Лекция 9

Современное оборудование и сырье для производства нетканых материалов

Мировое производство рулонных нетканых материалов оценивается сегодня на уровне более чем $14 млрд. и по прогнозам специалистов, этот сегмент рынка в будущем будет расти, оставаясь самым заманчивым и перспективным в мире текстиля. Наибольшие темпы роста производства нетканых материалов, равные 8–9% в год, в последнее время отмечены в странах Азии, Северной и Южной Америки. Европейские компании, будучи некогда ведущими в этой области, считают более целесообразным развивать свой бизнес по нетканым материалам в перечисленных выше регионах. Достоинство нетканых материалов и их огромное значение для обеспечения технического и потребительского потенциала мировой экономики подтверждается из года в год.

В настоящее время нетканые материалы наиболее используют: автомобилестроение, фильтрация, гигиена, протирочные материалы, потребительские товары, геотекстиль/землеустройство, машины/оборудование, конструкционные материалы, социальные нужды, медицина, электроника, домашние принадлежности, спец­одежда и т.п.

Данный перечень иллюстрирует, что наибольшее внимание в сфере производства и потребления нетканых материалов сегодня привлекают направления, связанные со здоровьем людей, промышленной технологией, рынком потребительских товаров, в меньшей степени — с гео­текстилем, домашним обиходом, конструкционными материалами и т. п.

Особенно это видно при знакомстве с достижениями в изготовлении отдельных видов оборудования (машин) и комплектных линий для получения нетканых материалов различными способами. Так, компания Asselin-Thibeau — поставщик систем для иглопробивания, спанлейс, термо-, воздушного и химического соединений, также изготавливает вспомогательное оборудование, например обрезающе-намоточные станки. Ведущая итальянская фирма Automatex Non-Woven Maschinery предлагает отдельные машины и комплектные линии для производства нетканой продукции, включая обработку иглами. Carolina Nonwovens Corp. освоила новую линию для нетканых материалов типа айрлайд (пневмосоединение) для широкого ассортимента потребительских и промышленных товаров из синтетических, натуральных, огнезащищенных и других волокон, в т. ч. полученных из вторичного сырья (рециклинг). Dilo Inc. в сотрудничестве с Temafa, Spinnbau и Dilo Maschines имеет большие достижения в области оборудования и технологии для рыхления, смешения, кардочесания, формирования прочеса и иглопробивания. Edelmann Maschinen по-прежнему преуспевает в создании комплектных намоточных установок, включая резку кромок нетканых материалов, перемотку, автоматическую смену рулонов и т. д.

Hills остается мировым лидером в области изготовления оборудования для экструзии бикомпонентных волокон, спанбонда, мелтблаун и текстильных нитей. Китайская компания Hongha Research Institute разработала промышленную линию для получения спанбонда, мелтблаун, SMS («сэндвич»: спанбонд-мелтблаун-спанбонд), а также для непрерывного формования вискозных нитей с обеспечением электронной системы контроля. Mechadyne Machine проектирует и изготавливает рулонные и паковочные машины для предприятий нетканых материалов, включая полуавтоматические стержневые и радиально-упаковочные установки для малопроизводительных линий, автоматизированные установки обработки и упаковки, которые снимают рулоны с наматывающих устройств и передают их сразу на склад готовой продукции. Тайваньский холдинг National Bridge Industrial реализует процессы спанбонд, термобондинг и иглопробивание на прогрессивных машинах из Европы, Японии и Тайваня. Rondo Machine выпускает оборудование для производства нетканых материалов типа айрлайд. Samhwa Machinery выпускает на протяжении 20 лет иглопробивные машины и устройства для поперечной укладки полотна, принимает заказы на поставку полностью укомплектованной линии для нетканых материалов, включая собственные разрыхлитель, кардинг, каландер и сушилку. CNCM Nonwoven Converting Machinery специализируется в проектировании и изготовлении всех видов оборудования для нетканых материалов, предназначенных для защитной одежды, писчей бумаги, элементов обуви, фильтров, протирочных материалов. PFM Packaging Machinery (Канада) выпускает полностью автоматизированную высокоскоростную упаковочную систему для влажных салфеток из нетканых материалов, включая установку для закрытия упаковки и нанесения на нее ярлыков. Advance System (США) является крупным производителем сушильного и вулканизационного оборудования, применяемого в различных отраслях промышленности. Методы сушки разнообразные: в кипящем слое, с воздушным и инфракрасным обогревом. Hangzhou New Yuhong Machinery специализируется на линиях по выпуску продукции из нетканых материалов одноразового пользования (салфетки, подгузники, гигиенические прокладки и т. п.) в соответствии с сертификатом ISO 9001: 2000. Catbridge Machinery имеет 25-летний опыт работы в изготовлении оборудования высокой точности, нашедшего в силу выполнения требований по безопасности, надежности и эффективности практическое применение для технологии спанлейс и мелтблаун, аэродинамического ламинирования, обрезки и намотки нетканых материалов и т. д.

Компания Hills в настоящее время выпускает различные виды бикомпонентных систем: волокно, спанбонд, мелтблаун структур «ядро-оболочка», «бок о бок», «острова в море» и т. п. В частности, при экструзии через фильеру с количеством отверстий 4000 на 1 м ширины и давлении около 100 кг/см² получают мелтблаун аналогично стандартному распределению элементарных волокон (филаментов).

BMA Engineering — Rockwell Automation имеет большой опыт в разработке компьютерных программ для оборудования, систем автоматизации и контроля за работой механических и технологических узлов. Эластичные нетканые материалы на базе нитей типа спандекс, чаще всего ликры, выпускают компании Avery Dennison, Invista, Golden Phoenix Fiberwebs, Acera Tec Engineering. Последнюю считают лидером в части получения непревзойденных эластичных нетканых материалов с вложением ликры марки ХА и контролируемой степенью обратимого растяжения, что обеспечивает широкое внедрение этого материала для продукции, обладающей высокой поглотительной способностью (гигиенические прокладки, подгузники, памперсы и т. п.). Под торговой маркой Marnix фирма National Bridge Ind. (Гонконг) на основе специального эластомера компании Exxon Mobil выпустила высокоэластичный нетканый материал, характеризуемый удлинением 200–500% при упругом восстановлении выше 90%, что обуславливает подходящий комфорт для изделий гигиены и медицины. Chem-Wove (США) выпускает высокопрочный нетканый материал шириной 3,25 м и толщиной от 3 до 150 мм для фильтрационного, строительного, морского и автомобильного рынков. Taiwan Spunlace (Group) — крупнейший в Азии производитель нетканых материалов типа спанлейс (гидро­укладка) широкого ассортимента, а также необходимого оборудования для промышленного выпуска этого материала.

Заслуживают внимания нетканые материалы, содержащие мультислоистые композиты (Beckmann Converting), биоразлагаемые полилактидные (ПЛА) волокна, добавки, придающие изделию антимикробные, гидрофильные, огнезащищенные, смазочные, мягчительные и другие свойства (Americhem). Компания Lenzing Fibers в качестве альтернативы натуральному сырью для производства нетканых материалов освоила новые виды гидратцеллюлозных волокон типа Lenzing Viscose /Liocell/ Tencel в диапазоне титров 1,3–17,0 дтекс и длины резки от 4 до 80 мм.

Jiangxi National Bridge Indust­rial (Китай) разработала биоразлагаемые нетканые материалы под названием Cormex из 100%-ного ПЛА — продукта переработки молочной кислоты, выделяемой из натурального зерна пшеницы, кукурузы и других растений, содержащих полисахариды. В частности, продемонстрированы образцы нетканых материалов Cormex из иглопробивного (плотность 60–300 г/м²) и термоскрепленного (плотность 20–120 г/м²) спанбонда, а также новый тип Cormex (100% ПЛА) для экологически чистых влажных салфеток и полотенец.

Другая китайская фирма Hongjun Nonwovens освоила большую гамму цветов для крашения спанбонда из 100%-ного ПП, а также предлагает для этого нетканого материала целую серию аддитивов для придания ему таких важных эксплуатационных свойств, как легкое разрушение под действием УФ-лучей, огнезащита, гидрофильность, светостойкость, аккумулирование и сохранение тепла, антибактерицидность и антистатика.

Американские компании Ahlst­rom и Gelok Internationale выпускают суперсорбенты, способные обеспечить высокую проницаемость практически любой жидкости, в силу чего пользующиеся большим спросом в сфере производства нетканых материалов типа айрлайд для различных предметов гигиены.

Лекция 10

Оборудование для нетканых материалов фирмы Fleissner

Фирма Fleissner является крупнейшим поставщиком поточных линий для производства нетканых материалов, используемых в самых различных областях. Как правило, эти поточные линии комплектуются из стандартных машин, целенаправленной разработкой которых Fleissner занимается уже более 50 лет. До настоящего времени компанией были поставлены больше 1000 поточных линий для выработки нетканых материалов всевозможного назначения на основе волокнистых холстов различной структуры. В частности, Fleissner является мировым лидером в производстве сушильных машин, работающих по принципу продувания нагретого воздуха через обрабатываемый материал. Такие сушильные машины являются важной составной частью многих поточных линий и применяются для сушки, термоскрепления и термофиксации волокнистых холстов и нетканых полотен.

Компания предлагает следующие технологии и оборудование:

1. Технологические разработки и оборудование для скрепления волокнистых холстов и обработки текстильных полотен струями воды:

- система AquaJet Spunlace для скрепления струями воды волокнистых холстов из штапельных волокон, в т. ч. сформированных гидродинамическим и аэродинамическим способами;

- технология AquaSpun для скрепления струями воды волокнистых холстов, сформированных фильерным способом, включая защищенную собственным патентом фирмы технологию производства нетканых материалов путем формирования холста фильерным способом и скрепления этого холста струями воды на одной и той же сетке;

- технология AquaPulp для производства нетканых материалов со структурой типа SPS и CPC, а также на основе других комбинаций волокнистых холстов;

- система AquaSplit для расщепления бикомпонентных волокон и получения ультратонких волокон;

- технология AquaTex для отделки тканей;

- технология LeanJet для скрепления струями воды нетканых полотен, отличающаяся низкими капитальными затратами;

- прогрессивные технологические решения в области:

а) снижения анизотропии нетканых материалов (улучшение соотношения MD/CD) путем обработки их струями воды;

б) применение совершающих колебательное движение разбрызгивающих балок для повышения качества нетканого полотна;

в) снижение производственных затрат на 30% и более путем изготовления трех- и двухслойных протирочных материалов, содержащих целлюлозную пульпу;

г) новые технологии производства структурированных струями воды нетканых полотен.

2. Однобарабанные (в исполнении Omega) или многобарабанные сушильные машины, работающие по принципу продувания нагретого воздуха через обрабатываемый материал.

3. Комбинированные сушильные системы, состоящие из барабанных и других сушильных машин (цилиндрических, инфракрасных и т. п.).

4. Системы для пропитывания нетканых материалов вспененным связующим.

5. Высокоскоростные пропиточные системы.

6. Термокамеры для термоскрепления волокнистых холстов потоком горячего воздуха.

7. Термофиксирующие машины для повышения модуля упругости и прочности скрепленных путем механического иглопрокалывания волокнистых холстов.

Фирма Fleissner предлагает оптимальную технологию для производства любого из перечисленных ниже нетканых материалов.

Материалы гигиенического назначения и протирочные салфетки:

- Пропиточное и термоскрепляющее оборудование для производства влаговпитывающих полотен (для впитывания и распределения жидкости);

- Поточные линии для производства скрепленных струями воды влажных протирочных салфеток (для ухода за младенцами);

- Поточные линии для производства влажных протирочных салфеток путем скрепления струями воды комбинированных волокнистых холстов, содержащих целлюлозную пульпу.

Материалы для медицины и косметики:

- Поточные линии для производства скрепленных струями воды материалов для изготовления халатов и операционных салфеток;

- Поточные линии с установками Spunlace для производства скрепленных струями воды материалов, например влаговпитывающей марли;

- Поточные линии для производства тампонов для снятия грима и хлопчатобумажных протирочных салфеток.

Материалы бытового назначения:

- Оборудование для производства термоскрепленных протирочных салфеток;

- Оборудование для производства скрепленных жидкими связующими протирочных салфеток (поточная линия для скрепления волокнистых холстов комбинированным способом):

- Высокопроизводительная барабанная сушильная машина, работающая по принципу продувания нагретого воздуха через обрабатываемый материал и предназначенная для производства туалетной бумаги, косметических салфеток.

Материалы для интерьера помещений:

- Поточные линии для производства иглопробивных напольных покрытий или текстильных обоев, подвергнутых дополнительному скреплению с применением жидких связующих или термоскреплению;

- Поточные линии для производства термоскрепленных наполнителей для мебели и матрасов;

- Поточные линии с высокопроизводительными сушильными машинами для производства покрытий для ламинатных полов.

Материалы для одежды и обуви:

- Поточные линии для производства нетканых полотен, скрепленных жидкими связующими;

- Поточные линии для производства термоскрепленных нетканых полотен;

- Поточные линии для производства основы для синтетической кожи и материалов для внутренней отделки обуви;

- Поточные линии для производства материалов для стеганых одежных изделий.

Материалы для автомобильной промышленности:

- Поточные линии для производства нетканых полотен, скрепленных жидкими связующими;

- Поточные линии для производства термоскрепленных нетканых полотен (основы под покрытия, коврики, формованные изделия);

- Поточные линии для производства бумажных фильтров для автомобилей (сушилки);

Материалы строительного назначения и для дорожного строительства:

- Поточные линии для производства основ кровельных материалов:

а) на основе холстов из штапельных волокон;

б) на основе холстов, формируемых фильерным способом.

- Поточные линии для производства геотекстильных материалов:

а) на основе холстов из штапельных волокон;

б) на основе холстов, формируемых фильерным способом.

Оба типа поточных линий могут быть укомплектованы машинами для скрепления волокнистых холстов путем механического иглопрокалывания или струями воды.

Нетканые полотна технического назначения:

- Поточные линии для производства всех видов рулонных фильтровальных материалов (термоскрепленных, скрепленных с помощью жидких связующих и комбинированными способами);

- Поточные линии для производства протирочных салфеток технического назначения;

- Поточные линии с установками AquaTex для обработки стеклотканей, используемых в электронной промышленности;

- Поточные линии для производства изоляционных материалов с использованием вторичного волокнистого сырья.

Материалы для пищевой промышленности:

- Поточные линии для производства материалов для чайных пакетиков на основе формируемых гидродинамическим способом волокнистых холстов (высокопроизводительные сушилки);

- Поточные линии для производства фильтровальных материалов для кофеварок на основе формируемых гидродинамическим способом волокнистых холстов (высокопроизводительные сушилки).

Лекция 11

Современные способы производства и виды нетканых материалов

Число технологических процессов изготовления нетканых материалов выросло за последнее время приблизительно до десяти. К их числу можно отнести: спанбонд (spunbond), фильерно-раздувной (melt blown), аэродинамический (air laid), гидравлическое или влажное холстоформование (wet laid), сухое холстоформирование (dry laid - волокна связываются либо иглопробиванием, либо термическим  или химическим способом).