Поиск


ЖУРНАЛ "ТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕКСТИЛЬ" №37

                    ( читать ... )

ЖУРНАЛ "ТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕКСТИЛЬ" №36

                    ( читать ... )

Ссылки партнеров

Технический текстиль


Тенденции/Технический текстиль/Нетканые материалы и стиль жизни: технологии

Нетканые материалы и стиль жизни: технологии

15 июля 2005
Рынок легкой промышленности №43, 2005

Ватцл Альфред (Alfred Watzl)

Технологии Airlaid скрепления холста из древесных волокон  и их смесей с синтетическими волокнами


В общем случае применяются следующие способы скрепления холста из древесных волокон: термическое скрепление (TBAL: Thermobonded Airlaid) • скрепление с использованием связующих (LBAL: Latexbonded Airlaid) • комбинированное скрепление (MBAL: Multibonded Airlaid) • скрепление спанлейс (SBAL Spunlacebonded Airlaid).

Ассортимент изделий, изготовленных по технологии TBAL (из древесных волокон длиной около 2,7 мм и бикомпонентных волокон длиной 6 мм), - это женские гигиенические прокладки, медицинские изделия одноразового применения и детские подгузники.

Наряду с формовочными головками и вакуумными камерами в этом случае работают термоскрепляющие печи фирмы Fleissner с пенно-пропиточными установками и высокопроизводительными проточными сушилками (рис. 4). 

Для термоскрепления при высокой равномерности распределения температуры фирма Fleissner поставляет термоскрепляющие ленточные печи с внешней системой подготовки воздуха для рабочих скоростей до 400 м/мин.

Материалы, выпускаемые по способу LBAL, обычно с обеих сторон обрызгиваются латексом, высушиваются и вулканизируются (cured). Фирма Fleissner для этой цели поставляет формовочные головки, вакуумные камеры, распылительные кабины и 3-этажные ленточные сушилки.

Сегодняшний рынок этих продуктов: женские гигиенические прокладки, влажные протирочные изделия, промышленные протирочные материалы, салфетки для лица, варежки для мытья детей и кухонные полотенца. Комбинация чесальных машин для синтетических волокон, а также технологии Airlaid с последующим химическим скреплением в пенной плюсовке и отжимом позволяет выпускать высококачественные полотенца для бытовых нужд.

При комбинированной технологии MBAL на поверхность уже скрепленного термическим способом холста наносится связующая пена, которая значительно уменьшает выделение волокнистой пыли и повышает прочность. Областью применения этой еще достаточно новой технологии является производство женских гигиенических салфеток и детских полотенец.

Для новых применений в ближайшее время на рынке появятся новые производственные установки. Это касается, прежде всего, многослойных композитных материалов, линии для производства которых содержат станции Multi-Forming, а также участки Multi-Bonding (на которых проводится, в частности, нанесение супер-абсорбера SAP). Таким образом, при производстве этих многофункциональных нетканых материалов те необходимые рабочие шаги, которые выполнялись на обычных установках дискретного действия, могут выполняться в непрерывном режиме на универсальных установках.

Для таких установок с высокими рабочими скоростями и большой рабочей шириной (до 4-5 м) (рис. 5) фирма Fleissner уже работает над новыми большими формовочными головками Airlaid для технологии Danweb, позволяющей выпускать готовые продукты со значительно меньшими затратами. Примером таких продуктов могут служить детские пеленки или подгузники, в которых весь многослойный композитный материал формируется за один рабочий шаг на установке Airlaid. В этом материале каждый слой предназначен для выполнения специальной функции.

Технологии Airlaid скрепления холста из штапельных  и древесных волокон


При выпуске протирочных изделий (детских салфеток, влажных протирочных средств, промышленных протирочных материалов, а также хирургических материалов) производитель получил хорошие шансы для производства готовой продукции с низкими затратами. Поскольку большую их часть составляет стоимость сырья, то очевидно, что экономить надо именно на нем. Такую возможность открывает применение древесной пульпы вместо вискозы в нетканом материале из смеси полиэфир+древесная пульпа (комбинация Airlaid/Spunlace - SBAL).

Фирма Fleissner разработала установку для производства по такой технологии и успешно продает ее. На этой установке вырабатываются двух- или трехслойные нетканые материалы, которые отличаются высокой прочностью и хорошим влагопоглощением. Производственная установка описана ниже.

В качестве примеров реализации технологии выработки материалов для медицинских и гигиенических целей ниже описаны производственные установки AquaJet-Spunlace фирмы Fleissner, на которых могут выпускаться как нетканые материалы для личной гигиены (например, хлопковые косметические салфетки) и для медицинских целей (например, хирургические салфетки и одежда, а также тампоны), так и нетканые материалы из древесной пульпы, полиэфира, полипропилена и целлюлозы для детских салфеток, влажных протирочных средств и технических протирочных материалов.

Производственные установки  AquaJet-Spunlace для выработки НМ (без древесных волокон) 


В медицинской и гигиенической областях, в частности, при производстве ватных тампонов для удаления косметики, основным сырьем, как и прежде, является хлопок. До применения гидроструйной обработки для скрепления холста применялись три различных метода, которые следовали непосредственно за процессом образования холста: пропитка поверхности связующим средством; термическое скрепление связующими волокнами (бикомпонентные волокна); скрепление холста валами с гравировкой.

Однако все эти методы обладают недостатками по сравнению с технологией гидроструйной обработки. Они не обеспечивают решающее потребительское качество конечных изделий - чистоту. Дело в том, что они не состоят из 100%-ного хлопка: наряду с натуральным сырьем в них в процессе производства попадают «примеси» (синтетические волокна, полимерные связующие), которые затем входят в соприкосновение с кожей. Тисненые материалы не обладают достаточно высокой прочностью на истирание поверхности, поэтому при очистке кожи на ней остаются волокна.

Использование технологии спанлейс устраняет эти недостатки. Скрепление холста производится чистой водой, поверхность - и только поверхность - скрепляется струями воды, а внутренняя часть сохраняет способность впитывать влагу, кремы и др.

Технология AquaJet-Spunlace может быть оптимизирована для любого способа образования холста: прочеса с чесальных машин с диагональным укладчиком прочеса; применения холстообразующих установок Airlaid; использования кардочесальных машин для хлопка (причем, в этом случае для достижения массы 200...250 г/м2 требуется применение нескольких шляпочных чесальных машин, включенных последовательно); комбианции указанных способов холстообразования.

В системы AquaJet фирмы Fleissner, в основе которой лежит технология Spunlace (рис. 6), скрепление отдельных волокон производится струями воды, которая под высоким давлением вытекает из мелких форсунок. Эти водяные струи проникают в холст и соединяют волокна между собой, благодаря чему достигается эффект уплотнения и скрепления.

При этом параметры струй воды, в частности, их импульс, а также свойства подложки холста влияют на степень завихрения волокон, на ориентацию пучков волокон и, в конечном счете, на свойства готового материала.

Система состоит из следующих основных компонентов, обеспечивающих:
узел уплотнения - уплот­нение холста между двумя лентами (или между барабаном и лентой при производстве ватных прокладок) для оптимальной подготовки к скреплению;
узел гидроструйного скрепления - собственно процесс скрепления (узел содержит все элементы, относящиеся к этому процессу: форсуночные балки, барабаны, всасывающие устройства, транспортерные ленты и приводы);
узел окончательного ва­куумирования - удаление воды из готового материала, благодаря созданию разрежения на ленте (или на барабане при производстве ватных прокладок);
контур циркуляции воды - повторная подготовка циркулирующей воды (контур содержит для этого: всасывающие вентиляторы, отделители, всасывающие насосы, фильтровальные системы, водяные баки, подкачивающие насосы и насосы высокого давления);
принадлежности - очистка загрязненных форсуночных лент и фильтров высокого давления;
электрический блок/блок управления (помимо преобразователей частоты, систем регулирования, устройств контроля и распределительных шкафов в его состав входят система управления PCS (Process Control System) фирмы Fleissner с ЧПУ, промышленным ПК и пультом управления.

Производство гигиенических ватных подушечек из хлопка осуществляется на двухступенчатой установке AquaJet (рис. 7). После описанного выше процесса холстообразования несвязанный холст подается в установку, принимается входным транспортером Spunlace, сжимается в узле уплотнения и транспортируется к первому узлу гидроструйной обработки. В состав этого узла входят две форсуночных балки, которые расположены над транспортером, причем первая из них находится внутри барабана и предназначена для предварительного увлажнения при невысоком давлении воды. Вторая балка работает над транспортером, соответственно, при более высоком давлении.

На следующем этапе обработки производится уплотнение холста с обратной стороны. При этом одна форсуночная балка находится над барабаном. Из-за сравнительно низкого давления (до 40 бар) и небольшой удельной энергии скрепления (менее 0,1 кВт/кг волокон) уплотнение холста происходит только на поверхности: это необходимо для того, чтобы внутренние слои сохранили способность к поглощению и удержанию жидкости. После окончания уплотнения холста из него удаляется влага, которая всасывается через щель в барабане. Затем холст подается в барабанную сушилку с сетчатым барабаном, а после выхода из сушилки поступает на намотчик. На установке с дополнительными форсуночными балками может производиться нетканый материал из вискозы, хлопка, полиэфира, полипропилена со сквозным скреплением, что достигается за счет более высокого давления воды.

Другие материалы для медицинской промышленности могут выпускаться на аналогичных, но более крупных установках. Например, протирочные изделия для больниц, бытовых целей и промышленности, при производстве которых после образования холста и скрепления по технологии спанлейс  производится пропитка и набивка - непосредственно в производственной линии или на отдельных машинах для повышения прочности и улучшения внешнего вида (рис. 8). Для этого требуется более высокое давление и большее количество форсуночных балок. При производстве этих материалов струями воды скрепляется не только поверхность, но и весь объем прочеса. Если в установке применяется химическое скрепление, то используется плюсовка, а набивка производится в печатном механизме фирмы Fleissner с гравированными валами.

Благодаря применению  сет­чатых транспортерных лент со специальной структурой на этой же установке можно выпускать так называемые сетчатые материалы (перфорированные нетканые материалы) для протирочных изделий, прокладок, сверхтонких материалов и др., причем благодаря структуре сетки образуется холст с пористой структурой.

В частности, на рис. 9 показана структура нетканого материала (ПЭ + вискоза) плотностью 70 г/м2), перфорированного при скорости 200 м/мин.

Структурированный (рельеф­ный) нетканый материал производится аналогичным образом, причем образование структуры достигается благодаря специальному покрытию барабана.

Так, на рис. 10 показаны различные рельефные нетканые материалы (ПЭ + древесное волокно + ПЭ) плотностью 60 г/м2.  При производстве как пористого, так и структурированного холста требуются большой расход воды в контуре циркуляции, а также форсунки с большим диаметром отверстий (0,12...0,15 мм).

Для некоторых видов нетканых материалов производится холст спанлейс с уменьшенной энергией скрепления благодаря использованию одного-двух инжекторов. Последующая про­питка (непосредственно в производственной линии или на отдельной машине) с нанесением 2..5%-ного связующего позволяет получить материалы с требуемыми свойствами: например, более высокой прочностью или сниженным образованием пыли на поверхности при оптимальной прочности на истирание.

Производственные установки  AquaJet-Spunlace для выработки НМ (с древесными волокнами)


Для производства протирочных материалов различного назначения по технологии SBAL (комбинация Airlaid/Spunlace) предлагаются уже упомянутые установки, которые оптимально настраиваются на получение требуемых свойств при сохранении низких расходов на сырье.

Такие установки (рис. 11) действуют следующим образом. На прочес чесальной машины, который на первом этапе предварительно скрепляется гидроструйным или другим запатентованным фирмой Fleissner методом, с помощью формовочной головки наносится древесное волокно по технологии Airlaid. Этот слой материала создается благодаря дефибрированию целлюлозы в одной или нескольких молотковых дробилках, причем их производительность регулируется скоростью подачи рулона целлюлозы.

Подача очень коротких целлюлозных волокон от молотковых дробилок к формовочной головке, которая состоит из двух барабанов, производится вентилятором.

Поток волокон перед достижением барабанов разделяется на две части, и каждая подается на одну сторону. Оба барабана вращаются во встречном направлении над лентой для укладки холста, под которой расположена вакуумная камера для всасывания воздуха. Волокна при этом ложатся на ленту или, как в описываемом случае, на холст аналогично падению снега. Благодаря вращающимся колковым или игольчатым валам внутри барабана, а также распределению потока обеспечивается равномерное распределение волокон по всей рабочей ширине.

Толщину холста определяют количество древесных волокон, подаваемых на ленту для укладки холста, а также скорость ее движения. Волокна и частицы, которые проходят через ленту (т.е. увлекаются потоком воздуха), после очистки воздуха в фильтре вновь возвращаются в систему.

После того, как прочес чесальной машины пройдет через узел Airlaid, полученный двухслойный материал (штапельные волокна + древесные волокна) подается на участок гидроструйного скрепления, где осуществляется соединение слоя древесных волокон с прочесом.

Добавив второй слой штапельных волокон от второй чесальной машины, которая расположена перед участком гидроструйного скрепления, можно получить трехслойный материал (прочес штапельных волокон + древесные волокна + прочес штапельных волокон) (рис. 12).

Кроме того, фирма Fleissner начала чрезвычайно интересную разработку, которая позволяет благодаря комбинации установки для выработки фильерного нетканого материала с машиной Airlaid выпускать материалы нового поколения (рис. 13).

Все три способа (фильерный нетканый материал, Airlaid и Spunlace) допускают работу с высокими скоростями (500 м/мин), при этом имеется возможность с высокой экономичностью производить протирочные средства и предметы гигиены из различных многослойных материалов. Естественно, вместо полиэфира может использоваться вискоза или волокна полипропилена.

Исследования показывают, что конкурентоспособные изделия медицинско-гигиенического назначения и протирочные материалы могут быть изготовлены только в условиях экономичного и экологически чистого производства. Высокопроизводи­тельные установки Fleissner  для выработки нетканых материалов по технологии Spunlace в сочетании с технологией Airlaid открывают перед текстильщиками такую возможность.

КОМПАНИИ И ТОРГОВЫЕ МАРКИ, УПОМЯНУТЫЕ В СТАТЬЕ

ПОХОЖИЕ СТАТЬИ