а при использовании данной технологии от волокон отделяются такие вещества, как масло и воск, поэтому после такой обработки материал легче поддается отбеливанию, окрашиванию и отделке. Конечно, фильтровальная система в установке Spunlace должна быть рассчитана на это.

Фирма 
Fleissner  разработала для этого специальную систему.В зависимости от энергии установки (0,1...0,5 кВт/кг волокон) потери массы при гидроструйном скреплении составляют около 2%, принимая во внимание вид материала и его массу. В целом разработанная фирмой Fleissner технология AquaJet Spunlace позволяет достичь высокой прочности при малом потреблении энергии.

Неотбеленный хлопок обладает гидрофобными свойствами из-за загрязнения маслом и воском. В зависимости от подводимой энергии завихрения свойства волокон при гидроструйном скреплении изменяются (от гидрофобных до частично или полностью гидрофильных), так как определенная часть волокон в большей или меньшей степени промывается.

Определенную роль играет и показатель микронейра волокон. Хлопок с низким показателем после обработки приобретает более высокую прочность, но имеет более жесткий гриф, чем хлопок с высоким показателем.

Хлопок, обрабатываемый по способу спанлейс, помимо 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.

Хлопковые нетканые материалы спанлейс с массой 30...250 г/м2 широко применяются в Японии для производства влажных салфеток, медицинских принадлежностей, марли и косметических товаров (OikosMiracle Cotton, Cottonace). Технология спанлейс очень хорошо подходит также для производства композитных материалов, в которых в качестве армирующего материала (reinforce scrims) применяются ткань, трикотажное полотно или сетка.

С момента своего основания в 1848 году фирма  Fleissner занимается переработкой хлопка, причем покупателям поставлено очень большое количество проточных сушилок с сетчатыми барабанами для отбеленного хлопка. Была разработана и концепция высокопроизводительной отбельной установки непрерывного действия для хлопка.

Вискоза, как и хлопок, состоит из целлюлозы. Она добывается в данном случае из древесины и используется для производства искусственного шелка (волокно rayon) и ацетатного волокна. Искусственный шелк является синтетическим волокном, которое производится из регенерированной целлюлозы.

Постоянное ужесточение требований по охране окружающей среды делает все более привлекательной способность нетканых материалов к биологическому разложению. Это также способствует росту использования целлюлозы.

Преимущества материалов из вискозы те же, что и у хлопка: она приятна на ощупь, не вызывают отрицательных физиологических реакций, обладают высокой абсорбционной способностью легко поддается отделке. Для производства ваты чаще всего используют смеси вискозы с хлопком (например, при производстве тампонов) или 100%-ные вискозные волокна. При использовании вискозы в производстве медицинско-гигиенических изделий важны и другие преимущества. В частности то, что холст из вискозы не выделяет волокон, в отличие от текстильных изделий из хлопка.

Вискоза может занять доминирующее положение и в качестве сырья для изготовления протирочных материалов, удовлетворяя основным требованиям, предъявляемым к эти материалам: она обладает абсорбцией и связыванием, то есть может хорошо поглощать и удерживать жидкости.

Вискоза - неоспоримо выигрышное сырье для изготовления поглощающей марли, медицинских и больничных полотенец, влажных и/или освежающих салфеток (по большей части с пропиткой косметическими средствами), бытовых и промышленных протирочных материалов.

Все эти изделия - обработанные нетканые материалы гидроструйного скрепления из свободных от хлора отбеленных вискозных штапельных волокон. Благодаря своим специфическим свойствам вискоза является идеальным материалом для производства медицинских салфеток, причем во многих случаях для получения определенных свойств используются смеси вискозы с полиэфиром или полипропиленом.

Преимущество вискозного нетканого материала гидроструйного скрепления для производства поглощающей марли для медицинских и хирургических целей также очевидно. Это относится, прежде всего, к тампонам и перевязочным материалам.

Поглощающая марлевая ткань состоит обычно из хлопка или смеси хлопка с  волокном 
rayon (не более 53%) и представляет собой гладкую ткань с открытой структурой, причем обычно используется в 6...16 слоев.

Благодаря технологии спанлейс возможно производство конкурентоспособного марлевого полотна и продуктов из него, причем открытая структура полотна образуется благодаря выбору сетчатой структуры при гидроструйной обработке, т.е. холст приобретает структуру сетки.

Кроме того, при производстве сверхтонких нетканых материалов необходимо всего 4 слоя вместо 6...16, что также приводит к снижению расходов.

Применение разработанной фирмой Fleissner технологии  AquaJet позволяет организовать непрерывный процесс производства марли: от волокон до готового продукта.  Это значительно дешевле, чем производство ткани или трикотажного полотна.

Хотя для производства сверхтонких нетканых материалов чаще всего используется хлопок, находит применение и смесь из 70% вискозы и 30% полиэфира, поглотительная способность которой практически такая же, как у хлопка. При этом полностью решаются проблемы, связанные с образованием пыли.

Не следует забывать и о рынке бытовых протирочных материалов, которые производятся методом иглопробивного или термического скрепления из окрашенных в массе штапельных вискозных волокон, а также нетканых материалов технического назначения из модифицированных вискозных волокон, обладающих антистатическими свойствами и способных отталкивать пламя и поглощать газы.

Древесное волокно (Wood pulp) - это целлюлозное волокно (пульпа), которое производится из древесины на целлюлозодобывающих фабриках в процессе варки с сульфидом щелочного металла или варочной кислотой. В результате растворения лигнина, который является связующим веществом, образуются отдельные волокна, которые можно использовать для производства нетканых материалов. Для этого волокна высушивают до остаточной влажности (около 10%) и прессуют в листы, которые затем укладываются в кипы или сматываются в рулоны различной ширины и диаметра.

Древесное волокно является гидрофильным: в насыщенном состоянии оно удерживает 33...35% воды. Это свойство очень важно при использовании волокна для производства нетканых материалов медицинско-гигиенического назначения. Целлюлозная пульпа применяется преимущественно там, где требуется большое количество абсорбирующих волокон, поэтому выбор падает на наиболее дешевый материал. Главной областью применения пульпы является производство абсорбирующих материалов однократного применения, например, пеленок, бинтов, подкладочных материалов для взрослых.

Другими областями применения являются протирочные изделия для медицинских и технических целей, в частности для полиграфической промышленности, где также важны абсорбционные свойства, потребительские товары (в частности, скатерти, салфетки, косметическая бумага),  больничные товары (хирургические салфетки, постельное белье, хирургическая одежда). В последнем случае часто используются смеси с синтетическими волокнами.

Древесная пульпа, так же как хлопок и целлюлоза, является возобновляемым ресурсом и хорошо разлагается биологически. При производстве нетканых материалов из древесной пульпы рулон целлюлозы сначала измельчается в молотковой дробилке, а затем подается в установку  Airlaid для формирования холста.

Здесь особо стоит упомянуть технологию Danweb, которая благодаря разработкам фирмы Fleissner является сегодня ведущей на рынке. Фирма Fleissner поставляет для этого рынка формовочные головки (рис. 3), вакуумные камеры, кантилеверные ленточные направляющие, проточные установки с сетчатыми барабанами, промывочные кабины и многоэтажные ленточные сушилки. На установках Airlaid также формируют холст и из хлопкового линта.

Из сравнения древесной пульпы, хлопкового линта и смесей в отношении их переработки, а также  абсорбционных свойств логично вытекает различие в энергии дефибрирования, абсорбции жидкости и степени образования непсов.

При изготовлении изделий одноразового применения хлопковые очесы могут служить достойной альтернативой, и если сегодня они по экономическим соображениям не могут заменить древесную пульпу, то в будущем найдут широкое применение, например, при производстве женских гигиенических изделий - там действует правило
 «Чем тоньше, тем лучше».

При выработке нетканых материалов из волокон, которые разделяются в потоке воздуха и укладываются на транспортерную ленту, наряду с древесным волокном и хлопковым линтом могут использоваться также бикомпонентные короткие волокна, например, Cell bond von Kosa, которые служат связующим компонентом для целлюлозных волокон при термоскреплении. Кроме того, использование этих синтетических волокон позволяет уменьшить пылеобразование, увеличить прочность, объем и мягкость, а также создать матричную структуру для повышения абсорбционной способности, увеличение объема и мягкости.

КОМПАНИИ И ТОРГОВЫЕ МАРКИ, УПОМЯНУТЫЕ В СТАТЬЕ

ПОХОЖИЕ СТАТЬИ