Тематичний архів статей

Нетканий Геотекстиль з штапельного волокна: Огляд Технології


Неткані геотекстілі є найпоширенішими в своїй групі. Неткані геотекстілі володіють невисокою міцністю і великий розтяжністю. Подовження при розриві цих матеріалів доходить до 70%. У силу цього неткані геотекстілі застосовуються як розділові шари, перешкода для перемішування грунтів, а також як фільтри в конструкціях дренажів. Неткані геотекстілі використовують і як захист гідроізоляційних елементів від механічних ушкоджень. Так, неткані геотекстілі використовуються для захисту геомембран при пристрої протифільтраційних екранів при будівництві полігонів для захоронення відходів.
Початок виробництва нетканого текстилю було покладено наприкінці 40 рр.. минулого століття і досягло своєї фази розвитку в 1950 рр.., за якою з'явилося торгове поширення в 1960-х. Протягом наступних 35 років, промисловість з виробництва нетканих матеріалів закріпила свої позиції на ринку, надаючи економічно вигідну альтернативу звичайному текстилю і пропонуючи спеціально розроблені продукти для цільових кінцевих призначень. Промисловість нетканого текстилю пережила економічний спад краще, ніж промисловість з виробництва звичайного текстилю і розвивалася з більшою швидкістю.

У промисловості нетканого текстилю використовуються подібні сировинні матеріали, як і при виробництві звичайного текстилю. У виробництві геотекстилю використовуються в основному промислові (штучні) волокна, включаючи поліолефіни (поліетилен і поліпропілен), поліестер і, меншою мірою, нейлон, акрилові волокна, араміди та інші.

Число технологічних процесів виготовлення нетканих матеріалів зросла за останній час приблизно до десяти. До їх числа можна віднести: спанбонд (spunbond), фільєрним-раздувне (melt blown), аеродинамічний (air laid), гідравлічне або вологе холстоформованіе (wet laid), сухе холстоформірованіе (dry laid - волокна зв'язуються або іглопробіваніем, або термічним або хімічним способом ).

У виробництві геотекстилю найбільшого поширення отримали два технологічних процеси:

1. Спанбонд;
2. Сухе холстоформірованіе.

При цьому світова тенденція у виробництві нетканого геотекстиля свідчить про найбільш інтенсивний розвиток спанбонда.

Штучні (синтетичні) волокна, які застосовуються у виробництві геотекстилю:

Найбільш популярними поліолефінових волокнами є поліпропіленові і поліефірні. Ці полімери перетворюються в штапельні волокна, які відповідно перетворюються в неткані матерії. Або ж полімери перетворюються на неткані матерії за технологією спанбонд, за допомогою пресування полімерів до волокон, які формуються в полотно і з'єднуються термічним способом

У виробництві геотекстилю за технологією спанбонд найбільшого поширення набув поліпропілен

Термопластичні волокна з поліефірів (поліестеру) полімерів та сополімерів широко використовуються в спанбонд і в штапельних волокнах.

Нейлонові волокна використовуються тільки в невеликих кількостях у вигляді штапельних волокон і в нетканих матеріалах, виготовлених за технологією спанбонд. Основною областю використання нейлонових нетканих матеріалів, виготовлених за технологією спанбонд, є зміцнення підоснови дорожнього покриття і скловолоконні фільтри. Матеріали забезпечують низьку поверхню тертя для підоснови, що полегшує встановлення дорожнього покриття.

Виробництво нетканого геотекстилю з штапельного волокна

Процес виготовлення нетканого геотекстилю з штапельного волокна можна розділити на три стадії:

• Формування полотна;
• Скріплення волокон в полотні;
• Фінішна обробка.

У цьому випадку основною сировиною для виробництва виступають штапельні волокна. Виробництво штапельних волокон включає в себе кілька основних етапів:

• Приготування розплаву;
• Формування волокна;
• Обробка сформованого волокна.

Приготування розплавів починають з перекладу вихідного полімеру в в'язкотекучий стан - розплав. Потім розплав очищають від домішок і бульбашок повітря і вводять в нього різні добавки для термо - або светостабілізаціі волокон, їх матіровки і т.п. Підготовлений таким чином розплав подається на прядильну машину для формування волокон. Розплав готується у екструзійної системі.
Формування волокон полягає в продавлюванні розплаву через дрібні отвори фільєри в середу, що викликає затвердіння полімеру у вигляді тонких волокон. У залежності від призначення і товщини виробу, що формується волокна кількість отворів у філь'єрі та їх діаметр можуть бути різними. Філ'єри можуть бути різної форми (круглі, квадратні, у вигляді трикутників) і розмірів. При виробництві волокон в філь'єрі може бути до 40 000 отворів.

При формуванні волокна з розплаву полімеру середовищем, що викликає затвердіння полімеру, служить холодне повітря. Швидкість формування залежить від товщини і призначення волокон, а також від методу формування. При формуванні з розплаву швидкість досягає 600-1200 м/хв, з розчину по "сухого" способу - 300-600 м/хв, по "мокрому" способу - 30-130 м/хв. Розплав в процесі перетворення цівок в'язкої рідини в тонкі волокна одночасно витягується (фільєрним витяжка).

Оздоблення волокна полягає в обробці свежесформованних волокон різними реагентами. Характер оздоблювальних операцій залежить від умов формування та виду волокна. Для додання волокнам таких властивостей, як м'якість, підвищене ковзання, поверхнева склеиваемость одиночних волокон і ін, їх після промивання й очищення піддають авіважной обробці або замасливанию. Потім волокна сушать на сушильних роликах, циліндрах або в сушильних камерах. Після обробки і сушіння деякі волокна піддають додатковій тепловій обробці - термофіксації (зазвичай в натягнутому стані при 100-180 С), в результаті якої стабілізується форма пряжі, а також знижується подальша усадка як самих волокон, так і виробів з них під час сухих і мокрих обробок при підвищених температурах.

При виготовленні нетканих матеріалів, залежно від сфери застосування, використовуються різні способи формування полотна, скріплення волокон, а так само фінішна обробка.

Формування полотна

Процес формування полотна, у свою чергу поділяється на два етапи: холстоформірованіе і холстообразованіе.

I. Холстоформірованіе - це спосіб формування хоста первинної сировини (волокон). При виробництві нетканого геотекстиля використовують такі способи холстоформірованія:

1. Сухе холстоформірованіе (drylaid), при якому при виготовленні нетканих матеріалів використовується вата з первинних волокон.

2. Гідравлічне або вологе холстоформірованіе (wetlaid). Даний спосіб так само називається папероробних. Особливістю даного способу холстоформірованія є те, що ізотовле6ніе нетканих полотен, відбувається шляхом відливу водної суспензії, на сіткову частину папероробної машини.

3. Фільєрним метод (спанбонд). Даний спосіб виробництва розглянуто в наступному параграфі.

II. Хостообразованіе - це процес, в результаті якого виробляється сформований полотно, готове до подальшої обробки. У виробництві нетканих матеріалів цей процес є основним і важливим, так як він дозволяє закласти необхідні властивості нетканого матеріалу. В основному він передбачає використання чесального та аеродинамічного способу холстообразованія.

1. Чесалний спосіб. У даному випадку полотно утворюється в результаті прочісування вихідних волокон на чесальних машинах. Волокна прочісується робочими органами чесальної машини з голчастою поверхнею, і укладаються в полотно на приймач.

2. Аеродинамічний спосіб (Airlaid). При даному способі полотно формується під впливом повітряного потоку на поверхні перфорованого барабана або сітчастого конвеєра. Попередньо розпушений і змішані волокна обробляються Швидкообертаюча чесальних барабаном (або декількома барабанами), відокремлюються від чесальної гарнітури за допомогою повітряного струменя і транспортуються повітряним потоком до місця формування полотна.


Скріплення волокон

Наступним етапом виготовлення нетканих матеріалів є скріплення волокон в полотні. У залежності від вихідної сировини, способу холстообразованія, та вимог до кінцевого матеріалу можна вибрати один або кілька видів скріплення волокон.

1. Хімічне скріплення волокон (Chemical bonding). Просочення відбувається шляхом проходження полотна через ванну зі сполучному розчином і подальшої сушінням гарячим повітрям, так само сполучна може бути додано в суспензію волокон, при папероробної способі холстоформірованія. Даний спосіб підходить для всіх видів органічних і синтетичних волокон.

 
Просочення полотна при повному зануренні Просочення полотна піною

2. Термічне скріплення волокон. (Thermal bonding). Спосіб термоскріплення заснований на скріпленні волокон у волокнистому полотні термопластичними єднальними, в якості якого використовуються термопластичні волокна або порошки. Скріплення полотна досягається шляхом розм'якшення термопластичних волокон та їх сплавлення між собою або з іншими термопластичними волокнами. У цьому процесі можна застосувати термопластичні волокна, які мають достатню термостійкістю, тобто не руйнуються при температурі розм'якшення (плавлення), наприклад поліпропіленові, поліетиленові.

Існує кілька основних різновидів способу термоскріплення волокнистого полотна:

• в зазорі нагріваються валів гравірованого каландра;
• між нагрівається поверхнею барабана і супроводжує стрічкою;
• гарячим повітрям на сітчастих конвеєрах або перфорованих барабанах.

У перших двох випадках отримують переважно плоскі неткані полотна, в останньому - об'ємні неткані полотна. При виготовленні об'ємних нетканих термоскріплених полотен в якості термоплатічних сполучних можуть використовуватися як термопластичні волокна, так і порошки.

 
Скріплення полотен гравірованим валом Скріплення полотен гарячим повітрям


3. Механічне скріплення. Під механічним способом отримання нетканих матеріалів слід розуміти спосіб при якому відбувається фізичне скріплення волокон між собою без використання будь-яких клеючих розчинів або нагрівання, а лише шляхом переплетення волокон між собою. Найбільш поширеними видами даного способу скріплення можна вважати голкопробивний і гідроструминні способи скріплення волокон.

Іглопробіваніе. Процес отримання голкопробивних полотен із заданими фізико-механічними властивостями здійснюється за допомогою голкопробивних машин. У технології отримання іглопорбівних нетканих матеріалів цей процес маже бути допоміжним або основним. У першому випадку полотно, що пройшов іглопробивні машину, піддається подальшій фізико-механічній обробці (клеєні прокладочні, покриття для підлоги і т.д.). У другому випадку процес іглопробіванія застосовується як спосіб зміцнення, при цьому отримують готовий нетканий матеріал із заданими фізико-механічними та структурними властивостями. Процес іглопробіванія полотна заснований на використанні щербин (насічок) голок, які проходять через полотно, простягають (переплутують) волокна в поперечному напрямку.

 
Рис. 6. Схема механічного скріплення волокон - іглопробіваніе

Гідроструминні спосіб скріплення. Він заснований на переплетенні волокон матеріалу струменями води під високим тиском. Зазвичай щільно скріплюється на перфорованому барабані за допомогою струменів води б'ють під високим тиском з фарсуночних балок.

Ці різні процеси з'єднання можуть також часто комбінуватися.

Кінцева обробка

Під кінцевою обробкою нетканих матеріалів мається на увазі процес надання нетканих матеріалів необхідних властивостей: водонепроникність, повітронепроникність, негорючість, стійкість на розрив і т.д. Для того, що б додати матеріалу ті чи інші властивості вдаються до наступних процесів:

1. Просочення спеціальними речовинами. Як правило це відбувається шляхом занурення матеріалу в спеціальну ванну з подальше сушінням матеріалу в спеціальних печах.
2. Ламінування різними матеріалами. Дана обробка матеріалу дозволяє надати матеріалами підвищені бар'єрні властивості.

C поточною ситуацією і прогнозом розвитку російського ринку, а також з аналізом обладнання для виробництва нетканого геотекстиля можна познайомитися в звіті Академії кон'юнктури Промислових Ринків «Ринок нетканого геотекстилю в Росії» і «ТЕО організації виробництва нетканого геотекстиля».


  Схожі новини:
  •  Антистатичні Матеріали І Тканини
  •  Вибір апарату для з'єднання оптичних волокон
  •  Синтетичні Тканини
  •  Фільтрувальні Рукава
  • Геосітки З ПЕФ І Склосітки: Порівняльний Аналіз