Въведение в технологията за нетъкани текстилни материали

Технологията за нетъкани текстилни материали може да се използва за производството на широка гама от продукти, за да отговори на нарастващ брой крайни приложения.
Има доказателства, че най-ранният метод за превръщане на влакната в тъкан е било сплъстяването, което е използвало люспестата структура на вълната, за да свърже здраво влакната заедно. Някои производствени технологии, използвани в днешната индустрия за нетъкани текстилни материали, се основават на този древен метод за формиране на тъкани, докато други методи са продукт на съвременни техники, разработени за работа със синтетични материали. Произходът на съвременната индустрия за нетъкани текстилни материали е неясен, но според Института за нетъкани текстилни материали в Роли, Северна Каролина, терминът „нетъкани текстилни материали“ е използван за първи път през 1942 г., когато мрежи от влакна са били свързани заедно с помощта на лепила, за да се направят тъкани.
През десетилетията, откакто терминът е въведен, иновациите са се развили в зашеметяващ набор от технологии, използвани за създаването на продукти като филтриране, автомобилна, медицинска, хигиенна промишленост, геотекстил, селскостопански текстил, подови настилки и дори облекло, за да назовем само няколко. Тук Textile World предоставя информация за някои от най-новите технологии, достъпни за производителите на нетъкани текстилни материали и продукти.
Немският производител на инженерни нетъкани системи DiloGroup предлага уникален адитивен производствен процес, наречен 3D-Lofter, който първоначално беше представен като прототип на ITMA 2019. По същество процесът използва отделен механизъм за подаване на лента, който работи подобно на дигитален принтер. Лентата се подава в аеродинамично устройство за формиране на мрежа, което позволява допълнителни влакна да бъдат поставени триизмерно на определени места върху плоския игловиден филц. Добавените влакна могат да бъдат поставени, за да се избегнат тънки зони и да се създадат точки на напрежение, да се промени текстурата, да се изградят планини или да се запълнят долини в основната мрежа и дори да се позволи създаването на цветни или шарени дизайни в получената мрежа. Dilo съобщава, че тази технология може да спести до 30% от общото тегло на влакната, тъй като след изработването на равномерен плосък игловиден филц се използват само необходимите влакна. Получената мрежа може да бъде уплътнена и консолидирана чрез иглопробиване и/или термично сливане. Приложенията включват формовани от игловиден филц части за автомобилни интериори, тапицерии и матраци, дрехи и обувки, както и цветно шарени подови настилки.
DiloGroup предлага и технология за подаване на единична карта IsoFeed – аеродинамична система с няколко независими устройства за формиране на лента с ширина 33 мм, разположени по цялата работна ширина на картите. Тези устройства позволяват лентата или влакнестата лента да се дозират по посока на движението, което е необходимо за противодействие на промените в качеството на лентата. Според Dilo, IsoFeed може да произвежда мрежести подложки, използвайки кардиращи машини, увеличавайки стойността на CV с приблизително 40%. Други предимства на IsoFeed включват икономии на прием на влакна при сравнение на конвенционалното подаване и подаването с IsoFeed при същото минимално тегло; хартиената лента визуално се подобрява и става по-равномерна. Подложките, изработени с технологията IsoFeed, са подходящи за подаване в кардиращи машини, в устройства за формиране на аеродинамични профили или могат да се използват директно в процесите на игловане или термично свързване.
Немската компания Oerlikon Noncloths предлага цялостни технологии за производство на нетъкани текстилни материали, произведени чрез екструдиране на стопилка, спанбонд и въздушно полагане. За продукти, получени чрез екструдиране на стопилка, Oerlikon предлага отделно еднокомпонентно и двукомпонентно оборудване или опции „plug-and-play“ между системите за формоване нагоре и надолу по веригата (като например системи за спанбонд) за производството на продукти с бариерни слоеве или течни слоеве. Oerlikon Noncloths казва, че тяхната въздушно полагане технология е много подходяща за производството на нетъкани текстилни материали, изработени от целулоза или целулозни влакна. Този процес позволява също така хомогенно смесване на различни суровини и е от интерес за екологично чиста обработка.
Най-новият продукт на Oerlikon Nonwovens е патентованата от Procter & Gamble (P&G) технология PHANTOM. Teknoweb Materials, партньорът на Oerlikon за хигиена и кърпички, има ексклузивен лиценз от P&G за разпространение на технологията по целия свят. Разработена от P&G за хигиенни нетъкани текстилни материали, Phantom комбинира технологии за въздушно полагане и центрофугиране, за да произвежда мокри и сухи кърпички. Според Oerlikon Non Wovens двата процеса са комбинирани в една стъпка, която съчетава целулозни влакна, дълги влакна, включително памук, и евентуално прахове от изкуствени влакна. Хидротъкането означава, че няма нужда от сушене на нетъкания материал, което води до икономии на разходи. Процесът може да бъде персонализиран, за да се оптимизират желаните свойства на продукта, включително мекота, здравина, абсорбиране на мръсотия и абсорбиране на течности. Технологията Phantom е идеална за производството на мокри кърпички и може да се използва и в продукти с абсорбираща сърцевина, като например пелени.
Базираната в Австрия компания ANDRITZ Nonwovens заявява, че основните ѝ възможности са в производството на сухо и мокро положени нетъкани текстилни материали, спанбонд, спанлейс, иглонабити нетъкани текстилни материали, включително конвертиране и каландриране.
ANDRITZ предоставя технологии за производство на биоразградими екологично чисти нетъкани текстилни материали, включително линиите за спанлейс Wetlace™ и Wetlace CP. Производствената линия е способна да обработва дървесна пулпа, нарязани целулозни влакна, вискоза, памук, коноп, бамбук и лен без използването на каквито и да било химически добавки. Компанията предлага специализирани тестове в своя Център за върхови постижения в Монбоно, Франция, който наскоро актуализира своята иновативна система за нанасяне на целулоза за производство на кардирани целулозни кърпички.
Най-новата технология на ANDRITZ в биоразградимите нетъкани текстилни материали за кърпички е технологията neXline Wetlace CP. Тази иновация комбинира две технологии за формоване (онлайн сухо и мокро полагане) с хидробондинг. Според компанията, естествените влакна като вискоза или целулоза могат да бъдат безпроблемно рециклирани, за да се получат напълно биоразградими кардирани целулозни кърпички, които са високоефективни и рентабилни.
Неотдавнашното придобиване на френската Laroche Sas добавя допълнителни технологии за суха обработка на влакна към продуктовото портфолио на ANDRITZ, включително отваряне, смесване, дозиране, полагане с въздух, обработка на текстилни отпадъци и обезкостяване на коноп. Придобиването добавя стойност към индустрията за рециклиране на отпадъци, като предоставя цялостни линии за рециклиране на битови и промишлени отпадъци, които могат да бъдат преработени във влакна за повторно предене и нетъкани текстилни материали за крайна употреба. В рамките на ANDRITZ Group компанията вече е ANDRITZ Laroche Sas.
В Съединените щати Andritz Laroche е представляван от Allertex of America Ltd., Корнелиус, Северна Каролина. Джейсън Джонсън, директор технически продажби и бизнес развитие в Allertex, заяви, че технологията на LaRoche е идеална за бурно развиващия се пазар на конопени влакна в Съединените щати. „В момента наблюдаваме огромен интерес към обезкостяването, преработката на памук и преработката на конопени влакна в нетъкани текстилни материали за строителни материали, тъкани, автомобили, мебели и композити“, каза Джонсън. „В комбинация с откритието на Laroche, хибридните и въздушно-полагащите се технологии, както и технологиите на Schott.“ И технологията Thermofix от Meissner: небето е границата!“
Двулентовата преса за плоско ламиниране Thermofix-TFE от Schott & Meissner Maschinen- & Anlagenbau GmbH в Германия използва комбинация от контактна топлина и налягане. Обработеният продукт преминава през машината между две конвейерни ленти с тефлоново покритие. След нагряване материалът преминава през един или повече калибрирани притискащи ролки в зона за охлаждане, за да се втвърди термично. Thermofix-TFE е подходящ за тъкани като връхни дрехи, светлоотразителни ленти, изкуствена кожа, мебели, стъклени подложки, филтри и мембрани. Thermofix се предлага в два модела и три различни размера за различен капацитет.
Allertex е специализирана в технологии за обработка и нетъкани текстилни материали, включително отваряне и смесване, формиране на платно, лепене, довършителни работи, обработка на конопени влакна и ламиниране от различни компании.
Тъй като търсенето на висококачествени почистващи кърпички за еднократна употреба продължава да расте, немската компания Truetzschler Noncloths пусна на пазара решение с кардирана пулпа (CP), което използва технологията AquaJet spunlace, за да произвежда екологично чисти кърпички на по-икономична цена. През 2013–2014 г. Trützschler и неговият партньор Voith GmbH & Co. KG от Германия пуснаха на пазара екологичния процес на мокро/формовано полагане WLS. Линията WLS използва целулозна смес от дървесна пулпа от плантации и къси лиоцелни или вискозни влакна, която се диспергира във вода, след което се полага мокро и се хидросплита.
Най-новите разработки на Truetzschler Noncloths в областта на CP издигат концепцията за WLS още една крачка напред, като комбинират мокро положени тъкани на целулозна основа с кардирани тъкани, изработени от по-дълги вискозни или лиоцелни влакна. Мокро положеният апрет придава на нетъкания материал необходимата абсорбция и допълнителен обем, а тъканта увеличава мекотата и здравината си, когато е мокра. Водните струи под високо налягане на AquaJet свързват двата слоя във функционален нетъкан текстил.
Линията CP е оборудвана с високоскоростна NCT кардираща машина, разположена между машина за мокро формоване на платно Voith HydroFormer и AquaJet. Тази конфигурация е много гъвкава: можете да се откажете от кардиране и да използвате само HydroFormer и AquaJet за производство на WLS нетъкани текстилни материали; процесът на мокро нанасяне може да бъде пропуснат, за да се произвеждат класически кардирани нетъкани текстилни материали тип „спанлейс“; или можете да използвате HydroFormer, NCT кардиране и AquaJet, използвани за производство на двуслойни CP нетъкани текстилни материали.
Според Truetzschler Noncloths, полският клиент Ecowipes е отчел голямо търсене на нетъкани текстилни материали, произведени на CP линията, инсталирана през есента на 2020 г.
Немската компания Reifenhäuser Reicofil GmbH & Co. KG е специализирана в линии за спанбонд, разтопено издуване и ламиниране и е бизнес звено на Reifenhäuser GmbH & Co. KG, предлагайки екологични опции за производство на нетъкан текстил. Според компанията, нейната линия Reicofil може да рециклира до 90% от полиетилен терефталат (PET) от битови отпадъци за промишлени приложения. Компанията предоставя и технология за производство на хигиенни продукти, използващи екологично чисти материали, като например биобазирани пелени.
Освен това, Reifenhäuser Reicofil предлага и решения за медицински предпазни средства, като например маски. Компанията осъзнава, че тези приложения изискват 100% надеждни тъкани и предоставя високонадеждно оборудване за производство на нетъкани текстилни материали с ефективност на филтрация до 99%, отговарящи на стандартите N99/FFP3. Shawmut Corp., със седалище в Уест Бриджуотър, Масачузетс, наскоро закупи приблизително 60 тона специализирано прецизно оборудване за раздуване на стопилка от Reifenhauser Reicofil за новото си подразделение за здраве и безопасност (вижте „Shawmut: Инвестиране в бъдещето на съвременните материали“, TW, това е въпрос).
„За приложения в хигиенния, медицинския и индустриалния сектор, ние редовно задаваме стандарти за производителност и качество на крайните продукти“, казва Маркус Мюлер, директор продажби в Reifenhäuser Reicofil. „Освен това, ние предлагаме на нашите клиенти възможността да произвеждат екологично чисти нетъкани текстилни материали от био суровини или рециклирани материали. Ние помагаме на нашите клиенти да се възползват от възможностите, предоставени от глобалния преход към устойчиво развитие, с други думи: следващото поколение нетъкани текстилни материали.“
Немската компания Reifenhäuser Enka Tecnica е специализирана в специално проектирани взаимозаменяеми интелигентни предачни дорници, предачни кутии и матрици, съвместими с всяка съществуваща производствена линия за spunbond или meltblown. Функционалността им позволява на производителите да модернизират съществуващите производствени линии и да навлязат на нови пазари, включително хигиенни, медицински или филтрационни. Enka Tecnica съобщава, че висококачествените накрайници на дюзите и капилярните тръбички осигуряват постоянно качество и прецизност на продукта. Нейният meltblown предачен дорник също така разполага с оптимизирана концепция за устойчива енергия, за да намали времето за загряване и да увеличи топлинната мощност. „Нашата основна цел е удовлетворението и успехът на нашите клиенти“, казва Вилфрид Шифер, управляващ директор на Reifenhäuser Enka Tecnica. „Ето защо личните взаимоотношения с нашите клиенти са също толкова важни за нас, колкото и навременната доставка на висококачествени продукти. Дългосрочното сътрудничество, основано на доверие, е по-важно за нас от бързите печалби.“
Reifenhäuser Reicofil и Reifenhäuser Enka Tecnica са представени в Съединените щати от Fi-Tech Inc., Мидлотиан, Вирджиния.
Швейцарската компания Graf + Cie., част от бизнес групата Rieter Components, е производител на картонени покрития за плоски и ролкови картони. За производството на нетъкан текстил, Graf предлага метализирани картонени облекла Hipro. Graf казва, че иновативната геометрия, използвана в дизайна, може да увеличи производителността при производството на нетъкан текстил с до 10% в сравнение с традиционните облекла. Според Graf, предната част на зъбите Hipro има специално проектирана издатина, която увеличава задържането на влакната. Оптимизираното транспортиране на лентата от цилиндъра до докера увеличава производителността с до 10%, а в лентата се появяват по-малко дефекти поради прецизното транспортиране на влакната във и извън цилиндъра.
Подходящи както за високопроизводителни, така и за конвенционални кардиращи машини, тези покрития за кардиране се предлагат в широка гама от стоманени сплави и повърхностни обработки, така че да могат да бъдат пригодени към специфичното приложение и обработваните влакна. Кардираните облекла Hipro са предназначени за всички видове изкуствени влакна, обработвани в нетъканата индустрия, и са съвместими с различни ролки, включително работни, изтеглящи и клъстерни ролки. Graf съобщава, че Hipro е подходящ за приложения в хигиенните, медицинските, автомобилните, филтрационните и подови настилки.
През последните няколко години немската компания BRÜCKNER Trockentechnik GmbH & Co. KG значително разшири продуктовото си портфолио от нетъкани текстилни материали. Компанията предлага фурни и сушилни за нетъкани текстилни материали, включително:
В допълнение, портфолиото от нетъкани текстилни материали на Brückner включва импрегниращи агрегати, агрегати за покритие, складиращи машини, каландри, ламиниращи календари, машини за рязане и навиване. Brückner разполага с технически център в централата си в Леонберг, Германия, където клиентите могат да извършват тестове. Brückner е представена в Съединените щати от Fi-Tech.
Качеството на водата, използвана в производствения процес на спанлейс, е много важно. Италианската компания Idrosistem Srl е специализирана в системи за филтриране на вода за производствени линии на спанлейс, които отстраняват влакната от водата, за да се избегнат проблеми със спринцовката и качеството на крайния продукт. Най-новият продукт на компанията е предназначен за контрол на бактериите във водния цикъл на производството на кърпички. Тази технология използва система за стерилизация на вода с хлорен диоксид, за да предотврати навлизането на токсични вещества, по-специално хлоридни и броматни продукти, в произведената вода. Idrosistem съобщава, че ефективността на системата за стерилизация е независима от pH на водата и постига минимално необходимия бактериален контрол в колонии-образуващи единици на милиметър (CFU/ml). Според компанията системата е и мощен алгициден, бактерициден, вируциден и спорициден агент. Idrosistem е представена в САЩ от Fi-Tech.
Немската компания Saueressig Surfaces, собственост на Matthews International Corp., е известен дизайнер и производител на релефни ръкави и ролки за декоративни spunbond и термично свързани нетъкани текстилни материали. Компанията използва най-новите методи за лазерно гравиране, както и усъвършенствана moire технология. Закалените ролки, микропорестите корпуси, основата и структурните прегради подобряват възможностите за персонализиране. Последните разработки включват нови възможности за 3D релеф и офлайн перфорация, използващи високопрецизни нагряти ролки със сложни и прецизни гравиращи модели, или използването на никелови ръкави в процеса на spunlace. Тези разработки позволяват създаването на структури с триизмерни ефекти, по-висока якост на опън и еластичност, както и висока пропускливост на въздух/течност. Saueressig може също да произвежда 3D мостри (включително субстрат, гравиращ модел, плътност и цвят), така че клиентите да могат да разработят най-доброто решение за своя краен продукт.
Нетъканите текстилни материали са нетрадиционни и традиционните методи за рязане и шиене може да не са най-ефективният начин за производство на краен продукт с помощта на нетъкани текстилни материали. Пандемията и търсенето на лични предпазни средства (ЛПС) в частност доведоха до повишен интерес към ултразвуковата технология, която използва високочестотни звукови вълни за нагряване и пластифициране на нетъкани материали, изработени от изкуствени влакна.
Sonobond Ultrasonics, базирана в Уест Честър, Пенсилвания, казва, че технологията за ултразвуково заваряване може бързо да създаде здрави уплътнителни ръбове и да осигури бариерни връзки, които отговарят на регулаторните изисквания. Висококачественото залепване в тези точки на натиск ви позволява да получите готов продукт без дупки, лепилни шевове, ожулвания и разслоявания. Не се изисква резба, производството обикновено е по-бързо, а производителността е по-висока.
Sonobond предлага оборудване за лепене, шиене, разрязване, рязане и подрязване и често може да изпълнява множество функции на едно и също оборудване в една стъпка. Ултразвуковата шевна машина SeamMaster® на Sonobond е най-популярната технология на компанията. SeamMaster осигурява непрекъсната, патентована ротационна операция, която създава здрави, запечатани, гладки и гъвкави шевове. Според компанията, машината може да се използва в различни монтажни операции, тъй като може да изпълнява множество функции едновременно. Например, с правилните инструменти SeamMaster може бързо да завърши операциите по лепене, съединяване и подрязване. Sonobond казва, че е четири пъти по-бърза от използването на традиционна шевна машина и десет пъти по-бърза от използването на машина за залепване. Машината е конфигурирана и като традиционна шевна машина, така че е необходимо минимално обучение на оператора за работа със SeamMaster.
Приложенията на технологията Sonobond на пазара на медицински нетъкани текстилни материали включват маски за лице, хирургически престилки, калъфи за обувки за еднократна употреба, калъфки за възглавници и матраци, както и превръзки за рани без власинки. Филтриращите продукти, които могат да бъдат произведени с помощта на ултразвуковата технология на Sonobond, включват плисирани HVAC и HEPA филтри; филтри за въздух, течности и газове; издръжливи филтърни торби; както и парцали и пръчки за улавяне на разливи.
За да помогне на клиентите си да решат коя технология е най-подходяща за тяхното приложение, Sonobond предлага безплатно ултразвуково тестване за свързваемост на нетъкани текстилни материали. След това клиентът може да прегледа резултатите и да разбере възможностите на наличните продукти.
Базираната в Сейнт Луис компания Emerson предлага на Branson ултразвуково оборудване, което реже, лепи, запечатва или капитонира нетъкани текстилни материали от изкуствени влакна за медицински и немедицински приложения. Един от важните постижения, за които компанията отчита, е способността на ултразвуковите заварчици да наблюдават и записват данни за заваряването в реално време. Това подобрява възможностите на клиентите за контрол на качеството и позволява непрекъснато подобрение, дори на автоматизирани производствени линии.
Друго скорошно развитие е добавянето на възможности за fieldbus към ултразвуковата заваръчна система Branson DCX F, което позволява на множество заваръчни системи да се свързват помежду си и директно с програмируеми логически контролери. Fieldbus позволява на потребителите да наблюдават параметрите на заваряване на един ултразвуков заваръчен апарат и да наблюдават състоянието на многомашинна производствена система чрез електронно табло. По този начин потребителите могат да оптимизират производствения процес и да решават възникващи проблеми.
Herrmann Ultrasonics Inc. от Бартлет, Илинойс, предлага нова ултразвукова технология за закрепване на еластични корди в пелени. Иновативният процес на компанията създава тунел между два слоя нетъкан материал и насочва опънатия ластик през тунела. След това тъканта се заварява на определени места, след което се нарязва и отпуска. Новият процес на консолидиране може да се извършва непрекъснато или периодично. Според компанията, методът опростява обработката на еластични продукти, намалява риска от скъсване, увеличава прозореца за обработка и намалява производствените разходи. Herrmann казва, че е успешно тествала редица комбинации от материали, различни размери и удължения на ластиците, както и различни скорости.
„Нашият нов процес, който наричаме „свързване“, ще подпомогне по-добре нашите клиенти в Северна Америка, докато работят за създаването на по-меки и по-екологични продукти“, каза Уве Переги, президент на Herrmann Ultrasonics Inc.
Herrmann също така актуализира своите ултразвукови генератори ULTRABOND с нови контролери, които бързо задействат ултразвукови вибрации на желаното място, вместо да генерират непрекъснат сигнал. С тази актуализация, специфични за формата инструменти, като например барабана с наковалня за форматиране, вече не са необходими. Herrmann отбеляза, че общата ефективност на оборудването се е подобрила, тъй като разходите за инструменти са намалени, а времето, необходимо за смяна на формата, е намалено. Комбинацията от сигнала на генератора Ultrabond с технологията MICROGAP, която следи празнината в зоната на свързване, осигурява многоизмерен мониторинг на процеса, за да се гарантира постоянно качество на свързването и директна обратна връзка към системата.
Всички най-нови иновации в нетъканите текстилни материали със сигурност ще бъдат представени на предстоящото изложение за нетъкани текстилни материали INDEX™20 през октомври 2021 г. Изложението ще бъде достъпно и в паралелен виртуален формат за посетители, които не могат да присъстват лично. За повече информация относно INDEX вижте този брой на Глобалното триенале на нетъканите текстилни материали, Moving Forward, TW.