پارچه نبافته چیست؟ تعریف، تولید، مواد و صنعت

چیست پارچه نبافته ? تعریف و معنا

پارچه نبافته ورقه یا شبکه ای از الیاف است که به وسیله ابزارهای مکانیکی، حرارتی یا شیمیایی به هم متصل شده اند - بدون درهم آمیختگی نخ هایی که منسوجات بافته شده یا بافتنی را مشخص می کند. این اصطلاح به خودی خود یک تمایز فنی است: در جایی که ساخت پارچه معمولی مستلزم چرخاندن الیاف خام به نخ و سپس در هم آمیختن آن نخ ها بر روی دستگاه بافندگی است، تولید غیر بافته شده به طور کامل هر دو مرحله را دور می زند و الیاف یا پلیمر را مستقیماً به یک پارچه کاربردی در یک فرآیند پیوسته واحد تبدیل می کند.

تعریف رسمی انجمن بین‌المللی منسوجات نبافته و دور ریختنی‌ها (INDA) و EDANA (انجمن صنعت منسوجات غیر بافته اروپا) منسوجات غیر بافته را به این صورت توصیف می‌کند. مجموعه های الیافی مهندسی شده، ساخته شده از الیاف، رشته ها یا فیلم ها، که توسط اصطکاک، چسبندگی یا چسبندگی به یکدیگر متصل می شوند. - صراحتاً از کاغذ (که از پیوند سلولی گیاهی استفاده می کند) و پارچه هایی که با استفاده از نخ یا رشته بافته شده، بافندگی، تافتی، یا بخیه چسبانده شده اند. این تمایز از نظر تجاری اهمیت دارد زیرا پارچه‌های غیر بافته جدا از منسوجات سنتی در آمار تجارت، چارچوب‌های نظارتی و مشخصات مواد در سراسر جهان طبقه‌بندی می‌شوند.

پارچه‌های غیر بافته را می‌توان به گونه‌ای مهندسی کرد که نرم یا سفت، جاذب یا دافع، زیست تخریب‌پذیر یا بادوام، یکبار مصرف یا قابل استفاده مجدد باشند - ویژگی‌هایی که با انتخاب نوع الیاف، روش تشکیل شبکه و فناوری اتصال تنظیم می‌شوند. این انعطاف‌پذیری طراحی، همراه با تولید مداوم با سرعت بالا که نیازی به زیرساخت‌های نخ ریسی یا بافندگی ندارد، پارچه‌های غیر بافته را به یکی از سریع‌ترین بخش‌های صنعت نساجی جهانی تبدیل می‌کند. تولید جهانی پارچه غیر بافته بیش از حد است 12 میلیون تن متریک در سال 2023 با کاربردهای محصولات بهداشتی، منسوجات پزشکی، ژئوتکستایل، فیلتراسیون، ساخت و ساز و قطعات خودرو.

مواد اولیه پارچه نبافته

انتخاب مواد اولیه اساسی ترین متغیر در طراحی غیر بافته است که ویژگی های عملکرد پایه پارچه را قبل از اعمال هر گونه فرآیند چسباندن یا تکمیل تعیین می کند. پارچه های غیر بافته شده از پلیمرهای مصنوعی و الیاف طبیعی و به طور فزاینده ای از مواد بازیافتی یا زیستی تولید می شوند زیرا اهداف پایداری باعث تغییر شکل خرید صنعت می شود.

الیاف پلیمری مصنوعی

• پلی پروپیلن (PP): ماده خام غالب برای تولید غیر بافته شده در سطح جهان، تقریباً به حساب می آید 60-65٪ از کل مصرف فیبر غیر بافته شده است . PP نقطه ذوب پایین (160-165 درجه سانتیگراد) ایده آل برای اتصال حرارتی، چگالی کم (0.91 گرم بر سانتی متر مکعب) ارائه می دهد که پارچه های سبک وزن، مقاومت شیمیایی خوب و هزینه مواد خام پایین را به همراه دارد. محدودیت اولیه آن مقاومت ضعیف در برابر اشعه ماوراء بنفش بدون افزودنی های تثبیت کننده و سطح آبگریز است که برای کاربردهای جاذب نیاز به درمان دارد.
• پلی استر (PET): دومین پلیمر پرمصرف، ترجیح داده می شود که در آن استحکام کششی، پایداری ابعادی یا مقاومت دمایی بالاتری مورد نیاز باشد. منسوجات غیر بافته PET در دماهای بالا استحکام خود را حفظ می کنند و مقاومت بسیار خوبی در برابر کشش دارند و آنها را به استانداردی برای کاربردهای ژئوتکستایل، خودرو و فیلتراسیون تبدیل می کنند. PET بازیافت شده (rPET) از بطری های پس از مصرف به طور فزاینده ای به عنوان یک ماده اولیه پایدار استفاده می شود.
• پلی اتیلن (PE): در درجه اول به عنوان یک فیبر چسبنده در ساختارهای دو جزئی (غلاف PE / PP یا هسته PET) استفاده می شود که در آن نقطه ذوب پایین آن امکان اتصال حرارتی بدون آسیب رساندن به فیبر ساختاری را فراهم می کند. همچنین در لمینت های فیلم تنفسی برای کاربردهای بهداشتی و پزشکی استفاده می شود.
• نایلون (پلی آمید): برای کاربردهایی که نیاز به مقاومت در برابر سایش و کشیدگی بالا دارند - فیلتراسیون تخصصی، بسته بندی کابل و دستمال مرطوب های صنعتی با کارایی بالا انتخاب شده است.

الیاف طبیعی و سلولزی

• ویسکوز / ابریشم مصنوعی: یک الیاف سلولزی بازسازی شده مشتق شده از خمیر چوب، به طور گسترده در بهداشت و منسوجات غیر بافته پزشکی به دلیل نرمی، جذب و سازگاری با پوست استفاده می شود. اغلب با PP در دستمال مرطوب، پارچه های جراحی و محصولات مراقبت زنانه ترکیب می شود.
• پنبه: در منسوجات بهداشتی برتر، لوازم آرایشی و بهداشتی و پزشکی استفاده می شود که در آن احساس الیاف طبیعی و تجزیه پذیری زیستی ارزشمند است. هزینه بالاتر نسبت به جایگزین های مصنوعی، استفاده را برای برنامه های پیشرفته محدود می کند.
• خمیر چوب / خمیر کرکی: برای محصولات با قابلیت جذب بالا از جمله پدهای بی اختیاری بزرگسالان، هسته های بهداشتی زنانه، و تشک های جاذب صنعتی، به پارچه های غیر بافته ای تبدیل شده است.
• جایگزین های زیست تخریب پذیر (PLA، کنف، جوت): فیبر پلی لاکتیک اسید (PLA)، مشتق شده از نشاسته ذرت، به عنوان یک جایگزین قابل کمپوست برای PP در کاربردهایی که تجزیه زیستی پایان عمر در اولویت است، در حال افزایش است. الیاف باست طبیعی شامل کنف و جوت در کاربردهای ژئوتکستایل و کشاورزی استفاده می شود.

تولید پارچه غیر بافته شده: تشکیل وب و پیوند

تولید غیر بافته شامل دو مرحله متوالی است: تشکیل وب (قرار دادن الیاف در یک صفحه یا تار تخت) و پیوند دادن (تثبیت وب به یک پارچه منسجم با استحکام و یکپارچگی مورد نیاز). ترکیبی از روش تشکیل تار و فناوری اتصال، ساختار و ویژگی های عملکرد پارچه را دقیق تر از هر متغیر تولید دیگری تعریف می کند.

روش های تشکیل وب

• Drylaid (کارت شده): الیاف منگنه باز شده، موازی شده و با استفاده از یک درام کاردینگ چرخان به شبکه ای تبدیل می شوند - همان اصل کارکردن در تهیه پارچه های معمولی. امکان کنترل دقیق جهت گیری فیبر و ترکیب ترکیبی را فراهم می کند. برای پارچه های با چسب حرارتی، ژئوتکستایل های سوزنی و دستمال مرطوب استفاده می شود.
• مرطوب: الیاف در آب پراکنده می شوند و دوغابی را تشکیل می دهند که روی صفحه متحرک رسوب می کند - که مستقیما مشابه کاغذسازی است. پارچه های بسیار یکنواخت و سبک وزن با ایزوتروپی عالی تولید می کند. برای کیسه های چای، رسانه های فیلتراسیون، جداکننده های باتری و دستمال مرطوب مخصوص استفاده می شود.
• Airlaid: الیاف در یک جریان هوا پراکنده شده و بر روی یک سطح شکل‌دهی می‌شوند و یک شبکه سه بعدی با چگالی کم با حجم و جذب بالا ایجاد می‌کنند. تکنولوژی غالب برای هسته های بهداشتی جاذب.
• Spunlaid (spunbond و meltblown): تراشه‌های پلیمری مستقیماً در رشته‌های پیوسته اکسترود می‌شوند که روی یک تسمه متحرک قرار می‌گیرند - بدون مرحله فیبر اصلی. روش تولید مداوم با بالاترین سرعت و کم هزینه؛ به طور مفصل در بخش spunbond زیر پوشش داده شده است.

روش های باندینگ

• پیوند حرارتی: گرما از طریق رول های کالندر (پیوند نقطه ای) یا اجاق هوا، ذوب الیاف چسبنده یا سطح فیبر برای ایجاد پیوندهای همجوشی در نقاط تماس اعمال می شود. پارچه‌های نرم و تمیز بدون افزودنی‌های شیمیایی تولید می‌کند - استانداردی برای بهداشت و منسوجات نبافته پزشکی.
• سوزن زدن: سوزن‌های خاردار به طور مکانیکی الیاف را با مشت زدن مکرر از طریق تار در هم می‌گیرند و ساختاری در هم قفل شده فیزیکی بدون هیچ گونه عامل پیوندی ایجاد می‌کنند. پارچه های متراکم، مستحکم و نمدی را تولید می کند که در ژئوتکستایل ها، فرش خودرو و فیلتراسیون استفاده می شود.
• درهم تنیدگی (spunlace): جت‌های آب پرفشار الیاف را در هم می‌گیرند و پارچه‌ای نرم و قابل پوشاندن با دستی شبیه پارچه ایجاد می‌کنند. برای دستمال‌های مرطوب، پرده‌های پزشکی و پدهای آرایشی استفاده می‌شود که نرمی و یکپارچگی الیاف هر دو مورد نیاز است.
• پیوند شیمیایی: چسب های لاتکس یا رزین توسط اشباع، چاپ یا اسپری اعمال می شوند و سپس پخت می شوند. خواص شیمیایی یا سطحی خاصی را ارائه می دهد. مورد استفاده در فیلتراسیون تخصصی و پارچه های ساختمانی.

پارچه نبافته Spunbond

Spunbond گسترده ترین فناوری غیر بافته شده در سطح جهان است که بیشترین سهم را از حجم غیر بافته شده به خود اختصاص داده است. این فرآیند گرانول های پلیمری - عمدتاً پلی پروپیلن - را مستقیماً به پارچه تمام شده در یک عملیات خطی تبدیل می کند: پلیمر ذوب می شود، از طریق اسپینرها به رشته های ریز پیوسته اکسترود می شود، توسط هوای با سرعت بالا کشیده می شود تا رشته ها را جهت دهی و ضعیف کند، به طور تصادفی روی یک تسمه جمع کننده متحرک گذاشته شده و سپس با استفاده از تسمه جمع کننده متحرک، به صورت رول می شود. وب را در پارچه یکپارچه کنید.

کل توالی از تراشه پلیمری تا رول پارچه تمام شده رخ می دهد بدون هیچ مرحله میانی الیاف یا نخ ، به خطوط تولید اسپان باند سرعت استثنایی می دهد - خطوط مدرن با سرعت کار می کنند 400-600 متر در دقیقه - و کارایی هزینه. وزن پارچه از 8 گرم در متر مربع برای روکش های بهداشتی سبک تا 150 گرم در متر برای کاربردهای سنگین ژئوتکستایل و ساختمانی متغیر است.

پارچه Spunbond PP ماده اساسی در محصولات بهداشتی یکبار مصرف است - ورقه و ورقه پشتی پوشک بچه، روکش پدهای زنانه و محصولات بی اختیاری بزرگسالان، و لایه‌های بیرونی روپوش‌های جراحی. همچنین ماده اولیه در کیسه‌های خرید قابل استفاده مجدد، پوشش‌های محافظ محصول و بسته‌بندی استریلیزاسیون پزشکی است. مواد آشنای آبی یا سفید مورد استفاده در ماسک های صورت یکبار مصرف، کامپوزیت سه لایه اس ام اس (Spunbond–Meltblown–Spunbond) است که در آن لایه meltblown میانی فیلتر الیاف خوبی را فراهم می کند در حالی که لایه های spunbond بیرونی یکپارچگی ساختاری و نرمی را ارائه می دهند.

Meltblown - یک فرآیند spunlaid نزدیک مرتبط - با استفاده از هوای داغ با سرعت بالا برای ضعیف کردن پلیمر اکسترود شده به میکروالیاف، رشته‌های بسیار ظریف‌تری (1-5 میکرون در مقابل 15-25 میکرون برای spunbond) تولید می‌کند. لایه های ذوب شده کارایی فیلتراسیون را برای ذرات و باکتری ها فراهم می کنند. لایه‌های spunbond استحکام و دوامی را فراهم می‌کنند که دمیدن ذوب به تنهایی نمی‌تواند. لمینت اس ام اس و اس ام اس ترکیب این دو فناوری استاندارد صنعتی برای منسوجات غیر بافته پزشکی و محافظ است.

پارچه بافته شده در مقابل پارچه نبافته

تمایز بین پارچه های بافته شده و غیر بافته فراتر از فرآیند تولید است - رفتار مکانیکی، خواص زیبایی شناختی، قابلیت بازیافت و کاربردهای مناسب مواد حاصل را شکل می دهد.

پارچه بافته شده از در هم تنیدن دو مجموعه نخ - تار (درازا کشیده شده) و پود (به صورت متقاطع) - در زوایای قائم بر روی ماشین بافندگی ساخته می شود. ساختار در هم تنیده به پارچه‌های بافته شده ویژگی‌های مشخصه‌شان را می‌دهد: جهت دانه مشخص، لبه‌های برش مستعد ساییدگی، استحکام کششی بالا در امتداد محورهای نخ، و توانایی باز شدن به نخ‌های جداگانه. پارچه‌های بافته شده ذاتاً ناهمسانگرد هستند - در امتداد جهت نخ‌هایشان قوی‌تر از مورب - و خواص مکانیکی آن‌ها با تعداد نخ، الگوی بافت و نوع الیاف مرتبط است.

در مقابل، پارچه غیر بافته ساختار نخی ندارد. الیاف آن به طور تصادفی یا جهت دار هستند و با اتصال به جای در هم آمیختن به هم نگه داشته می شوند. این ماده ای را تولید می کند که در سطح پارچه همسانگردتر است، هنگام برش ساییده نمی شود، می تواند در یک شبکه پیوسته با سرعت بالا تولید شود، و می تواند با تخلخل، وزن و ویژگی های سطحی بسیار خاص مهندسی شود که در ساخت بافته نمی توان به دست آورد.

پارچه منظره بافته شده در مقابل غیر بافته شده

پارچه چشم انداز - که به آن مانع علف های هرز، پارچه پوشش زمین یا مالچ ژئوتکستایل نیز می گویند - یکی از قابل مشاهده ترین کاربردهای تجاری است که در آن فناوری های بافته شده و غیر بافته به طور مستقیم در یک دسته محصول رقابت می کنند و انتخاب بین آنها پیامدهای عملی قابل توجهی برای عملکرد باغ و باغبانی دارد.

پارچه منظره بافته شده از نوارهای PP نواری مسطح ساخته شده است که در الگوی شبکه ای در هم آمیخته شده اند. ساختار بافت باز نفوذپذیری آب و جریان هوا عالی را فراهم می کند - آب آزادانه از منافذ شبکه عبور می کند و به ریشه گیاه می رسد - در حالی که ساخت نوار پیوسته استحکام کششی و مقاومت پارگی بالایی را ارائه می دهد. پارچه بافته شده صاف است، به راحتی برش داده می شود و سنجاق می شود و می تواند ترافیک پا و بارهای تجهیزات را در برنامه های محوطه سازی تجاری تحمل کند. انتخاب ارجح برای سرکوب طولانی مدت علف های هرز زیر مسیرهای شن، راهروها و بسترهای کاشت دائمی جایی که پارچه برای 10 تا 25 سال در جای خود باقی می ماند.

پارچه منظره غیر بافته شده معمولاً پارچه PP یا PET سوزن زده یا با چسب حرارتی است. ساختار الیاف تصادفی آن یک مانع متراکم تر و یکنواخت تر ایجاد می کند که به طور موثرتر از منافذ شبکه ای پارچه بافته شده با وزن معادل، ظهور نهال علف های هرز را مسدود می کند. همچنین ذرات خاک را بهتر حفظ می کند - در شیب ها یا در بسترهای مالچ شده که در غیر این صورت خاک ریز از طریق شکاف های بافته شده مهاجرت می کند مفید است. با این حال، پارچه‌های مناظر بافته نشده در طول زمان تحت فشار خاک و تجمع مواد آلی فشرده می‌شوند و به تدریج نفوذپذیری آب را کاهش می‌دهند - محدودیتی که در بسترهایی که آبیاری منظم یا بارندگی شدید دارند قابل توجه است.

یک دستورالعمل عملی برای انتخاب: استفاده پارچه بافته شده تحت محوطه سازی سخت (شن، سنگ، سنگفرش) که در آن یکپارچگی ساختاری بلندمدت و عملکرد زهکشی بر یکنواختی سرکوب علف های هرز برتری دارد. استفاده کنید پارچه نبافته در بسترهای کاشت جایی که انسداد علف‌های هرز متراکم‌تر و حفظ خاک در کوتاه‌مدت تا میان‌مدت اهمیت بیشتری دارد، با پذیرش اینکه ممکن است پس از 3 تا 7 سال نیاز به جایگزینی داشته باشد زیرا تراکم اثربخشی را کاهش می‌دهد.

صنعت نساجی غیر بافته شده: مقیاس، بخش‌ها و رشد

صنعت نساجی غیر بافته جایگاه مشخصی را در چشم‌انداز وسیع‌تر مواد اشغال می‌کند - این صنعت با منسوجات سنتی، مواد فنی، محصولات یکبار مصرف و کامپوزیت‌های پیشرفته تلاقی می‌کند و به بازارهای نهایی که از بهداشت مصرف انبوه تا فیلتراسیون دقیق و مهندسی خودرو با کارایی بالا را شامل می‌شود، خدمت می‌کند. درک ساختار صنعت به تولیدکنندگان، مشخص‌کننده‌ها و خریداران کمک می‌کند تا در زنجیره تامین پیچیده و به سرعت در حال تکامل حرکت کنند.

بخش های اصلی استفاده نهایی

• بهداشت (بزرگترین بخش): پوشک بچه، مراقبت از زنان، بی اختیاری بزرگسالان - به طور جمعی تقریباً مصرف کنید 35 تا 40 درصد از تولیدات غیر بافته جهانی بر حسب حجم پارچه های Spunbond و SMS PP غالب هستند. ویسکوز و ترکیب پنبه که در خطوط تولید ممتاز استفاده می شود.
• پزشکی و جراحی: پرده های جراحی، روپوش ها، ماسک ها، پوشش های استریلیزاسیون، پانسمان های زخم. رشد شتابان پس از همه گیری کووید-19 به طور قابل توجهی ظرفیت تولید پیام کوتاه و ذوب شده جهانی را افزایش داد.
• ژئوتکستایل و ساخت و ساز: تثبیت جاده، فیلتراسیون زهکشی، کنترل فرسایش، زیرسازی سقف. PET و PP سوزن زده غالب هستند. از جمله کاربردهای غیر بافته با بیشترین وزن در 100 تا 1000 گرم بر متر است.
• دستمال مرطوب: دستمال مرطوب مصرفی، دستمال نظافتی صنعتی، پد آرایشی. مخلوط‌های ویسکوز/PP Spunlace (هیدرو درهم) ساختار استاندارد دستمال‌های مرطوب مراقبت شخصی است.
• خودرو: آستر صندوق عقب، صدا خفه کن هود، درج پانل درب، فیلتر هوای کابین. منسوجات غیر بافته سوزنی PET و PP برای جذب صدا، عایق حرارتی و کاهش وزن در مقایسه با منسوجات سنتی یا فوم های جایگزین مشخص شده اند.
• فیلتراسیون: فیلترهای تهویه مطبوع، جمع آوری گرد و غبار صنعتی، کارتریج های تصفیه مایع، ماسک های صورت. PP ذوب شده در قطرهای الیاف ریز، محیط اصلی فیلتراسیون است. لایه های نانوالیاف الکتروریسی شده مرز توسعه غیر بافته شده فیلتراسیون را نشان می دهد.
• کشاورزی: پوشش های حفاظت از محصول، کیسه های ریشه کن، آستر گلدان مهد کودک، تثبیت خاک. پارچه‌های Spunbond PP که برای محافظت در برابر یخ زدگی استفاده می‌شوند، نور را با حفظ گرما منتقل می‌کنند - جایگزین کلوچه‌های شیشه یا فیلم در باغبانی در مقیاس بزرگ.

آسیا اقیانوسیه - به رهبری چین - بیش از این رقم را به خود اختصاص داده است 50 درصد ظرفیت تولید نبافته جهانی در حالی که چین به تنهایی خانه صدها خط اسپان باند و سوزن‌پانچ است. تسلط منطقه منعکس کننده تقاضای داخلی از بزرگترین بازارهای بهداشتی و محصولات پزشکی جهان و نقش آن به عنوان پایه اصلی تولید صادراتی برای کالاهای رول غیر بافته شده و محصولات تبدیل شده است. اروپا و آمریکای شمالی در بخش‌های فنی با ارزش، از جمله خودرو، فیلتراسیون تخصصی، و پارچه‌های درجه پزشکی، که الزامات گواهینامه کیفیت و نزدیکی به کاربران نهایی تفاوت‌های هزینه تولید را جبران می‌کند، همچنان قابل توجه هستند.