Kuitukangas: valmistustapa, tyypit ja tärkeimmät ominaisuudet

Mikä on kuitukangas

Kuitukangas on levymateriaalia, joka on valmistettu liittämällä tai lukitsemalla kuidut suoraan toisiinsa, kutomatta tai neulomatta niitä perinteiseen lankapohjaiseen rakenteeseen . Kuidut asetetaan rainaan ja liitetään sitten mekaanisin, lämpö- tai kemiallisin keinoin, jolloin saadaan kangasmaista materiaalia yhdessä jatkuvassa tuotantoprosessissa sen sijaan, että monivaiheinen prosessi kehrätään lankaa ja sitten kudotaan tai neulotaan.

Tämä valmistustapa tekee kuitukankaasta huomattavasti nopeamman ja halvemman valmistaa kuin kudotut tai neulotut tekstiilit, minkä vuoksi se hallitsee kertakäyttöisiä ja kustannusherkkiä sovelluksia – kertakäyttöisiä lääketieteellisiä tuotteita, hygieniatuotteita ja pakkauksia – sekä monia kestäviä teollisuus- ja geotekstiilisovelluksia, joissa sen erityiset tekniset ominaisuudet ovat perinteisiä tekstiilejä parempia.

Kuinka kuitukangas valmistetaan

Kuitukankaiden valmistuksessa on yleensä kolme vaihetta: kuidun valinta ja rainan muodostus, liimaus ja viimeistely. Raina muodostaa kuidut löysäksi, sitomattomaksi levyksi , käyttämällä menetelmiä, kuten karstausta (kuitujen mekaaninen kampaus kohdakkain), airlaid (kuidut suspendoituneet ja kerrostuvat ilmavirran vaikutuksesta) tai kehrätty (kuidut, jotka on ekstrudoitu suoraan sulasta polymeeristä ja levitetty välittömästi rainaksi).

Kun raina on muodostettu, liimaus lukitsee kuidut yhteen yhtenäiseksi kankaaksi. Tässä on suurin vaihtelu kuitukangastuotantomenetelmissä, koska valitulla liimausmenetelmällä - lämpö-, kemiallinen tai mekaaninen - on suurin yksittäinen vaikutus valmiin kankaan lujuuteen, rakenteeseen ja soveltuvuuteen loppukäyttöön.

Kuitukankaiden valmistusprosessi

Kuitukangastyypit

• Spunbond: jatkuvat filamentit ekstrudoituna ja asetettuna suoraan rainaan, liimattu termisesti; vahva ja kestävä
• Sulapuhallettu: hienoja, lyhyitä kuituja suulakepuristetaan nopean ilman läpi, jolloin saadaan pehmeä, tiheä kangas, jolla on hienot suodatusominaisuudet
• Neula rei'itetty: kuidut lukitaan mekaanisesti yhteen piikkineuloilla, jolloin muodostuu paksu, huopamainen kangas
• Spunlace (vesineulattu): kuidut lukitaan yhteen korkeapaineisilla vesisuihkuilla, jolloin muodostuu pehmeä, kangasmainen kangas
• Kemiallisesti sidottu: kuidut on liimattu liimahartseilla, mikä tarjoaa hyvän imukyvyn pyyhkimis- ja hygieniasovelluksiin

Kuinka kuitukangas toimii

Kuitukangas suorittaa tehtävänsä sidotun kuituverkostonsa fyysisen rakenteen kautta kudotun lankakuvion sijaan – sen ominaisuudet on suunniteltu säätelemällä kuidun tyyppiä, kuidun halkaisijaa, rainan tiheyttä ja sidosmenetelmää sen sijaan, että kudotun kankaan käyttäytymistä määrittävä lomituskuvio määrittää. Tämän rakenteellisen joustavuuden ansiosta kuitukangas voidaan suunnitella hyvin erilaisiin tarkoituksiin Samanlaisesta lähtökohdasta – kevyt, hengittävä kehrätty kangas hygieniatuotteisiin ja tiheä, huopamainen neularei'itetty kangas teolliseen suodatukseen voidaan molemmat valmistaa samasta peruspolymeeristä, vain eri tavalla käsiteltynä.

Kuitukankaan ominaisuudet ja ominaisuudet

• Hengittävyys: huokoinen kuiturakenne päästää ilman ja höyryn kulkemaan läpi samalla kun se estää suuremmat hiukkaset
• Imukyky: voidaan suunnitella korkeaan nesteen imeytymiseen erityisesti hygienia- ja pyyhkimissovelluksissa
• Suodatuskyky: hienokuituiset rakenteet (erityisesti sulapuhalletut) vangitsevat hiukkaset hyvin pieniksi
• Vahvuus ja kestävyys: vaihtelee suuresti liimausmenetelmien mukaan, pehmeästä, vähän lujasta pyyhemateriaalista lujaan teollisuushuopaan
• Kustannustehokkuus: nopeampi ja vähemmän materiaaliintensiivinen tuotanto kuin kudotut tekstiilit

Kuitukankaan edut

Kuitukankaan suurin käytännön etu on, että sen ominaisuudet voidaan muokata suoraan tuotantoprosessiin kiinteän kudoskuvion rajoittamisen sijaan. Näin lujuutta, pehmeyttä, suodatusta ja imukykyä voidaan säätää itsenäisesti , tuottaa materiaalia, joka on täsmälleen sovitettu tiettyyn käyttötarkoitukseen sen sijaan, että mukauttaisi yleiskäyttöistä kudottua kangasta sopivaksi.

Kuitukankaiden valmistusmenetelmät

Jo käsiteltyjen rainanmuodostus- ja liimausvaiheiden lisäksi tuotantomenetelmät eroavat toisistaan siinä, miten ne tasapainottavat nopeutta, kustannuksia ja valmiin kankaan ominaisuuksia. Spunbond- ja meltblown-menetelmät yhdistetään usein yhdelle tuotantolinjalle (yleisesti kutsuttu SMS - spunbond-meltblown-spunbond) yhdistämään kehruubondun ulkokerrosten lujuuden sulapuhalletun keskikerroksen hienosuodatukseen, jota käytetään laajalti lääketieteellisissä ja suojakankaissa.

Mekaaniset liimausmenetelmät, kuten neulalävistys ja vesineulaus, välttävät kemiallisen sideaineen lisäämistä kankaaseen, millä voi olla merkitystä sovelluksissa, joissa on ihokosketus- tai ympäristöherkkyysvaatimuksia, kun taas lämpö- ja kemialliset sidontamenetelmät tarjoavat yleensä nopeamman tuotantonopeuden ja alhaisemmat kustannukset suurissa sovelluksissa, joissa nämä rajoitukset eivät päde.

Spunbond vs Sulapuhallettu kuitukangas

Neulalla rei'itetty kuitukangas selitetty

Neulalävistys sitoo kuidut mekaanisesti pikemminkin kuin termisesti tai kemiallisesti käyttämällä tuhansia piikkineuloja, jotka lyövät toistuvasti kuiturainan läpi kietoen kuidut fyysisesti yhteen tiiviiksi, huopamaiseksi rakenteeksi. Tämä mekaaninen lukitus tuottaa paksun, kestävä kangas, jolla on hyvä tilavuus ja kimmoisuus , joten se soveltuu hyvin sovelluksiin, kuten geotekstiileihin, automatotoihin, eristykseen ja teollisuushuoviin, joissa mekaaninen lujuus ja kestävyys ovat tärkeämpiä kuin hienosuodatus tai pehmeys.

Koska kyseessä ei ole kemiallinen sideaine tai lämpöherkkä lämpösidonta, neularei'itettyä kangasta voidaan valmistaa useista kuitutyypeistä, mukaan lukien kierrätyskuiduista ja sekoituksista, jotka eivät välttämättä sido yhtä tehokkaasti lämpömenetelmien avulla, mikä antaa sille erityistä arvoa teollisissa ja geotekstiilisovelluksissa, joissa raaka-aineen joustavuus ja kustannukset ovat etusijalla muille kuitukangasmenetelmille tyypilliseen pehmeyteen nähden.