Подпишитесь на наши новости
Вернуться к началу с статьи up
 

НЕТКА́НЫЕ МАТЕРИА́ЛЫ

  • рубрика
  • родственные статьи
  • image description

    В книжной версии

    Том 22. Москва, 2013, стр. 526-527

  • image description

    Скопировать библиографическую ссылку:




Авторы: В. М. Горчакова

НЕТКА́НЫЕ МАТЕРИА́ЛЫ, по­лот­на и из­де­лия, из­го­тав­ли­вае­мые из од­но­го или не­сколь­ких сло­ёв на­ту­раль­ных и/или хи­мич. во­ло­кон, ни­тей, др. ви­дов тек­стиль­ных ма­те­риа­лов (ино­гда в со­че­та­нии с не­тек­стиль­ны­ми) с при­ме­не­ни­ем ме­ха­нич., фи­зи­ко-хи­мич. или ком­би­ни­ров. тех­ноло­гии скре­п­ле­ния. Один из пер­вых Н. м. – вой­лок, про­из-во ко­то­ро­го в раз­ных стра­нах до нач. 20 в. бы­ло в осн. кус­тар­ным про­мыс­лом. В 1930-е гг. в Ев­ро­пе соз­да­ны пер­вые об­раз­цы Н. м. из вис­коз­ных во­ло­кон, скре­п­лён­ных ме­ж­ду со­бой хи­мич. свя­зую­щи­ми. С сер. 20 в. ос­вое­но пром. про­из-во Н. м., раз­ли­чаю­щих­ся как по ви­ду сы­рья, так и по спо­со­бу скре­п­ле­ния, что по­зво­ля­ет при­да­вать ма­те­риа­лам спец. свой­ст­ва – фильт­рую­щие, за­щит­ные, сорб­ци­он­ные и др. Н. м. вы­пус­ка­ют од­но- и мно­го­ра­зо­во­го ис­поль­зо­ва­ния, бы­то­во­го и тех­нич. на­зна­че­ния. По срав­не­нию с тка­ня­ми и три­ко­та­жем Н. м. от­ли­ча­ют­ся срав­ни­тель­но низ­кой стои­мо­стью, а спо­со­бы их по­лу­че­ния – вы­со­кой про­из­во­ди­тель­но­стью.

Нетканые материалы: а – дублированное холстопрошивное (безниточное) нетканое полотно; б – термоскреплённый нетканый материал на основе различных видов волокон (овечья и верблюжья шерсть, х...

Н. м. обыч­но со­сто­ят из во­лок­ни­стой ос­но­вы (холст, сис­те­ма ни­тей, ино­гда плён­ка во­лок­ни­стой струк­ту­ры и раз­рез­ные по­лот­на) и свя­зую­ще­го. Для по­лу­че­ния Н. м. пе­ре­ра­ба­ты­ва­ют во­лок­на: на­ту­раль­ные (хло­пок, лён, шерсть и др.), ис­кус­ст­вен­ные (вис­коз­ное, аце­тат­ное), син­те­тич. (по­ли­эфир­ные, по­ли­амид­ные, по­лио­ле­фи­но­вые), ми­нер. (ме­тал­ли­че­ские, стек­лян­ные), а так­же вто­рич­ные (от­хо­ды пря­диль­но­го и др. про­из­водств) и ре­ге­не­ри­руе­мые. Мн. ви­ды Н. м. вы­ра­ба­ты­ва­ют из сме­си разл. во­ло­кон.

В ка­че­ст­ве свя­зую­ще­го при­ме­ня­ют­ся тер­мо­пла­стич­ные и тер­мо­ре­ак­тив­ные по­ли­ме­ры (в ви­де дис­пер­сий, пла­сти­зо­лей, рас­пла­вов и рас­тво­ров по­ли­ме­ров, по­рош­ков, лег­ко­плав­ких во­ло­кон, фиб­ри­дов, плё­нок, се­ток), а так­же про­вя­зы­ваю­щие холст ни­ти (пря­жа).

Н. м. со­сто­ят из свя­зан­ных ме­ж­ду со­бой во­лок­ни­стых про­чё­сов (од­но­слой­ные) и/или сло­ёв разл. ма­те­риа­лов (мно­го­слой­ные). Раз­ли­ча­ют мно­го­слой­ные Н. м.: дуб­ли­ро­ван­ные – сдво­ен­ные (во­лок­ни­стая ос­но­ва с тка­нью, плён­кой) и скре­п­лён­ные с по­мо­щью ни­тей, клея и пр.; ла­ми­ни­ро­ван­ные – по­кры­тые с од­ной сто­ро­ны рас­плав­лен­ным сло­ем по­ли­ме­ра (напр., 100-про­цент­но­го по­ли­про­пи­ле­на); ком­по­зи­ци­он­ные – скле­ен­ные ме­ж­ду со­бой плё­ноч­ные и/или во­лок­ни­стые ма­те­риа­лы (бу­ма­га, тка­ные или не­тка­ные по­лот­на, про­пи­тан­ные ли­бо не­про­пи­тан­ные); на­пол­нен­ные – со­дер­жа­щие ме­ж­ду слоя­ми на­пол­ни­тель (во­лок­на, по­рош­ки) или по все­му объ­ё­му (по­рош­ки); муль­ти­ак­си­аль­ные – со­стоя­щие из не­сколь­ких (4–5) сло­ёв ни­тей, ори­ен­ти­ро­ван­ных в разл. на­прав­ле­ни­ях (рис., а–д).

Про­из-во Н. м. со­сто­ит из трёх осн. тех­но­ло­гич. про­цес­сов – под­го­тов­ки сы­рья, фор­ми­ро­ва­ния во­лок­ни­стой ос­но­вы и её скре­п­ле­ния. Про­цесс под­го­тов­ки во­ло­кон к пе­ре­ра­бот­ке вклю­ча­ет рас­па­ков­ку кип, под­бор ком­по­нен­тов, очи­ст­ку во­лок­ни­сто­го ма­те­риа­ла от сор­ных при­ме­сей, за­мас­ли­ва­ние ком­по­нен­тов сме­си, сме­ши­ва­ние и вы­лё­жи­ва­ние. По­сле че­са­ния во­ло­кон на че­саль­ных ма­ши­нах холст фор­ми­ру­ют разл. спо­со­ба­ми: ме­ха­нич. или аэ­ро­ди­на­ми­че­ским – из тек­стиль­ных во­ло­кон оп­ре­де­лён­ной (шта­пель­ной) дли­ны, филь­ер­ным – из не­пре­рыв­ных во­ло­кон (ни­тей), раз­ду­вом рас­пла­ва – из тон­ких по­ли­мер­ных во­ло­кон, гид­ро­ди­на­ми­че­ским – из сус­пен­зии во­ло­кон, элек­тро­ста­ти­че­ским – из ко­рот­ких пром. во­ло­кон в элек­трич. по­ле, спо­со­бом элек­тро­фор­мо­ва­ния – из ульт­ра­тон­ких (мик­ро-, на­но-) во­ло­кон. Н. м. про­из­во­дят по ме­ха­нич., фи­зи­ко-хи­мич. или ком­би­ни­ро­ван­ной тех­но­ло­гии скре­п­ле­ния.

Ме­ха­ни­че­ская тех­но­ло­гия объ­е­ди­ня­ет спо­со­бы, в ко­то­рых скре­п­ле­ние Н. м. осу­ще­ст­в­ля­ет­ся за счёт сил тре­ния или сце­п­ле­ния во­ло­кон. По этой тех­но­ло­гии для по­лу­че­ния Н. м. при­ме­ня­ют: свой­ла­чи­ва­ние и вал­ку – во­лок­ни­стую ос­но­ву уп­лот­ня­ют во влаж­ной сре­де и при по­вы­шен­ной темп-ре (ва­ляль­но-вой­лоч­ные из­де­лия), ос­но­во­вя­за­ное пе­ре­пле­те­ние – ос­но­ву про­вя­зы­ва­ют ни­тя­ми, пря­жей или во­лок­на­ми (вя­заль­но-про­шив­ные или хол­сто-, ни­те-, тка­не- и плён­ко­про­шив­ные Н. м.) и иг­ло­про­ка­лы­ва­ние – не­скре­п­лён­ную или пред­ва­ри­тель­но скре­п­лён­ную ос­но­ву про­ка­лы­ва­ют иг­ла­ми с за­зуб­ри­на­ми (иг­ло­про­бив­ные Н. м.).

Свой­ла­чи­ва­ни­ем и вал­кой из­го­тав­ли­ва­ют ва­ля­ную обувь, фет­ро­вые шер­стя­ные го­лов­ные убо­ры и вой­ло­ки (лис­то­вой вой­лок, тех­нич. де­та­ли, штуч­ные из­де­лия спец. на­зна­че­ния). Вя­заль­но-про­шив­ные Н. м. при­ме­ня­ют­ся в осн. в ка­че­ст­ве тер­мо- и зву­ко­изо­ля­ци­он­ных, гео­тек­стиль­ных (для строи­тель­ст­ва гид­ро­тех­нич. и тон­нель­ных со­ору­же­ний, при про­клад­ке ав­то­страд, для ук­ре­п­ле­ния мор­ских бе­ре­гов, уп­роч­не­ния бе­тон­ных со­ору­же­ний и опор­ных ко­лонн), обув­ных, одёж­ных и др. ма­те­риа­лов; иг­ло­про­бив­ные Н. м. – в ка­че­ст­ве на­поль­ных по­кры­тий, а так­же гео­тек­стиль­ных, про­кла­доч­ных, изо­ля­ци­он­ных, фильт­ро­валь­ных и де­ко­ра­тив­ных ма­те­риа­лов.

Физико-химическая технология

ос­но­вы­ва­ет­ся на быс­тро­про­те­каю­щих про­цес­сах ад­ге­зи­он­но­го или ау­то­ге­зи­он­но­го скре­п­ле­ния эле­мен­тов во­лок­ни­стой ос­но­вы с об­ра­зо­ва­ни­ем склей­ки на гра­ни­це кон­так­та во­лок­но–свя­зую­щее или во­лок­но–во­лок­но.

По спо­со­бу про­пит­ки (им­прег­ни­ро­ва­ния) во­лок­ни­стый холст об­ра­ба­ты­ва­ют вод­ны­ми дис­пер­сия­ми, рас­тво­ра­ми по­ли­ме­ров или вспе­нен­ны­ми ла­текс­ны­ми свя­зую­щи­ми, су­шат и про­во­дят тер­мо­об­ра­бот­ку. По­лу­чае­мые по­лот­на ис­поль­зу­ют в ка­че­ст­ве ос­нов под по­ли­мер­ные по­кры­тия, а так­же как фильт­ро­валь­ные, про­кла­доч­ные и др. ма­те­риа­лы.

Бу­ма­го­де­ла­тель­ный (мок­рый) спо­соб по­лу­че­ния Н. м. ос­но­вы­ва­ет­ся на фор­ми­ро­ва­нии хол­ста из ко­рот­ких (2–8 мм) и по­вы­шен­ной дли­ны (ок. 45 мм) дис­пер­ги­ро­ван­ных в во­де во­ло­кон и вве­де­нии свя­зую­ще­го (ла­тек­сы, пла­сти­зо­ли, фиб­ри­ды) до или по­сле от­лив­ки по­лот­на на сет­ке бу­ма­го­де­ла­тель­ной ма­ши­ны. По­сле обез­во­жи­ва­ния, суш­ки и тер­мо­об­ра­бот­ки по­лот­на по­лу­ча­ют в осн. Н. м. од­но­ра­зо­во­го ис­поль­зо­ва­ния: по­стель­ное бе­льё, мед. ха­ла­ты, про­сты­ни и пр.

Спо­соб тер­мо­скре­п­ле­ния вклю­ча­ет тер­мо­прес­со­ва­ние, свар­ку или ау­то­ге­зи­он­ное скре­п­ле­ние. Во­лок­ни­стая ос­но­ва фор­ми­ру­ет­ся из хи­мич. тер­мо­пла­стич­ных во­ло­кон или из их сме­си с на­ту­раль­ны­ми. В ка­че­ст­ве свя­зую­щих ис­поль­зу­ют­ся тер­мо­пла­стич­ные по­ли­ме­ры с низ­кой темп-рой те­ку­че­сти (130–180 °C). Скре­п­ле­ние во­лок­ни­стых хол­стов осу­ще­ст­вля­ет­ся при по­вы­шен­ных темп-рах на ка­лан­д­рах под дав­ле­ни­ем ли­бо в ба­ра­бан­ных или кон­вей­ер­ных су­шил­ках без дав­ле­ния об­ра­бот­кой го­ря­чим воз­ду­хом, ИК-из­лу­че­ни­ем, то­ка­ми ВЧ и на сва­роч­ных ма­ши­нах. При ау­то­ге­зи­он­ном спо­со­бе холст об­ра­ба­ты­ва­ют рас­тво­ри­те­ля­ми, вы­зы­ваю­щи­ми на­бу­ха­ние по­верх­но­ст­но­го слоя во­ло­кон, в ре­зуль­та­те че­го они при­об­ре­та­ют лип­кость. Тер­мо­скре­п­ле­ни­ем из­го­тав­ли­ва­ют уте­п­ли­те­ли для оде­ж­ды и обу­ви, про­клад­ки для ме­бе­ли, обои, элек­тро­изо­ляц. ма­те­риа­лы и др.

Филь­ер­ный спо­соб про­из-ва Н. м. за­клю­ча­ет­ся в фор­ми­ро­ва­нии во­лок­ни­сто­го хол­ста из рас­пла­ва или рас­тво­ра по­ли­ме­ров. По спо­со­бу «Спан­бонд» тон­кие струй­ки по­ли­ме­ра по­сту­па­ют из от­вер­стий филь­е­ры в об­ду­воч­ную шах­ту, где при воз­дей­ст­вии по­то­ка воз­ду­ха про­ис­хо­дит вы­тя­ги­ва­ние и за­твер­де­ва­ние ни­тей, ко­то­рые по­да­ют­ся на транс­пор­ти­рую­щую лен­ту для фор­ми­ро­ва­ния во­лок­ни­сто­го хол­ста. При хо­лод­ном спо­со­бе про­из-ва Н. м. скре­п­ле­ние осу­ще­ст­в­ля­ет­ся иг­ло­про­ка­лы­ва­ни­ем, свя­зую­щи­ми и др., при го­ря­чем – ау­то­ге­зи­он­но. Из­го­тав­ли­вае­мые Н. м. ис­поль­зу­ют­ся в ка­че­ст­ве гео­тек­стиль­ных ма­те­риа­лов, ос­но­вы под ис­кусств. ко­жи и др.

По филь­ер­но­му спо­со­бу «Мел­тб­ла­ун» раз­ду­вом рас­пла­ва по­ли­ме­ров фор­ми­ру­ют тон­кие во­лок­на диа­мет­ром 1–5 мкм. Вы­тяж­ка во­лок­на про­ис­хо­дит при вы­со­кой ско­ро­сти воз­ду­ха (от 6000 до 30 000 м/мин). На вы­хо­де из филь­е­ры во­лок­на по­па­да­ют в об­ласть тур­бу­лент­но­сти воз­ду­ха, в ко­то­рой про­ис­хо­дит их раз­де­ле­ние. Сфор­ми­ро­ван­ные во­лок­на бес­по­ря­доч­но (не­ори­ен­ти­ро­ван­но) ук­ла­ды­ва­ют­ся на сет­ча­тый транс­пор­тёр и скре­п­ля­ют­ся ау­то­ге­зи­он­но. Н. м., из­го­тов­лен­ные этим спо­со­бом, ха­рак­те­ри­зу­ют­ся вы­со­ки­ми сорб­ци­он­ны­ми и фильт­рую­щи­ми свой­ст­ва­ми; при­ме­ня­ют­ся в про­из-ве средств ги­гие­ны, мед. из­де­лий и пр. Ча­ще все­го Н. м., по­лу­чае­мые обо­и­ми филь­ер­ны­ми спо­со­ба­ми, ис­поль­зу­ют в ка­че­ст­ве од­но­го или не­сколь­ких сло­ёв в со­ста­ве ком­по­зиц. ма­те­риа­лов.

В струй­ном спо­со­бе «Спан­лейс» для скре­п­ле­ния во­лок­ни­сто­го хол­ста ис­поль­зу­ют ки­не­тич. энер­гию вод­ных или га­зо­вых струй, вы­бра­сы­вае­мых из со­пел с боль­шой ско­ро­стью под дав­ле­ни­ем. Ин­тен­сив­ность пе­ре­пу­ты­ва­ния во­ло­кон хол­ста за­ви­сит от чис­ла со­пел, при­хо­дя­щих­ся на еди­ни­цу пло­ща­ди хол­ста, их рас­по­ло­же­ния, ве­ли­чи­ны дав­ле­ния струй, рас­стоя­ния от со­пел до хол­ста, ско­ро­сти по­да­чи хол­ста к струй­но­му уст­рой­ст­ву, кон­ст­рук­ции под­дер­жи­ваю­ще­го холст уст­рой­ст­ва. Этим спо­со­бом по­лу­ча­ют хи­рур­гич. и пе­ре­вя­зоч­ные, про­кла­доч­ные, гео­тек­стиль­ные, фильт­ро­валь­ные и др. ма­те­риа­лы.

Спо­соб элек­тро­фор­мо­ва­ния ос­но­ван на ау­то­ге­зи­он­ном скре­п­ле­нии в во­лок­ни­стом слое мик­ро- и на­но­во­ло­кон, по­лу­чен­ных из рас­тво­ра по­ли­ме­ров под дей­ст­ви­ем элек­трич. по­ля. Вы­те­каю­щая че­рез ка­пил­ляр­ное со­пло струя ус­ко­ря­ет­ся и утон­ча­ет­ся под дей­ст­ви­ем внеш­не­го элек­трич. по­ля. Од­но­вре­мен­но про­ис­хо­дит ис­па­ре­ние рас­тво­ри­те­ля и струя от­вер­де­ва­ет. Об­ра­зую­щие­ся во­лок­на дрей­фу­ют к оса­ди­тель­но­му элек­тро­ду, соз­да­вая на нём рав­но­мер­ный слой. Фак­то­ром, оп­ре­де­ляю­щим диа­метр во­ло­кон, яв­ля­ет­ся вы­тяж­ка струй. Н. м. из мик­ро- и на­но­во­ло­кон при­ме­ня­ют для из­го­тов­ле­ния фильт­ров. ма­те­риа­лов с вы­со­кой сорб­ци­он­ной спо­соб­но­стью, ис­поль­зу­ют в ка­че­ст­ве атрав­ма­ти­че­ских пе­ре­вя­зоч­ных средств и пр.

Комбинированная технология

со­вме­ща­ет неск. спо­со­бов ме­ха­нич. и фи­зи­ко-хи­мич. тех­но­ло­гий (напр., иг­ло­про­бив­ной или вя­заль­но-про­шив­ной с про­пит­кой, филь­ер­ный с тер­мо­скре­п­ле­ни­ем и т. д.). К ком­би­нир. тех­но­ло­гии от­но­сят так­же про­из-во мно­го­слой­ных, таф­тин­го­вых, элек­тро­фло­ки­ро­ван­ных не­тка­ных ма­те­риа­лов.

Таф­тин­го­вый спо­соб вклю­ча­ет: про­ши­ва­ние грун­то­во­го ма­те­риа­ла вор­со­вой пря­жей или вор­со­вы­ми ни­тя­ми на спец. (таф­тин­го­вых) ма­ши­нах и по­лу­че­ние су­ро­во­го ма­те­риа­ла с раз­рез­ным, пет­ле­вым, ком­би­нир., рель­еф­ным вор­со­вым по­кры­ти­ем; на­не­се­ние на из­на­ноч­ную сто­ро­ну су­ро­во­го ма­те­риа­ла свя­зую­щих ве­ществ для за­кре­п­ле­ния вор­со­вых пуч­ков в грун­то­вом ма­те­риа­ле и по­сле­дую­щее на­не­се­ние вто­рич­ной вспе­нен­ной ос­но­вы; кра­ше­ние или пе­ча­та­ние вор­со­вой по­верх­но­сти; стриж­ка, раз­бра­ков­ка и т. д. При­ме­ня­ет­ся для из­го­тов­ле­ния ков­ро­вых по­кры­тий и ис­кусств. ме­ха.

Спо­соб элек­тро­фло­ки­ро­ва­ния за­клю­ча­ет­ся в ори­ен­ти­ро­ван­ном оса­ж­де­нии в элек­трич. по­ле от­но­си­тель­но ко­рот­ких (0,3–20 мм) во­ло­кон (т. н. фло­ков) на ос­но­ву с пред­ва­ри­тель­но на­не­сён­ным сло­ем клея (ком­по­зи­ция на ос­но­ве тер­мо­пла­стич­ных по­ли­ме­ров). При по­сле­дую­щей тер­мо­об­ра­бот­ке фло­ки­ро­ван­но­го ма­те­риа­ла в су­шиль­ной ка­ме­ре про­ис­хо­дит вул­ка­ни­за­ция клея и окон­ча­тель­ное за­кре­п­ле­ние вор­са. Спо­со­бом элек­тро­фло­ки­ро­ва­ния по­лу­ча­ют ков­ро­вые из­де­лия, ис­кусств. мех, ни­ти, зам­шу, объ­ём­ные из­де­лия разл. фор­мы.

Лит.: Гор­ча­ко­ва В. М., Сер­ге­ен­ков А. П. Про­из­вод­ст­во не­тка­ных ма­те­риа­лов спо­со­бом тер­мо­скре­п­ле­ния. М., 1991; Фи­зи­ко-хи­ми­че­ские и ком­би­ни­ро­ван­ные спо­со­бы про­из­вод­ст­ва не­тка­ных ма­те­риа­лов. М., 1993; Фи­зи­ко-ме­ха­ни­че­ские спо­со­бы про­из­вод­ст­ва не­тка­ных ма­те­риа­лов и ва­ляль­но-вой­лоч­ных из­де­лий. М., 1994; Сер­ге­ен­ков А. П. Тео­рия про­цес­сов, тех­но­ло­гия, обо­ру­до­ва­ние под­го­тов­ки сме­сей и хол­сто­фор­ми­ро­ва­ния. М., 2004; Гор­ча­ко­ва В. М., Сер­ге­ен­ков А. П., Во­ло­щик Т. Е. Обо­ру­до­ва­ние для про­из­вод­ст­ва не­тка­ных ма­те­риа­лов. М., 2006.

Вернуться к началу