↑ Наверх

Забыли пароль? Зарегистрироваться
fis.ruСанкт-ПетербургВолокно-Техномаш. промышленное оборудование.Новости → Спанбонд (англ. spunbond) — название технологии производства нетканого материала из расплава полимера фильерным способом.
Информация обновлена 15.10.2018

Волокно - Техномаш

Адрес: Санкт-Петербург, Малоохтинский пр-т, 16 ( Skype: volokno-rus ) volokno@bk.ru
Телефон:

+7 показать телефоны+7 (921) 5526440
+7 (967) 5359403

Сайт: volokno.fis.ru

28.06.2011

Спанбонд (англ. spunbond) — название технологии производства нетканого материала из расплава полимера фильерным способом.


Спанбонд (англ. spunbond) — название технологии производства нетканого материала из расплава полимера фильерным способом. Часто в профессиональной среде термином «спанбонд» обозначают также материал, произведенный по технологии «спанбонд».

Сущность фильерного способа заключается в следующем: расплав полимера выделяется через фильеры в виде тонких непрерывных нитей, которые затем вытягиваются в воздушном потоке и, укладываясь на движущийся транспортер, образуют полотно. Нити на сформированном полотне впоследствии скрепляются. Скрепление нитей в холсте может осуществляться несколькими способами:
иглопрокалывание,
химическая пропитка нитей связующими,
термоскрепление на каландре,
водоструйное скрепление
термоскрепление горячим воздухом

Наиболее распространенными способами скрепления являются термоскрепление на каландре и иглопрокалывание. Способ скрепления нитей на холсте определяет характеристики получаемого материала, а, следовательно, и сферы применения.
Технология производства

В качестве сырья для производства материала «спанбонд» используются волокнообразующие полимеры с широким молекулярно-массовым распределением, такие как полипропилен (ПП), полиэтелентерефталат (ПЭТФ), полиамид (ПА) и др. Наиболее часто для производства «спанбонда» используется полипропилен, поскольку он позволяет получать наиболее плотное распределение волокон в холсте и обеспечивает высокую выработку волокон в перерасчете на килограмм сырья.

Процесс формирования холста включает следующие основные этапы:
Подготовка и подача полимерного сырья к плавильному устройству
Плавление полимера и фильтрация расплава
Подача расплава на фильерный комплект
Формирование волокон
Аэродинамическая вытяжка и охлаждение волокон воздухом
Укладка волокна на транспортер для формирования холста
Каландрирование и намотка материала

Гранулы полимера поступают в экструдер, в котором осуществляется процесс плавления, после чего, расплавленный полимер продавливается через специальные отверстия — фильеры, образуя бесконечные нити. Фильера — представляет собой металлическую пластину с отверстиями, изготовленную из жаропрочной стали. Фильеры различаются количеством отверстий, их диаметром и формой. Диаметр отверстий в фильере может варьировать от 250 до 1200 мкм. Фильеры располагаются на специальной фильерной балке, при этом в производстве для более плотного расположения волокон на холсте чаще всего используется несколько балок (обычно две или три). Перед укладкой на транспортер нити проходят стадию вытяжки — аэродинамическим или механическим способом. Наиболее широкое распространение получил аэродинамический способ вытяжки, состоящий в вытяжении нитей под действием высокоскоростного воздуха, поступающего из эжектора. В процессе вытяжения нити охлаждаются, приобретя прочность. Выходящие из эжектора охлажденные нити укладываются на транспортер, равномерное и однородное распределение нитей на холсте осуществляется с помощью специальных устройств, расположенных в эжекторе. Скорость движения транспортера может меняться, благодаря чему достигается различная плотность материала. Для скрепления сформированного полотна может использоваться один из следующих способов:
иглопрокалывание,
химическая пропитка нитей связующими,
термоскрепление на каландре,
водоструйное скрепление,
термоскрепление горячим воздухом.

Cпособ скрепления материала определяет сферы его дальнейшего использования. Наиболее распространенный способ скрепления нитей в холсте — термоскрепление на каландре используется для полотен плотностью не более 150г/м2 . Для более плотных полотен (свыше 150г/м2) наиболее часто используется иглопробивной способ скрепления. Таким образом, диапазон возможных плотностей спанбонда варьирует от 15 до 600г/м2.

В настоящее время, усовершенствование технологий по производству фильерных нетканых материалов типа «cпанбонд» идет по пути получения бикомпонентных (элементарные волокна получают соэкструзией из двух или более полимеров) материалов, сочетающих в себе свойства исходных полимеров. Так, например, большой популярностью пользуются материалы СМС («спанбонд» — «мелтблаун» — «спанбонд»). «Мелтблаун» — технология «мелтблаун» подразумевает формирование волокон путем раздува расплавленного полимера (фильерно-раздувная технология) горячим воздухом непосредственно на раскладочный транспортерный стол Материал, полученный по технологии «спанбонд», имеет ряд характеристик, которые обуславливают его повсеместное применение во многих отраслях промышленности.
[править]
Свойства

При определении пригодности нетканых материалов «спанбонд» для использования в соответствующих отраслях промышленности проводят комплексную оценку материала, которая позволяет более точно определить поведение «спанбонда» в эксплуатации. С этой целью, прежде всего, необходимо установить, каким воздействиям материал будет подвергаться в условиях эксплуатации и какими свойствами он должен обладать, чтобы удовлетворять предъявляемым к нему в связи с этим требованиям. Таким образом, при оценке спанбонда руководствуются его геометрическими, физико-механическими и гигиеническими свойствами.
[править]
Геометрические свойства

Геометрические свойства характеризуют толщину, ширину и длину материала.
[править]
Толщина материала

Толщина нетканого материала определяется его назначением и способом производства. От толщины нетканого материала зависит его воздухопроницаемость, жесткость, теплоизоляционные свойства и пр.
[править]
Ширина материала

Ширина нетканого материала определяется расстоянием между его кромками и колеблется в широких пределах — от 6 см до 4 м и более. «Спанбонд» легко кроится, поэтому многие производители осуществляют нарезку нетканого материала «спанбонд» на востребованные потребителями ширины.
[править]
Физико-механические свойства
Плотность материала
Плотность материала может варьировать от 10г/м2 до 600г/м2. Зачастую плотность материала определяет сферу применения спанбонда, так, например, материал плотностью 40г/м2 может использоваться для пошива одноразовой одежды, а плотностью 200г/м2 в качестве геотекстиля.
Устойчивость к стиранию и сминанию
Сминаемость
свойство материала в течение длительного времени сохранять форму после удаления нагрузки, вызвавшей местную деформацию. Чем быстрее материал приобретает изначальную форму, тем лучше его упругие свойства.
Низкая электропроводность
Высокая разрывная нагрузка в сухом и мокром состоянии
Под разрывной нагрузкой наибольшее усилие, выдерживаемое нитями при растяжении их до разрыва. «Спанбонд» чрезвычайно прочный материал, способный выдерживать значительные нагрузки.
Стойкость к высоким и низким температурам и атмосферным воздействиям

Важной характеристикой, определяющей в ряде случаев возможность использования спанбонда для различных изделий, является его стойкость к действию высоких и низких температур. При воздействии повышенных температур физико-механические свойства волокон в спанбонде изменяются: понижается прочность волокон, волокна усаживаются, размягчаются, плавятся или даже разлагаются. Стойкость волокон к высоким температурам называется тепло- и термостойкостью, а к низким — морозостойкостью.

Теплостойкостью называется способность волокон сохранять свои физико-механические свойства при повышенных температурах.

Термостойкостью называется стойкость волокон к химическому разложению при повышенной температуре. Термостойкость определяется по изменению физико-механических свойств волокон после воздействия температуры. Нетканый материал «спанбонд» устойчив к воздействию воды, кислот и щелочей, имеет низкое водопоглощение, не гниет и не плесневеет, что способствует его длительному использованию. Обладает морозостойкостью и выдерживает низкие температуры (-55 0С) без изменения прочности, при введении специальных добавок может приобретать термостойкость до 130 0С.
Способность к равномерному и глубокому окрашиванию
«Спанбонд» легко окрашивается в любые цвета с помощью добавления в расплав полимера специальных красителей. Кроме того, на уже готовые изделия из спанбонда можно наносить изображения любых цветов. Это свойство спанбонда широко востребовано в легкой промышленности.
[править]
Гигиенические свойства

«Спанбонд» не обладает способностью образовывать токсичные соединения в воздушной среде и сточных водах в присутствии других веществ и факторов при температуре окружающей среды.
[править]
Области применения

Ввиду особенностей производства и многогранности физико-механических свойств нетканых материалов «спанбонд» и СМС, они широко используются во многих отраслях промышленности и народного хозяйства. Эту особенность необходимо учитывать не столько при построении системы сбыта продукции, сколько при оценке возможности развития рынка. По сложившейся тенденции на рынке нетканых материалов типа «Спанбонд» и СМС, принято укрупнено сегментировать области применения данных материалов следующим образом:
Агротекстиль, укрывные и мульчирующие материалы;
Материал для гигиенических производств;
Материал для изготовления одноразовой одежды, в том числе медицинской;
Основа для строительных мембран и гидроизоляционных материалов;
Материал, применяемый в легкой промышленности в качестве фурнитурно-упаковочного, в том числе производстве мягкой мебели, изготовлении чехлов и сумок и т. д.
[править]
Агротекстиль

Агротекстиль — нетканое полотно, применяющееся в качестве укрывного материла. Особенности: данный вид материала получается при введении в расплав специальных УФ стабилизаторов, предотвращающих процесс разрушения ПП под действием УФ лучей от солнца.

Цвета: натуральный, черный, реже светлые тона цветов.
[править]
Товары заменители

Полиэтиленовая пленка, стекло, листовые пластики.
[править]
Производство средств женской и детской гигиены

Материал для производства средств женской и детской гигиены (прокладки, подгузники) — применяется в качестве одного или нескольких внешних и внутренних слоев в изделии. Служит слоем для удержания впитывающих слоев при условии пропускания влаги и воздуха, для придания анатомической формы изделиям.
[править]
Особенности

Материал «cпанбонд», реже СМС низких плотностей (от 15 до 25 г/м2). Зачастую при производстве требуется введение добавок TIO2 для придания кипельно — белого цвета и антимикробных свойств, а также приданию готовому материалу гидрофильных (впитывающих влагу) свойств.

Применение нетканых материалов при производстве средств гигиены позволяет:
вести производство на высокоскоростных автоматических линиях с минимальным количеством перезаправок сырья;
производить продукцию с высокими потребительскими свойствами.
[править]
Товары заменители
Термобонд — материал, произведенный из штапельного химического или смесового с натуральным химического волокна путем термического скрепления в холст (аналогичного скреплению «cпанбонда») штапельных волокон.
Спанлэйс — материал, изготовленный из расплава полимера (полипропилен) с добавлением натуральных волокон (целлюлоза, вискоза) и скрепленный термическим способом. Данный вид нетканых материалов имеет более низкие ФМ показатели, но и более мягкие тактильные ощущения.
Айэрлэйд — материал, изготовленный из расплава полимера (полипропилен-полиэфир) и скрепленный струями горячего воздуха. Данный вид нетканых материалов имеет более низкие ФМ показатели, но более мягкие тактильные ощущения.
[править]
Преимущества

Нетканый материал, произведенный по технологиям «cпанбонд» и СМС имеет ряд преимуществ при использовании его в производстве средств гигиены:
значительная прочность, позволяющая автоматическим линиям работать на больших скоростях;
стоимость ввиду технологической особенности одновременного вытягивания волокон и формирования холста, при этом более низкие энергетические затраты на производство (по сравнению с технологиями «Спанлейс» и «Айэрлэйд»).
[править]
Производство одноразовой одежды

При производстве одноразовой одежды во всем мире широко применяют нетканые материалы, изготовленные по технологиям «cпанбонд» и СМС. Это позволяет получать комплекты или отдельные элементы защитной одежды, обладающей заданными свойствами, и при этом, недорогой в производстве. Продукция, относящаяся к данному сегменту рынка нетканых материалов, предназначена, в первую очередь, для медицинских лечебных и профилактических учреждений, косметологических и процедурных салонов. Кроме медицинской и косметологической отраслей стоит отметить широкое применение одноразовой одежды в качестве защитной и спецодежды при проведении различных работ. Нетканые материалы, потребляемые в данном сегменте рынка, представлены «cпанбондом» и СМС в плотностях от 15 до 60 гр./м2, и широким ассортиментом цветов. Также, некоторые материалы требуют дополнительной обработки:
введение антистатических добавок — для снятия статического напряжения в процессе изготовления (зачастую, при ручном раскрое и шитье материал искрит и доставляет дискомфорт людям);
пропитку гидрофильными составами — для придания впитывающих свойств, необходимых в операционных и косметологических комплектах и изделиях.

Необходимо учесть, что многие комплекты одежды и белья, предназначенные для операционного или послеоперационного обслуживания в медицинских учреждениях (комплекты хирурга и другого персонала в операционных, хирургические маски, операционные и послеоперационные простыни, стерильные бинты и т. д.) после раскроя и шитья изделия проходят процесс стерилизации. Как правило, это либо радиационная стерилизация, при которой изделия подвергаются кратковременному действию радиации, либо другие виды стерилизации (высокотемпературное воздействие, автоклавирование, обработка стерилизующими химическими составами).


[править]
Товары-заменители

Натуральные, синтетические и смесовые ткани (хлопок, вискоза, полиэфир, полиамид)

При анализе тенденций мирового и российского потребления тканей для сегмента одноразовой одежды можно заметить, что за последнее время произошел значительное смещение в сторону применения защитной одежды из нетканых материалов:
[править]
Строительные мембраны

Строительные мембраны — рулонные или листовые материалы, применяемые для защиты зданий и сооружений, а также их отдельных элементов от действия климатических факторов. Их использование позволяет продлить сроки службы строительных, отделочных или теплоизоляционных материалов и сократить затраты на строительство в части экономии последних. Строительные мембраны делятся на несколько групп, в зависимости от выполняемых функций:
ветроизоляция — служит для защиты от продувания ветрами фасадных или крышных систем — как правило, применяется нетканый материал «спанбонд» с УФ-стабилизатором;
пароизоляция — предназначена для изоляции в кровельных и стеновых конструкциях утепляющего материала от водяных паров, поступающих изнутри помещения, сохраняя тем самым низкую теплопроводность и защищая от образования конденсата внутри теплоизолирующих материалов, но при этом сохраняя воздухопроницаемость конструкции. В качестве таких мембран зачастую выступает нетканый материал «спанбонд», ламинированный «дышащей» пленкой, поры которой в диаметре меньше размера молекулы воды;
гидроизоляция — тип мембран, предотвращающий попадание атмосферных осадков или грунтовых вод в строительные конструкции или элементы зданий и сооружений. Применяются на фундаментных, стеновых, кровельных и других конструкциях. Изготовление подобных мембран заключается в нанесении гидроизолирующего слоя (битум, другие составы) на армирующий слой материала (картон, стекловолокно, полиэфирные нетканые материалы). Применение в данного вида строительных пленках полипропиленового нетканого материала «спанбонд» ограничено его физико-механическими характеристиками (полипропилен не выдерживает нанесение битумных мастик при температуре свыше 150 0С) — применяется только ламинированный пленкой материал в легких кровельных, стеновых или межэтажных конструкциях в качестве защиты от протечек или при выполнении кровельных работ в условиях плохой погоды.
[править]
Товары заменители

Полимерные пленки — могут обладать теми же барьерными свойствами, что и армированные нетканым материалом, но имеют более низкие разрывные характеристики и стойкость к повреждениям во время монтажа (проколы, надрывы и т. д.). Тканые полимерные материалы — значительно превышают механические характеристики нетканого материала «спанбонд», но при этом и гораздо дороже и менее удобны в процессе проведения работ. Нетканые материалы, сделанные из других полимеров — речь идет в первую очередь о материалах из полиэтилентерефталата (ПЭТФ, полиэфир). Данные материалы, в том числе и изготовленные по технологии «спанбонд», позволяют наносить на них гидроизолирующие битумные мастики и выступать в роли кровельных покрытий (мягкие кровельные системы, аналоги рубероида и пергамина, но при этом имеющие высокую стойкость к разрывным и прокалывающим нагрузкам). В свою очередь данные материалы значительно дороже полипропиленовых нетканых материалов «Спанбонд».
[править]
Фурнитурно-упаковочные материалы

Фурнитурно-упаковочный материал — речь идет о нетканых материалах «спанбонд», применяемых в качестве дублирующего или защитного материала в мебельной промышленности (производство мягкой мебели, матрасов), в швейных изделиях (корсажные ленты, подкладочные материалы) или о материалах, служащих основой для изготовления чехлов, сумок, подложек, покрывал и т. д. Данный сегмент отличается широким ассортиментом применяемых материалов по цветам и плотностям, а также большим количеством потребителей.
[править]
Товары заменители

Традиционные тканые и нетканые материалы (сукно, мешковина, бязь, войлок и т. д.) — давно применялись при производстве мягкой мебели и матрасов, а также в швейной отрасли, но постепенно вытесняются современными неткаными материалами «спанбонд» ввиду более низкой стоимости и более высоким физико—механическим свойствам последних.