Čo sú netkané textílie? Vysvetlenie definície, materiálov a príkladov

Definícia Netkaná látka : Čo ju odlišuje

Netkaná textília je list alebo rúno z vlákien spojených dohromady mechanickými, tepelnými alebo chemickými prostriedkami – bez toho, aby boli tkané, pletené alebo inak prepletené. Formálna definícia odvetvia, ktorú vytvorila INDA (Asociácia priemyslu netkaných textílií) a zosúladená s ISO 9092, opisuje netkanú textíliu ako: vyrobený list, rúno alebo plsť zo smerovo alebo náhodne orientovaných vlákien spájaných trením, súdržnosťou alebo adhéziou, s výnimkou papiera a výrobkov vyrobených tkaním, pletením, všívaním, spájaním prešívaním alebo ukladaním za mokra s použitím textilných vlákien.

Kritický rozdiel je v spôsobe výroby. V tkaných a pletených textíliách sa jednotlivé priadze mechanicky prepletajú do opakujúceho sa vzoru, aby sa vytvorila štruktúra látky. V netkanej textílii, samotný vláknitý pás je tkaninou — vlákna sa položia ako hmota a potom sa spevnia pomocou jedného alebo viacerých procesov spájania. Neexistuje žiadny krok vytvárania priadze a často vôbec nie je potrebné spriadanie, preto je možné netkané textílie vyrábať pri výrazne vyšších rýchlostiach a nižších nákladoch na meter štvorcový ako bežné textílie.

Tento výrobný prístup dáva netkaným textíliám jedinečne flexibilný profil výkonu: úpravou typu vlákna, orientácie vlákna, plošnej hmotnosti a spôsobu spájania môžu výrobcovia navrhnúť tkaniny, ktoré sú tuhé alebo splývavé, absorbujúce alebo odpudzujúce, pevné alebo mäkké, biologicky odbúrateľné alebo vysoko odolné – často na tej istej výrobnej linke s malými úpravami procesu.

Z čoho je netkaný materiál vyrobený?

Netkané materiály môžu byť vyrábané z výnimočne širokej škály vstupov vlákien a polymérov. Výber suroviny priamo určuje mechanickú pevnosť konečného produktu, chemickú odolnosť, tepelné správanie, biologickú odbúrateľnosť a cenu. Hlavné kategórie sú:

Syntetické polymérne vlákna

Väčšina celosvetovej produkcie netkaných textílií podľa objemu používa syntetické vlákna, predovšetkým:

• Polypropylén (PP) — celosvetovo najpoužívanejšie netkané vlákno cenené pre svoju nízku hustotu, chemickú odolnosť, odvod vlhkosti a jednoduché tepelné spojenie. PP spunbond a meltblown tvoria jadro chirurgických masiek, plienok a hygienických výrobkov.
• Polyester (PET) — ponúka vyššiu pevnosť v ťahu, lepšiu tepelnú odolnosť a vynikajúcu rozmerovú stabilitu v porovnaní s PP. Vo veľkej miere sa používa v geotextíliách, filtračných médiách, interiéroch automobilov a strešných membránach.
• Polyamid (Nylon) — vybrané pre aplikácie vyžadujúce vysokú odolnosť proti oderu a chemickú trvanlivosť, ako sú filtračné vrecká a technické priemyselné tkaniny.
• polyetylén (PE) — používa sa v mäkších, filmom podobných netkaných laminátoch a ako spojivová zložka v dvojzložkových vláknitých štruktúrach.

Prírodné a celulózové vlákna

Netkané textílie z prírodných vlákien predstavujú menší, ale rastúci podiel na trhu, poháňaný požiadavkami na udržateľnosť a biologickú odbúrateľnosť:

• Bavlna — používané v lekárskej gáze, tampónoch na ošetrovanie rán, kozmetických utierkach a hygienických výrobkoch, kde je mäkkosť a savosť pri kontakte s pokožkou rozhodujúca
• Viskóza/rayon — polosyntetické celulózové vlákno získané z drevnej buničiny, široko používané v utierkach a hygienických netkaných textíliách pre svoju vysokú nasiakavosť a mäkký pocit na dotyk
• Drevená buničina (chumáčová buničina) — vzduchom ukladané do absorpčných jadier pre plienky, produkty dámskej starostlivosti a inkontinenčné vložky
• Juta, konope a kenaf — hrubšie prírodné vlákna používané v poľnohospodárskych netkaných textíliách, rohožiach na kontrolu erózie a kompozitoch z prírodných vlákien pre automobilové panely

Špeciálne a dvojzložkové vlákna

Dvojzložkové (biko) vlákna obsahujú dva polyméry v jednom vlákne – typicky jadro s vyššou teplotou topenia obklopené plášťom s nižšou teplotou topenia. Pri tepelnom spojení sa plášť roztaví a spojí susedné vlákna, zatiaľ čo jadro si zachová svoju štrukturálnu integritu. To umožňuje vysoko pružnú netkanú textíliu používanú pri filtrácii, izolácii a vatovaní bez potreby chemických spojív. Špeciálne možnosti zahŕňajú sklenené vlákna pre vysokoteplotnú filtráciu, uhlíkové vlákna pre kompozitné predlisky a biodegradovateľné vlákna PLA (kyselina polymliečna) pre udržateľné balenie a poľnohospodárske aplikácie.

Ako sa vyrábajú netkané textílie: kľúčové výrobné technológie

Metóda spájania a tvorby rúna určuje fyzický charakter hotového netkaného materiálu rovnako ako výber vlákna. Hlavné priemyselné procesy sú:

• Spunbond — nekonečné vlákna sa vytláčajú priamo z polymérnych triesok, ťahajú sa na jemný priemer a ukladajú sa na pohyblivý pás, aby vytvorili sieť, ktorá sa potom tepelne alebo chemicky spája. Vyrába pevné, ľahké tkaniny pri veľmi vysokých rýchlostiach linky. Chrbtová technológia pre hygienické a medicínske netkané textílie.
• Meltblown — polymér je extrudovaný cez matricu a súčasne zoslabovaný vysokorýchlostným horúcim vzduchom na veľmi jemné mikrovlákna (1–5 mikrónov), čím sa vytvorí samoväzbová sieť s vynikajúcou filtračnou účinnosťou. Používa sa ako filtračná vrstva v respirátoroch a chirurgických maskách N95, často v kompozitných štruktúrach SMS (spunbond-meltblown-spunbond).
• Vpichovanie — strižové vlákna sa mykajú do pavučiny, potom sa mechanicky zapletú tisíckami ostnatých ihiel za sekundu, čím sa vlákna spoja bez lepidiel alebo tepla. Vyrába husté, odolné tkaniny používané v geotextíliách, podložke kobercov, automobilovej plsti a priemyselnej filtrácii.
• Vodné zapletenie (Spunlace) — vysokotlakové vodné lúče splietajú mykané alebo za mokra kladené vlákna a vytvárajú mäkkú, splývavú tkaninu, ktorá pôsobí na dotyk ako textil. Preferovaná technológia pre prémiové obrúsky, lekárske rúška a kozmetické tampóny.
• Airlaid — vlákna sa rozptýlia v prúde vzduchu a uložia sa na tvarovací drôt, potom sa spoja tepelne alebo latexovými spojivami. Vytvára vysoko absorpčné, objemné štruktúry používané v jadrách plienok a obrúskoch.
• Wetlaid — vlákna sa suspendujú vo vode a ukladajú na formovacie sito, podobne ako pri výrobe papiera. Používa sa na špeciálne netkané textílie, ako sú rohože zo sklenených vlákien, čajové vrecká a separátory batérií.

Príklady netkaných textílií v rôznych odvetviach

Netkané textílie patria medzi najrozšírenejšie inžinierske materiály v modernej výrobe. Ich aplikácie siahajú od jednorazových materiálov až po infraštruktúrne materiály s 50-ročnou životnosťou. Nasledujúce príklady ilustrujú šírku kategórie:

Netkaná vs tkaná látka: Kľúčové rozdiely pre kupujúcich a špecifikátorov

Pre nákupných manažérov a vývojárov produktov, ktorí hodnotia, či je tkaný alebo netkaný materiál vhodný pre danú aplikáciu, sú výkonnostné kompromisy dobre zavedené:

• Náklady a rýchlosť výroby — netkané textílie sa vyrábajú v jedinom kontinuálnom procese, často pri rýchlostiach linky presahujúcich 600 metrov za minútu v prípade spriadaného spájania. Tkaniny vyžadujú spriadanie vlákien, tkanie a konečnú úpravu ako samostatné kroky. Pre aplikácie s veľkým objemom komodít majú netkané textílie trvalo nižšie náklady na meter štvorcový.
• Ťahová anizotropia — Tkané textílie majú dobre definovanú silu v smere stroja a v priečnom smere zosúladenú s orientáciou priadze a ponúkajú predvídateľné zaťaženie v oboch smeroch. Netkané textílie - najmä tie s náhodne orientovanými vláknami - môžu byť navrhnuté pre kvázi izotropnú pevnosť, čo je výhodné v geotextíliách a filtračných aplikáciách, kde je smer napätia nepredvídateľný.
• Štruktúra pórov a filtrácia — kľukatá, náhodná štruktúra pórov netkaných textílií z nich robí vo svojej podstate účinné filtračné médiá; tkaniny majú pravidelné, predvídateľné otvory, ktoré sú vhodnejšie na separáciu podľa veľkosti ako na hĺbkovú filtráciu.
• Záves a estetika — tkané a pletené látky si zachovávajú výhody v odevoch a domácich textíliách, kde záleží na rúške, obnove natiahnutia a vizuálnej štruktúre. Netkané textílie používané v týchto aplikáciách – ako sú vložky a taviteľné rozhrania – sa vyberajú skôr pre funkčné ako estetické úlohy.
• Trvanlivosť a odolnosť voči praniu — Tkané textílie vo všeobecnosti prekonávajú netkané textílie na jednorazové použitie v scenároch opakovaného prania a opotrebovania, hoci odolné netkané textílie (vpichované geotextílie, tepelne spájané automobilové textílie) sú navrhnuté pre životnosť meranú v desaťročiach.

Pri rozhodovaní o zdrojoch by kupujúci mali definovať kritické parametre výkonu – plošnú hmotnosť (gsm), pevnosť v ťahu (MD a CD), predĺženie pri pretrhnutí, správanie pri manipulácii s kvapalinou a akékoľvek regulačné certifikácie (OEKO-TEX, ISO 10993 pre lekárske účely, EN 14683 pre tvárové masky) – predtým, ako požiadajú o vzorky. Renomovaní dodávatelia netkaných textílií poskytnú ako štandardnú dokumentáciu úplné technické listy a pre lekárske aplikácie alebo aplikácie prichádzajúce do kontaktu s potravinami aj príslušné správy o testoch tretích strán.