ТЕХНОЛОГІЯ СПАНБОНД опис виробничого циклу

Спанбонд - це технологія виробництва нетканого матеріалу, яка полягає у виділенні з розплаву полімеру через фільєри тонких безперервних ниток (філаментів), укладанні їх у полотно з подальшим скріпленням різними методами.

Також технологія спанбонд відома як фільтрований спосіб виробництва нетканих матеріалів. Сутність фільєрного способу полягає у безпосередньому формуванні синтетичних ниток або волокон з розплавів полімерів з практично одночасним укладанням їх у полотно. При укладанні в полотно ниток (волокон) у розм'якшеному стані одержують готове неткане полотно завдяки склеюванню ниток між собою.

При укладанні в полотно охолоджених ниток (волокон) отримують полотно, яке скріплюють звичайними способами: термоскріплення на каландрі, просоченням сполучними з подальшою сушкою, голкопроколювання і т.д., у зв'язку з чим цей процес практично є способом формування полотна з ниток.

Головним чином перевагою при цьому є виключення операцій підготовки волокнистої сировини та чесання волокон. Крім того, такий спосіб дозволяє отримувати полотно особливої структури, що складається з ниток, що визначає більш високі властивості одержуваних нетканих полотен за такими показниками, як розривне навантаження, згинання, стійкість до стирання.

Процес формування полотна включає такі основні операції:

•подача полімерної сировини у вигляді гранул до плавильного пристрою (плавильної голівки або екструдера),

•плавлення полімеру та фільтрування розплаву,

•розподіл та дозована подача розплаву до фільєрного комплекту,

формування нескінченних ниток,

•аеродинамічна витяжка ниток гарячим або холодним стисненим повітрям,

• утворення полотна за рахунокукладання ниток на приймальну поверхню.

Схематично процес фільєрного способу виробництва нетканих матеріалів представлений на схемі 1

Схема 1. Процес фільєрного способу виробництва нетканих матеріалів

Процес волокноутворення при фільєрному способі виробництва, аналогічний до виробництва безперервних волокон для виготовлення штапельних волокон. Волокна формуються з розплаву полімеру, полімер надходить з екструдера, де відбувається процес плавлення гранул, продавлюється через спеціальні отвори - фільєри та підхоплюється холодним повітрям. Розплав фільтрують у фільєрному комплекті через кілька шарів кварцового піску та металеві сітки.

Фільєра являє собою металевий тонкостінний ковпачок (чашечку) або пластину з отворами. Фільєри для формування волокон з розплавів виготовляють із високолегованих жароміцних сталей. Фільєри відрізняються кількістю отворів, їх діаметром та формою. Отвори фільєри, якими продавлюється розплав, є короткі капіляри діаметром від 250 до 1200 мкм. Як правило, фільєри розташовуються на спеціальній фільєрній балці, для формування волокон з розплаву щоб уникнути злипання ниток застосовують фільєри балки з числом отворів від 8 до 4000. Для більш щільного розташування волокон у полотні, найчастіше використовують дві або три фільєрні балки.

Перед тим, як волокна укладаються на транспортер, вони проходять стадію витяжки та охолодження. При цьому процесі волокна проходять повне затвердіння в натягнутому стані, у разі в них фіксується досягнута у процесі витяжки молекулярна орієнтація. Отримані волокна мають високу міцність і низьке розривне подовження. Витяжка волокон відбувається або механічним, абоаеродинамічним способом. В даний час найбільш широке поширення навчив, аеродинамічний спосіб витяжки волокон. При аеродинамічному способі використовується стиснене повітря. Розтягнення ниток відбувається під впливом швидкісного потоку повітря, створюваного ежектором. Затвердіння волокон зазвичай повністю закінчується до надходження в ежектор. У цій схемі режим охолодження піддається управлінню за допомогою шахти, в якій може бути створене температурне поле з градієнтом, що регулюється. Вихідне з ежектора знедолене волокно нелипке і тому може розподілятися по приймальній поверхні за допомогою механічних пристроїв, наприклад дефлекторів (відбивачів).

При класичній схемі отримання текстильних штапельних волокон швидкість витяжки ниток становить 3200 м/хв, в результаті чого виходять частково орієнтовані нитки, надалі нитки можуть піддаватися механічній витяжці для поліпшення характеристик міцності. При виготовленні спанбонду використовуються надзвукові ежектори, що дозволяє отримувати швидкості повітряного потоку з числом Маха до 3-5, що забезпечує швидкість руху ниток до 8000 м/хв та їх високу витяжку.

Для того, щоб досягти максимально рівномірного і однорідного розташування волокон у полотні, необхідно, щоб елементарні волокна йшли окремо один від одного до укладання на транспортер. Це досягається за допомогою використання статичної електрики, волокна заряджаються під час розтягування та до укладання на транспортер. У волокнах заряд може з'являтися завдяки трибоелектричному ефекту (властивість матеріалів при терті утворювати негативний заряд) або шляхом введення в пучок електричних зарядів. Розряджання волокон відбувається в момент торкання заземленої поверхні. Як правило, транспортер для укладанняволокон виготовляється з металевого дроту і заземляється, відповідно при торканні волокнами транспортера статичний заряд знімається.

Залежно від подальшого використання нетканого матеріалу використовують різні види скріплення волокон. Теоретично скріпити полотно, отримане за технологією спанбонд можна абсолютно будь-яким способом (серед них: голкопробивне скріплення, водоструминне скріплення, скріплення за допомогою каландру (термокріплення), скріплення пропусканням повітря).

Рис.1 Способи скріплення волокон у схемі виробництва нетканих матеріалів

Найбільш поширеними способами скріплення волокон є:

•термозкріплення волокон гравірованим каландром; •голкопробивним способом; •комбінація голкопробивного методу та хімічного скріплення волокон.

Від способу скріплення полотна залежить кінцеві області застосування тієї чи іншої спанбонда. Голкопробивний спанбонд характеризується високими поверхневими щільностями (понад 150 г/кв. м.) і відповідно високими характеристиками міцності, що обумовлює його застосування головним чином як геотекстильні матеріали, а також основи для рулонних покрівельних матеріалів і підлогових покриттів. Іноді використовуються поєднання двох і більше методів скріплення для досягнення ще більшої міцності та зносостійкості.

Термоскрепленный спанбонд – це, зазвичай, легший матеріал (до 150 г/кв.м.), призначений використання його у багатьох галузях народного господарства. Термоскріплений спанбонд густиною близько 150 г/кв.м. успішно застосовується і як геотекстиль. Загалом діапазон щільностей спанбонду варіює від 15-600 г/кв.м.

З поточною ситуацією та прогнозом розвитку українського ринку, а також з аналізом обладнання длявиробництва нетканого геотекстилю можна ознайомитись у звітах Академії Кон'юнктури Промислових Ринок«Ринок нетканого геотекстилю в Україні» та«ТЕО організації виробництва нетканого геотекстилю».

Академія Кон'юнктури Промислових Ринок надає три види послуг, пов'язаних з аналізом ринків, технологій та проектів у промислових галузях - проведення маркетингових досліджень, розробка ТЕО та бізнес-планів інвестиційних проектів.

• Маркетингові дослідження • Техніко-економічне обґрунтування • Бізнес-планування