Укривні неткані матеріали: види та критерії вибору. Багатопрофільний матеріал Неткане полотно Що називають нетканими матеріалами


Історія розвитку галузі нетканих матеріалів

Початком епохи нетканих матеріалів вважаються 1930-ті роки. Перші образи було створено Європі. Це були полотна з віскозних волокон, скріплених між собою зв'язуючими хімічними. Дещо пізніше були освоєні й інші способи їх отримання, що відрізняються як за видом сировини, так і за способом скріплення.

Процес розвитку галузі нетканих матеріалів у Росії можна розбити на чотири етапи:

  • Перший етап – становлення галузі (60-70-ті роки).
  • Другий етап – її розквіт – (80-ті роки).
  • Третій етап – різкий спад виробництва (90-ті роки).
  • Четвертий етап - підйом виробництва та перспективи розвитку нетканих матеріалів нині.

На першому етапі були розроблені неткані матеріали валяльно-повстяним, в'язально-прошивним та клейовим способами виробництва.

Другий етап розвитку галузі характеризується високими темпами зростання виробництва нетканих матеріалів як побутового, а й технічного призначення. Починаючи з 1975 року, у зв'язку з дефіцитом бавовняних тканин для потреб населення, перед наукою було поставлено завдання замінити технічні тканини на неткані матеріали.

Третій етап розвитку нетканих матеріалів характерний різким спадом виробництва, який тривав з 1992 по 1998 рік. Обсяг випуску нетканих полотен за даний періодскоротився майже у 15 разів.

Четвертий етап характеризується різким збільшенням виробництва. Після обвалу російського рубля в 1998 сильно подорожчали неткані матеріали, що ввозяться з Туреччини, Польщі, Німеччини. Тому й зріс попит на вітчизняну продукцію, внаслідок чого обсяг випуску збільшився майже вчетверо. За останнє десятиліття розвитку промисловості нетканих матеріалів РФ найпопулярнішим стали неткані матеріали «Холлофайбер». У 2010 році Роспатент визнав це визначення Загальновідомим товарним знаком.

Класифікація

Неткані матеріалив залежності від методів скріплення поділяються на чотири класи:

  • скріплені механічним способом;
  • скріплені фізико-хімічним способом;
  • скріплені комбінованим способом
  • скріплені термічним способом (термоскріплення).

Початкова сировина

Неткані матеріали виробляються як з натуральних (бавовняних, лляних, вовняних), так і з хімічних волокон (наприклад, віскозних, поліефірних, поліамідних, поліакрилонітрильних, поліпропіленових), а також вторинної волокнистої сировини (волокна, регенеровані з клаптя і тря- волокнистих відходів хімічної та інших галузей промисловості.

Технології отримання

Основні технологічні операціїотримання нетканих матеріалів:

  • Підготовка сировини (розпушування, очищення від домішок та змішування волокон, перемотування пряжі та ниток, приготування сполучних, розчинів хімікатів тощо).
  • Формування волокнистої основи.
  • Скріплення волокнистої основи(безпосередньо отримання нетканого матеріалу).
  • Оздоблення нетканого матеріалу.

Способи одержання нетканого матеріалу

Основною стадією отримання нетканих матеріалів є стадія скріплення волокнистої основи, що отримується одним із способів: механічним, аеродинамічний, гідравлічним, електростатичним або волокноутворюючим.

Способи скріплення нетканих матеріалів:

  • Хімічне або адгезійне скріплення (клейовий спосіб).

Сформоване полотно просочується, покривається або зрошується сполучною компонентом, нанесення якого може бути суцільним або фрагментованим. Сполучний компонент, як правило, застосовуються у вигляді водних розчинів, у деяких випадках використовують органічні розчинники.

  • Термічне скріплення.

У цьому способі використовуються термопластичні властивості синтетичних волокон. Іноді використовуються волокна, з яких складається нетканий матеріал, але в більшості випадків нетканий матеріал ще на стадії формування спеціально додають не велика кількістьволокон з низькою температурою плавлення (бікомпонет).

  • Механічне (фрикційне) скріплення:

Голкопробивний спосіб;

В'язально-прошивний спосіб;

Гідрострумовий спосіб (технологія Спанлейс).

Технологія Спанлейс

Технологія Спанбонд

При даній технології полотно формується із безперервних ниток (філаментів), отриманих із розплаву полімеру. Нитки формуються з полімеру за допомогою фільєрно-роздувного способу і практично одночасно укладаються в полотно.

Згодом покладене полотно проходить процедуру скріплення механічним способом шляхом пробивання полотна голками з двох сторін, метою якої є ущільнення покладених філаментів та сплутування їх між собою. На даному етапі технологічного процесуполотно набуває своїх властивостей міцності, які можуть змінюватись в залежності від характеру, кількості і малюнка набивання голок в голкопробивних дошках. При необхідності пробите полотно проходить процедуру термоскріплення за допомогою каландру.

Ця технологіястає дуже популярною, оскільки отриманий таким способом виробництва продукт має унікальні властивості, практичність і низьку собівартість.

Технологія Спанджет

Технологія, при якій остаточна фіксація відбувається за допомогою водних струменів під високим тиском. Міцність готового матеріалу незрівнянно вища, ніж у нетканого полотна, скріпленого будь-якими іншими способами.

Технологія Струтто

Технологія прийшла до Росії з Італії. "Strutto" означає вертикальне укладанняволокон під час виробництва нетканих матеріалів. Вперше технологія була застосована у Росії компанією "Фабрика Нетканих Матеріалів "Весь Світ" для виробництва нетканого наповнювача для м'яких меблів СтруттоФайбер® ("Неткані незалежні пружини").

Технологія AirLay

Технологія AirLay – це система утворення волокон, готових для голкопробування та термофіксації. Дана технологія призначена як заміна застарілим кардочесальним машинам та холстоукладачам. Продуктивність такої лінії дозволяє виробляти близько 1500 кг. готової продукціїв годину. Граматура виробленого матеріалу вірує від 150 г/м² до 3500 г/м². Використання технології AirLay різноманітне. Наприклад, автомобільна промисловість, сільське господарство, м'які меблі (матеріал Бі-Кокос), будівництво, одяг та упаковка.

Застосування

  • Спанлейс, використовуються для господарських потреб; для гігієнічного застосування – протирочні серветки; для медичних потреб, зокрема хірургічних, - одноразовий медичний одяг, а також для технічного застосуваннявідповідно до суворих вимог клієнта.
  • Матеріали, виготовлені за технологією Спанбонд, використовуються в автодорожньому і залізничному будівництві як розподільна навантаження основи, при будівництві шламовідвалів - як дренуючий шар, в промисловому та цивільному будівництві - як тепло-і пароізоляції.

Торгові назви

  • Спанлейс:

Сонтара (ДюПонт, США, Могилівхімволокно), склад: целюлоза 50%, поліефір 50%,

Спанлейс, Новітекс (Новіта, Польща), склад: віскоза 70%, поліефір 30%,

Фібрелла (Суомінен, Фінляндія), склад: віскоза 80%, поліефір 20%.

  • Неткані матеріали, що отримуються за технологією Спанбонд:

Канвалан (СІБУР, Ортон, Росія, Кемерово), склад: поліпропілен 100%,

Геотекс (СІБУР, Сібур-Геотекстиль, Росія, Сургут), склад: поліпропілен 100%.

  • Неткані матеріали, що отримуються за технологією "Струтто":

Об'ємний нетканий матеріал "Спрут" (Україна).

СтруттоФайбер® (Московська область), склад: 100% поліефір.

ХоллоТек® ("Весь Світ", Подільськ), склад: 100% поліефір.

  • Неткані матеріали, що отримуються за технологією термічного скріплення:

Файбертекс (Торнет-ЛТВ, Росія, Дрезна), склад: поліефір 100%,

Шерстіпон (Торнет-ЛТВ, Росія, Дрезна), склад: шерсть 70%, поліефір 30%,

Холлофайбер (Термопол-Москва, Росія, Москва), склад: поліефір 100%,

Vlad-ек (Владполітекс, Росія, Судогда), склад: поліефір 100 %

  • Неткані матеріали, що отримуються за технологією голкопробивного скріплення:

ECO-TOR (Торнет-ЛТВ, Росія, Дрезна), склад: поліпропілен 100%,

Література

Примітки

Посилання


Wikimedia Foundation. 2010 .

Час читання: 6 хвилин

Нетканим тканинам для внутрішнього зчеплення не потрібні переплетення пряжі. По суті вони не мають організованої геометричної структури. Неткані матеріали – це результат взаємозв'язку між двома волокнами. Це дає нетканим матеріалам власні характеристики з новими або кращими властивостями (абсорбція, фільтрація) і, отже, відкриває їх для інших застосувань.

Отже , неткане полотно, що це таке та де його використовують? Насамперед це самостійний продукт зі своїми характеристиками та перевагами, але також і з недоліками. Неткані матеріали навколо нас, і ми використовуємо їх щодня, часто не знаючи про це. Справді, вони часто приховані погляду.

Неткані тканини можуть бути зроблені абсорбуючими, дихаючі, драпіровані, вогнестійкі, легкі, без ворсу, відлиті, м'які, стабільні, жорсткі, стійкі до розриву, водовідштовхувальні, якщо необхідно. Очевидно, однак, що не всі згадані властивості можуть бути об'єднані в одному нетканому матеріалі.

Застосування нетканих матеріалів:

  • Особисті засоби та засоби гігієни, такі як дитячі підгузки, жіночі гігієнічні продукти, предмети нетримання для дорослих, сухі та вологі серветки, а також вкладиші для бюстгальтера чи носові смужки.
  • Предмети охорони здоров'я, наприклад, штори для операційних, халати та пакети, маски для обличчя, пов'язки та тампони, вкладиші для мішків тощо.
  • Одяг: прокладки, ізоляція та захисний одяг, промисловий робочий одяг, костюми для хімічного захисту, компоненти взуття тощо.
  • Будинок: серветки та ганчірки, пакетики для чаю та кави, пом'якшувачі тканин, обгортання для харчових продуктів, фільтри, постільна та столова білизна тощо.

  • Автомобільна промисловість: вистилання багажника, полиці, масляні та салонні. повітряні фільтри, литі вкладиші, теплозахисні екрани, подушки безпеки, стрічки, декоративні тканиниі т.д.
  • Будівництво: покрівельна та кахельна підкладка, теплова та шумоізоляція, облицювання, підтяжка, дренаж тощо.
  • Геотекстиль: накладання асфальту, стабілізація ґрунту, дренаж, осадження та боротьба з ерозією тощо.
  • Фільтри: повітряні та газові
  • Промисловість: ізоляція кабелю, абразиви, армовані пластмаси, сепаратори акумуляторних батарей, супутникові антени, штучна шкіра, кондиціювання повітря.
  • Сільське господарство, домашня обстановка, дозвілля та подорожі, школа та офіс і т.д.

Походження та переваги нетканих матеріалів

Фактично, неткані матеріали були результатом рециркуляції волокнистих відходів або волокон другої якості, що залишилися від промислових процесів, таких як ткацтво або обробка шкіри. Вони також були результатом обмежень у сировинних матеріалах, наприклад, під час та після Другої світової війни. Це скромне походження, звичайно, призводить до деяких технічних та маркетингових помилок; воно також значною мірою відповідає за дві все ще затяжні помилки щодо нетканих матеріалів: вони вважаються дешевими замінниками; багато хто також асоціює їх з одноразовими продуктами і з цієї причини розглядає неткані матеріали як дешеві, низькоякісні вироби.

Не всі неткані матеріали обмежуються одноразовими програмами. Більшість продукції призначена для довготривалого кінцевого використання, наприклад, у прокладках, покрівельних, геотекстильних, автомобільних або підлогових покриттях і т. д. Однак багато нетканих матеріалів, особливо легких, дійсно використовуються як одноразові вироби або включені в одноразові предмети.

На нашу думку, це є головною ознакою ефективності. Придатність відходів для видалення можлива лише для економічних продуктів, які концентруються на основних необхідних характеристиках та забезпечують їх без надмірностей.

Більшість нетканих матеріалів, одноразових чи ні, є високотехнологічними, функціональними елементами, наприклад, з ультрависокою поглинаючою здатністю або утриманням вологи, з м'якістю, з визначними бар'єрними характеристиками для медичних застосувань в операційній або з кращими можливостями фільтрації через їх розміри пор і розподілу і т. д. Не можна особливо не відзначити також негорючий нетканий матеріал.

Вони були виготовлені з метою їх використання, а для виконання інших вимог. Вони в основному стали одноразовими через ті сектори, в яких вони використовуються (гігієна, охорона здоров'я) та завдяки їх економічної ефективності. А утилізація часто створює додаткові переваги для користувачів.

Оскільки одноразові предмети ніколи не використовувалися раніше, є гарантія, що вони мають усі необхідними властивостями, і не є повторно використовуваними відмитими тканинами.

Сировина для виробництва нетканих матеріалів

Целюлозні хімічні волокна всіх довжин і ступеня очищення і з явно різними властивостямизнаходяться у розпорядженні промисловості нетканих склеєних тканин.


Усі вони характеризуються здатністю поглинати досить багато вологи. Це рекомендує їх використання скрізь, де ця властивість корисна для виробництва нетканих склеєних тканин, та/або використання нетканих склеєних тканин є ще однією попередньою умовою.

Неткані матеріали - це текстильні тканини, що складаються з відокремлених волокон, які правильно розміщуються за допомогою технологій, орієнтованих на використання. Щоб гарантувати працездатність готового продукту вони з'єднуються. З цієї причини вибір волокон і, можливо, сполучних матеріалів має особливе значення: це стосується волокнистої сировини та розмірів волокон. Як правило, вони мають більшу частку у створенні нетканих тканин, ніж це має місце у текстильних тканинах з ниток. Скріплювальні агенти можуть впливати на якість нетканих матеріалів.

Волокнисті матеріали, що використовуються для нетканих матеріалів

Майже всі види волокон можуть бути використані для виробництва нетканих склеєних тканин. Вибір волокна залежить від:

  • необхідного профілю тканини;
  • економічної ефективності для виробництва нетканих склеєних тканин;
  • хімічних волокон як целюлозного, і синтетичного походження.

Оскільки широкий асортименттканин або розробляється, або вже знаходиться у виробництві, неможливо назвати та описати всі тканини та волокна. Найбільш важливі деталібудуть наведені нижче.

  • Рослинні волокна.

Найважливішою складовою рослинних волокон є целюлоза, яка є гідрофільною та гігроскопічною. Крім целюлози, рослинні волокна також складаються з кількох інших речовин, які впливають на їх властивості. Бавовна є найважливішим рослинним волокном, що використовується для виробництва нетканих склеєних тканин.

  • Волокна тваринного походження.

Неткані матеріали-8

Область нетканих склеєних тканин стала настільки широкою, що певною мірою вона включає майже всі види існуючих волокон. Проте певні типи волокон стали переважати у певних областях.

Двома основними типами волокон є поліамід 6, зазвичай відомий як перлон, поліамід 6.6, який зазвичай називають нейлоном, щоб відрізнити його від перлону. Число після слова «поліамід» вказує на те, скільки атомів вуглецю присутній у кожній молекулі, яка становить поліамід.

Нетканими матеріаламиназивають вироби малої товщини, порівняно великої ширини і невизначено великої довжини, виготовлені з одного або кількох шарів текстильних матеріалів (волокнистої ватки, ниток, ватки та тканини малої щільності та ін) і скріплених різними способами. Так, якщо з тонкої ватки, отриманої на чесальних машинах або апаратах, сформувати полотно з двох або більше шарів і скріпити між собою волокна (наприклад, склеїти), вийде нетканий матеріал.

Неткані матеріали складаються з двох елементів, один з яких виконує роль базового, а другий – сполучного. Базовий елемент, що несе основне навантаження під час експлуатації, є основою нетканого матеріалу. Як базовий матеріал використовують волокнисте полотно, систему ниток, полімерну плівку, що має волокнисту структуру, тканини або поєднання цих матеріалів. Сполучний елемент служить для зв'язування (скріплення) базового елемента надання останньому певних властивостей. Як сполучні можуть бути використані нитки, волокна з базового волокнистого полотна, полімерні речовини (поліетилен, каучуки), хімічні волокна з низькою температурою плавлення.

У виробництві нетканих матеріалів використовуються механічна, хімічна технології та їх поєднання. Ці види технологій відповідають різним способам скріплення шарів текстильних матеріалів. Для отримання нетканих матеріалів створено різноманітне технологічне обладнання.

Технологія виробництва нетканих матеріалів включає наступні операції: підготовка волокон, полотноутворення, скріплення волокон шляхом створення зв'язків між елементами матеріалу та оздоблення матеріалу для надання певних властивостей (кольору, пухнасті тощо).

Отримання нетканих матеріалів

Волокниста основа нетканих матеріалів виготовляється з волокон. різних видів- натуральних та хімічних. Особливістю виробництва нетканих матеріалів є використання сировини низької якості, оборотів виробництва, відновленої та заводської вовни, коротких волокон (до 3 мм) із відходів виробництва.

Сировина при виробництві нетканих матеріалів переробляється в готовий матеріал при невеликій кількості переходів, тому сировина повинна готуватися дуже ретельно.

Завдання підготовки волокнистої сировини - отримання однорідної суміші волокон, призначеної на формування нетканого матеріалу. У ході підготовки "волокна розпушують і очищають від рослинних та мінеральних домішок, підбирають компоненти та утворюють з них однорідну суміш необхідної якості, готують волокнисту сировину до холстоутворення та подальшої переробки. Методи підготовки сировини для нетканих матеріалів не відрізняються від тих, які використовують у звичайному текстильному виробництві.

Для отримання нетканих матеріалів необхідно підготувати волокнисті полотна, у яких волокна утримуються силами зчеплення. Існує чотири способи формування полотен: механічний, аеродинамічний, електростатичний та гідравлічний.

Сутність механічного способухолстоутворення полягає у формуванні полотна з кількох шарів ватки з чесальних машин та апаратів. Залежно від необхідних властивостей нетканого матеріалу шари ватки можна розмістити по-різному: з однаковою у всіх шарах орієнтацією волокон, з їх розташуванням, що перехрещується, комбінацією шарів з орієнтованим і перехрещується розташуванням волокон.

Для одержання полотен використовують капелюшні, готівкові чесальні машини або двопрочісні чесальні апарати. Ватка з цих машин укладається в полотно за допомогою спеціальних транспортерів – механічних перетворювачів прочісу. У більшості випадків вони складаються з систем решіток, що здійснюють рух поперек транспортера або зворотно-поступальний рух. Властивості нетканого матеріалу залежать від товщини та ваги полотна, а останні – від товщини та числа додавань шарів ватки.

При аеродинамічному способівикористовуються пневматичні установки. Сировина спочатку розпушується за допомогою розчісувальних пристроїв, а потім з волокон, що рухаються в повітряному потоці, формується полотно. Аеродинамічний освіту полотна можна здійснити на звичайних чесальних машинах, обладнаних додатковими пристроями (приставками) для аеродинамічного формування полотна.

Волокна з чесальної машини, що захоплюються повітряними потоками, прямують на поверхню сітчастого барабана приставки, який повільно обертається. На поверхні сітчастого барабана утворюється шар волокон, так як усередині барабана повітря відсмоктується спеціальними вентиляторами. Утворений на поверхні барабана полотно передається на наступний технологічний перехід.

Електростатичне холстоутвореннязасноване на властивості волокон набувати зарядів статичної електрики. Це дозволяє керувати розташуванням волокон на спеціальному транспортері. В результаті виходять матеріали з добрими діелектричними властивостями.

Пристрій для електростатичного утворення полотна працює в такий спосіб. Короткі волокна з живильника надходять на транспортер, з якого скидаються на поверхню барабана, що обертається. По виході з транспортера вони проходять біля провідника, що знаходиться під струмом напругою 15000, що забезпечує зняття з волокон зарядів будь-якої величини. Далі волокна подають на ділянку, в якій розташований електрод, пов'язаний із джерелом високої напруги. На цій ділянці вони набувають негативного заряду.

Потрапляючи на заземлений барабан, що обертається, волокна прилипають до його поверхні. Потім волокна переносяться до транспорту, під яким обертається барабан з шаблоном, зарядженим позитивно, і внаслідок чого волокна прилипають до транспортера і утворюють полотно. Ті волокна, які не переходять на транспортер, знімаються з барабана роликом, що має позитивний заряд, і направляються на додатковий транспортер, який повертає їх для повторної переробки з волокнами, що знову надходять.

При гідравлічному способіполотно формують із суспензії, що містить волокна у кількості 2-8%. Суспензія прямує на сітку-транспортер машини, при цьому волога частково вільно стікає, а частково видаляється спеціальними пристроями. Полотно потім піддають термообробці, в процесі якої склеює волокна.

З багатьох способів одержання нетканих матеріалів найчастіше практикують в'язально-прошивний, ігольнонабивний, клейовий.

При в'язально-прошивному способі полотно 5 подається в в'язально-прошивну машину за допомогою транспортера 6 (систему голок 3) де прошивається (або пров'язується) пряжею або комплексними нитками 2 (рис. 41). Число прошивних ниток у бобінах або навоях 1 дорівнює кількості рядів прошивки полотна по ширині полотна 4.

Якщо неткані матеріали виготовляються з використанням сітки з поздовжнього та під час переліку укладених ниток, скріплення останніх один з одним проводиться шляхом пров'язування нитками третьої системи (з навоїв).

Неткані матеріали, отримані цим способом, близькі по зовнішньому виглядута властивостям до тканин. Вони йдуть для виготовлення костюмів, суконь, ковдр, рушниково-серветкових та інших виробів.

При голково набивний спосіб(рис. 42) волокнисте полотно 2, що подається транспортером I, або накладається на тканину 3 малої щільності (каркас) і набивається в неї голками 4, які закріплені на голиці 5, що здійснює зворотно-поступальні рухи вгору і вниз, або пробивається голками без застосування підкладочної тканини. Завдяки існуючим на голках 4 виступів-задирок волокна спітніло впроваджуються в тканину, що підтримується дротяною або дерев'яною решіткою або в полотно, а. отриманий нетканий матеріал намотується на валик 6.

Неткані матеріали, виготовлені голково-набивним способом м'які навпомацки і добре драпіруються» Маса 1 м 2 коливається від 50 до 70 г. Властивості цих полотен коливаються у значних межах, що дозволяє отримати широкий асортимент виробів. На властивості впливають вид застосовуваного волокна, число проколів на одиницю площі полотна, розташування, волокон у полотні та властивості каркасу (якщо він є).

При клейовомуотриманні нетканих матеріалів можливі два варіанти - склеювання сухим та мокрим способами. При склеюванні сухим способом використовують сухі сполучні: термопластичні штапельні волокна та нитки (ацетатні, полівінілхлоридні, поліамідні), порошки, плівки (поліхлорвінілові) і т. д. Вони мають нижчу температуру плавлення, ніж волокна базового елемента.

При мокрому способі склеювання полотен застосовують рідкі сполучні у вигляді дисперсій полімерів. В якості рідких сполучних широко поширені водні змульсії (полівінілового спирту, ксантогенату целюлози та ін), рідше - емульсії на органічних розчинниках (полівінілхлориду в метилі та хлориді, бутадієнакри-лонітрильного латексу та ін). Скріплення волокон полотна рідкими сполучними може відбуватися при суцільному просочуванні або нанесенням сполучного на окремі ділянки полотна (наприклад, розбризкуванням з наступним сушінням). Як при сухому, так і при мокрому способі полотно пропускають через нагріті вали або прогрівають інфрачервоними променями. В результаті затвердіння сполучні речовини між волокнами утворюються зв'язки.

На рис. 43 наведена схема машини для отримання клеєного нетканого матеріалу шляхом запресування в полотно 1 двох систем ниток 2, що просочуються в коритах 3 рідким сполучним. Потім полотно проходить між циліндрами через 4 напрямні валики 5 до рулонного валика 6. Якщо отриманий матеріал розрізати поперек, видно, що полотно як би укріплений з двох сторін нитками. Клейові неткані матеріали широко застосовуються як бортівка, оббивні, декоративні, фільтрувальні, ізоляційні та підкладкові матеріали.

Отримані неткані матеріали в залежності від призначення випускають у суворому вигляді або піддають відповідному оздобленню: валці, фарбуванню, сушінню, ворсовці, стрижці та ін.

    Автоматизовані технології

Нині під роботом розуміють автоматичний маніпулятор із програмним управлінням.

До біотехнічних робіт належать дистанційно керовані копіюючі роботи; екзоскелетони; роботи, керовані людиною з пульта керування; напівавтоматичні роботи.

Дистанційно керовані копіюючі роботи забезпечені органом, що задає (наприклад, маніпулятором, повністю ідентичним виконавчому), засобами передачі сигналів прямого і зворотного зв'язку і засобами відображення інформації для людини-оператора про середовище, в якому функціонує робот

Роботи, керовані людиною з пульта управління, постачаються системою рукояток, клавіш або кнопок, пов'язаних з виконавчими механізмами каналів управління за різними узагальненими координатами. На пульті управління встановлюють засоби відображення інформації про середовище функціонування робота, що надходить до людини радіоканалом зв'язку.

Напівавтоматичний робот характерний поєднанням ручного та автоматичного керування. Він забезпечений супервізорним управлінням для втручання людини в процес автономного функціонування робота шляхом повідомлення додаткової інформації за допомогою вказівки мети, послідовності дій і т.п.

Роботи з автономним або автоматичним керуваннямзазвичай поділяють на виробничі та науково-дослідні роботи, які після створення та налагодження в принципі можуть функціонувати без участі людини.

Роботи першого покоління (програмні роботи) мають жорстку програму дій і характеризуються наявністю елементарного зворотного зв'язку з довкіллям, що викликає певні обмеження щодо їх застосування.

Роботи другого покоління (відчутні роботи) мають коор-динацію рухів з сприйняттям. Вони придатні для малокваліфікованої праці при виготовленні виробів. Програма рухів робота вимагає своєї реалізації управляючої ЕОМ.

Невід'ємна частина роботів другого покоління - алгоритмічне та програмне забезпечення, призначене для обробки сенсорної інформації та вироблення керуючих впливів.

Роботи третього покоління належать до робіт із штучним інтелектом. Вони створюють умови для повної замінилюдини в галузі кваліфікованої праці, мають здатність до навчання та адаптації в процесі вирішення виробничих завдань. Ці роботи здатні розуміти мову і вести діалог з людиною, формувати в собі модель зовнішнього середовища з тим чи іншим ступенем деталізації, розпізнавати і аналізувати складні ситуації, формувати поняття, планувати поведінку, будувати програмні рухи виконавчої системи і здійснювати їх надійне відпрацювання.

    Лазерні технології

Найважливішим досягненням явл-ся створення лазерних технологій. Лазер - Джерело потужного світлового монохроматичного випромінювання, яке хар-ся високою спрямованістю і великою щільністю енергії, узгодженістю коливань електромагнітних хвиль. Це випромінювання формується оптич. квантових генераторів.

Головний елемент лазера, в якому формується випромінювання, - активне середовище. Для її утворення використовують: 1) вплив світла нелазерних джерел; 2) електрич. розряд у газах; 3) хімічні реакції.

Активним середовищем м. б.: 1) твердий матеріал (скло, пластмаси та ін) - твердотільні лазери; 2) газ (неон-гелій) – газові лазери; 3) рідина (з рідкісноземельними активаторами иои органич. барвниками) - рідинні лазери; напівпровідники (цинк. сірка та ін) - напівпровідникові лазери.

Лазери прим-ся у наукових дослідженнях (фізика, хімія), у техніці (зв'язок, локація, вимірювальна техніка), у практич. медицині (хірургія та офтальмології), термоядерному синтезі при дослідженні внутрішньої структури реч-ва, термообробці, зварюванні та ін.

В даний час розроблено технолог. процеси з використанням лазерів:

    Лазерна поверхнева термообробка ісп-ся для обробки інструментів, підвищення експлуатаційних характеристик поверхонь Вона включає: а) лазерне загартування – високотемпературне нагрівання поверхні виробу та швидке охолодження; б) лазерний отжиг – исп-ся отримання більш рівноважної структури, що має більшої пластичністю і меншою твердістю; в) лазерне легування – створення поверхні оброблюваного матеріалу покриттів із високими експлуатаційними властивостями; скло - створення на поверхні матеріалів, деталей аморфних шарів, що володіють високою твердістю, корозійною стійкістю.

    Лазерне зварювання – дозволяє зварити товсті шари матеріалу із високою швидкістю. При цьому матеріал, прилеглий до зони розплаву, не піддається високим температурам. Висока произ-ть мала деформація, можливість подачі енергії у важкодоступні місця.

    Лазерна розмірна обробка включає процеси власне лазерного різання, лазерне свердління, лазерне фрезерування і т.д. вона ісп-ся для різання сталей, кераміки, скла, пластмас та інших матеріалів. Процес різання йде без утворення стружки, а метал, що випаровується за рахунок високих температур, виноситься. стисненим повітрям. Свердління ісп-ся обробки великогабаритних деталей складної форми, для свердління отворів у годинникових механізмах, алмазних фільєрах.

    Вимірювальна лазерна технологія испол-ся під час проведення різних вимірів та контролю розмірів, контролю якості матеріалів, виробів. Ці технології відрізняються високою швидкістю, дозволяють проводити вимірювання безконтактно. Лазерні вимірювачі дозволяють виявити поверхневі дефекти розміром до 1мкм, знаходити та кількісно визначати деформації різних деталей.

    Ультразвукові технології

Ультразвукова технологія-сов-ть процесів обробки матеріалів ультразвуком.

Ультразвук - не чутні людським вухом пружні хвилі, частоти яких перевищують 20кГц.

Ультразвукові технології- це технології, що ґрунтуються на використанні пружних механічних коливань ультразвукової частоти. Діапазон ультразвукових частот тягнеться від 16 кГц і вище.

Фізична сутність всіх процесів заснована на явищах та ефектах, що виникають при збудженні та поширенні в середовищі ультразвукових механічних коливань.

При дії ультразвукових коливань на середовище в ній виникають і поширюються змінні зміщення - стиснення і розрідження частинок цього середовища, що періодично чергуються.

В одних технологічних процесах ці явища та ефекти мають визначальний характер, в інших - супутній, що підвищує ефективність інших процесів, що протікають.

Застосування ультразвуку часто дозволяє вирішувати завдання, які іншими методами не вирішуються, наприклад, видалення сильних забруднень (очищення) виробів складної конфігурації з глухими отворами або мікрокапілярних структур, зварювання різнорідних і різнотовщинних металів, паяння та лудіння матеріалів з окисними плівками складів, що складаються складно, інтенсифікація процесів приготування компаундів, барвників і багато інших.

Асистент кафедри ІСіОМ КобцеваГ.П.

Нетканими матеріалами називають текстильні полотна, які виготовляються з різних волокон без традиційних прийомів ткацтва чи плетіння.

За сферою застосування розрізняють:

  • для пошиття одягу;
  • побутові;
  • технічні;
  • пакувальні;
  • прокладочні;
  • основа штучної шкіри;
  • меблеві.


За способом скріплення неткані матеріали роблять такими способами:

  • Хімічне або адгезійне скріплення (клейовий спосіб).
  • Механічне скріплення: голкопробивний, прошивні способи, гідроструминний спосіб (технологія Спанлейс).


Полотнопрошивне полотновиготовляється шляхом ретельного прочісування заздалегідь підготовлених волокон і пропуску його через спеціальний перетворювач, який має волокна перпендикулярно один одному. Отримане полотно прошивають на в'язальній машині. Це: фланель, мотоцикл, сукно, драп, ватин.
Якісні показники: зносостійкі, високоеластичні, низькозмінні, повітропроникні, не схильні до усадки.

Ниткопрошивні полотнавиходять шляхом переплетення системи двох ниток. Спеціальним чином. Вони накладаються одна на одну і скріплюються тамбурним стібком. Це: полотно блузкове, платтяве, використовується для пошиття купального одягу.
Такі тканини: формостійкі, мають низьку теплопровідність, гігроскопічні, повітропроникні, практично не обсипаються на зрізах, добре розтяжні.

Тканепрошивні полотнавиготовляються за рахунок просування текстильних петельна трикотажній основі. Це махрові полотна на кшталт «джинтарс» та «тейка», штучні хутра.
Такі тканини відрізняються високою гігроскопічністю, гігієнічністю, міцністю.

Клеєні полотнавиготовляються шляхом склеювання волокон рідкими клейовими розчинами, сухими. пластичними речовинами, за рахунок клейових речовин, що наносяться до структури волокна. Прикладом таких полотен є: бортовка, теплоізоляційні полотна, флізелін, прокламелін, з, основа під штучну шкіру.
Такі полотна стійкі до нагрівання, прання та хімчистки, мають високі показники пружності та жорсткості, повітропроникності.

Голкопробивні полотнавиготовляється шляхом численного пробивання полотна розжареними голками із зазубринами. Представники: ватин, синтепон, полотно прокладочне, теплоізоляційне полотно.
Відрізняються високою міцністю, теплоізоляцією, формостійкістю.

Полотна, які отримують валальним способом: фільц, повсть, одеальні тканини. Це міцні теплоізоляційні тканини.

Аероформування: процес полягає у змішуванні волокон з повітрям, отриману вату надалі напилюють на спеціальну стрічку. Така технологія використовується для виробництва серветок та дитячих підгузків.

НЕТКАНІ МАТЕРІАЛИ, полотна та вироби, що виготовляються з волокон, ниток або (і) ін. видів матеріалів (текстильних та поєднань їх з нетекстильними, напр. плівками) без застосування прядіння та ткацтва. У порівнянні з традиц. способами произ-ва в текстильної пром-сті - ткацтвом і прядінням-виробництво нетканих матеріалів відрізняється простотою технології (у т.ч. скороченням числа технол. стадій), підвищенням продуктивності обладнання і, отже, меншими капітальними і трудовими витратами, різноманітністю асортименту полотен, можливостями раціон. використання разл. сировини, нижчою собівартістю продукції, можливістю макс. автоматизації произ-ва, тобто. створення потокових ліній і фабрик-автоматів, а самі неткані матеріали мають хороші експлуатац. св-ва. Тому неткані матеріали стали одним із осн. видів совр. текстильної продукції, хоча велике пром. произ-во їх виникло лише 40-х гг. 20 ст. Світове виробництво нетканих матеріалів бл. 16 млрд. м 2 (1985), причому частку США припадає 59% всіх вироблених в капіталістичні. країнах нетканих матеріалів, країн Зап. Європи-32%, Японії-9%.

Розрізняють неткані матеріали типу тканин (холстопрошивні, нитко-прошивні, тканепрошивні, голкопробивні, клеєні, комбіновані) та ватини (холстопрошивні, голкопробивні, клеєні), а також побутового та техн. призначення.

Св-ва нетканих матеріалів залежить від їх структури та методу произ-ва, природи сировини. Неткані матеріали виробляють із натур. (бавовняних, лляних, вовняних) та хім. (напр., віскозних, поліефірних, поліамідних, поліакрилонітрильних, поліпропіленових) волокон, а також вторинної волокнистої сировини (волокна, регенеровані з клаптя та ганчір'я) та коротко-волокнистих відходів хім. та ін галузей пром-сті.

основ. технол. операції отримання нетканих матеріалів: 1) підготовка сировини (розпушування, очищення від домішок та змішування волокон, перемотування пряжі та ниток, приготування сполучних, розчинів хімікатів, напр. отверджувачів, агентів набухання волокон, ПАР, і т. д.); 2) формування волокнистої основи (напр., полотна, системи ниток); 3) скріплення волокнистої основи єдину систему(Отримання нетканого матеріалу); 4) оздоблення нетканого матеріалу.

Отримання волокнистої основи.Волокнистий полотно-шар текстильних волокон (поверхнева плотн. 10-1000 г/м 2 і бол її)-найчастіше отримують хутро. способом: на чесалъ-кой машині з волокон довжиною 45-150 мм формують прочісування, або ватку (безперервний тонкий шар волокон з поверхневою плотн. бл. 20 г/м 2), який за допомогою спец. пристосування укладається один на одного під різними кутами, в результаті чого в полотні отримують поздовжню або поздовжньо-поперечну орієнтацію волокон.

При аеродинамічній. способі розчесані волокна захоплюються потоком повітря і переносяться каналом (дифузором) на сітчастий барабан або транспортер, де укладаються з утворенням полотна безшарової структури (неорієнтоване розташування волокон). Гідравліч. (мокрим) способом полотно формують з водної суспензії короткихпрядомих волокон на сітці папероробної машини. Електростатич. способом полотно отримують, укладаючи заряджені волокна рівномірним шаром на транспортері, що має заряд протилежного знака. Волокнообразующим способом полотно отримують укладанням на сітчастій пов-сті транспортера безперервних волокон (ниток) безпосередньо після їх формування з розплаву або розчину полімеру.

Волокнисту основу з ниток (система ниток) формують укладанням дек. шарів пряжі або готових хім. ниток упорядкування, напр. у вигляді сітки, чи хаотично.

Отримання та застосування нетканих матеріалів.Волокнисту основу скріплюють фіз.-хутр., фіз.-хім. або комбінованими способами.

Фіз.-х і м. з по соби скріплення волокнистої основи у виробі нетканих матеріалів найпоширеніші; їх застосовують для отримання нетканих клеєних матеріалів. Волокна (нитки) у полотні скріплюються в єдину систему сполучною внаслідок адгезійного (аутогезійного) взаємодій. на межі контакту сполучна -волокно (нитка). В якості сполучних використовують еластомери, термопластичні та термореактивні полімери у вигляді дисперсій, розчинів, аерозолів, порошків, легкоплавких і бікомпонентних волокон. Іноді сполучне не використовують; у разі основу нетканих матеріалів піддають спец. обробці (тепловий, хім. реагентами, газами), що призводить до зниження т-ри плинності полімеру, з якого виготовлені волокна (нитки) волокнистої основи, або до появи "липкості" на їх пов-сті в результаті набухання, пластифікації та ін. ., що сприяє скріпленню волокон у місцях їх контакту.

Розрізняють дек. осн. способів отримання нетканих клеєних матеріалів. Широко поширений метод просочення полотна рідкими сполучними (дисперсіями та розчинами бутадієн-акрилоні-трильного каучуку, полістиролу, полівінілацетату, полівінілового спирту, акрилових кополімерів або ін.). Методи просочення різноманітні: полотно занурюють у ванну зі сполучною; піна сполучного подається в зазор двох валів, через який безперервно проходить полотно; сполучна розпорошується на пов-сть полотна спец. пристроями; наноситься друкуванням за допомогою гравірованих валів, шаблонів (аналогічно нанесенню малюнка на тканину). Після просочення полотно піддають сушінню та термообробці гарячим повітрям або ІЧ випромінюванням у спец. камерах або на каландрах.

Папероробним способом неткані матеріали отримують з коротких текстильних волокон (2-12 мм), до яких іноді додають деревну целюлозу, на звичайному папероробному устаткуванні (див. Папір) і з волокон підвищеної довжини (40 мм і більше) на папероробних машинах з похилою. сіткою. Сполучні -синтетич. латекси, легкоплавкі волокна (зазвичай полівінілхлоридні), фібриди (див. Папір синтетичний) і бікомпонентні волокна-вводять у полотно до або після його виливки на папероробній машині. Потім полотно сушать і піддають термообробці, як у попередньому способі просочення. Отримані неткані матеріали папероподібні; застосування довших волокон покращує їх текстильні св-ва. Цим способом отримують (при високій продуктивності до 300 м/хв) неткані матеріали одноразового користування, напр. скатертини, пелюшки, постільна білизна, серветки.

Більш прогресивним, ніж просочення, є метод термоскріплення, т.к. виключається застосування рідких сполучних, не потрібно очищення стічних вод і т.д. При цьому можна отримати неткані матеріали разл. структур та св-в. Полотно формують з т.зв. базових волокон - поліамідних, віскозних, поліефірних або їх сумішей з легкоплавкими (поліпропіленовими, полівінілхлоридними) та бікомпонентними волокнами. На полотно або окремі шари прочісування наносять спец. пристроями порошки смол (феноло- або меламіно-форм-альдегідних) і (або) пластифікатори або тільки розчин для набухання поверхневого шару волокон. Після цього полотно надходить у термокамеру, а потім на каландр, на якому в результаті пресування відбувається склеювання.

Різновид способу - локальне нагрівання полотна голками або ребрами валу, коли утворюються зони сплавлення (зварювання), що скріплюють полотно (порошкоподібне сполучне не використовується). Зварювання можна здійснювати також струмами високої частоти, ультразвуком , лазером . Цим способом одержують більш об'ємні матеріали, ніж розглянутим вище.

Фільєрний спосіб виробництва нетканих матеріалів з розчинів і розплавів полімерів розвивається прискореними темпами (на його частку припадає вже 30% виробництва нетканих матеріалів від їх загального обсягу). Цей спосіб поєднує в хімічний. волокон та нетканих матеріалів. Волокна (нитки) у полотні, сформованому на сітці приймального, що рухається транспортера (після виходу волокон з фільєр), склеюються один з одним у місцях перетину аутогезійно, якщо вони не втратили своєї "липкості", в іншому випадку їх скріплюють пров'язуванням, голкопроколюванням. або будь-яким фіз.-хім. способом. Фільєрним способом можна формувати полотно із волокон будь-якої довжини, навіть практично нескінченної. Збільшення довжини волокон різко підвищує коефіцієнт. використання їх міцності в нетканих матеріалах, що дозволяє знизити вимоги до св-вам сполучного або зменшити його вміст у матеріалі, внаслідок чого збільшується пористість матеріалу. Фільєрні установки можна використовувати для формування з великою швидкістю не тільки полотен, але й складної конфігурації виробів.

наиб. перспективні клеєні неткані матеріали, що виробляються по нової технологіїіз плівок (поліетиленової, поліпропіленової, поліамідної), що виключає отримання волокон. Сутність способу полягає в тому, що полімерну плівку розщеплюють на фібрили (на голкопробивній машині або спец. Фібриляторами) і потім скріплюють .

Клеєні неткані матеріали використовують як тепло-і звукоізоляційні, фільтрувальні, тарні та обтиральні полотна, як основу під полімерні покриття (мистецтв. шкіра, лінолеум, клейонка) та абразивні матеріали, як прокладні матеріали для одягу, полотна для поліграфії, матеріали для армування пластмас.

Фіз.-мех. з пособи-пров'язування, голкопроколювання, своялочування.

В'язально-прошивні неткані полотна виготовляють на спец. машинах шляхом пров'язування нитками або пучками волокон волокнистих полотен (холстопрошивні неткані матеріали), системи ниток (нитепрошивні неткані матеріали), а також їх комбінацією з ін. матеріалами (каркаснопрошивні неткані матеріали), напр. з тканинами (тканепрошивні), плівками (плівкопрошивні). На всіх машинах для вироблення в'язально-прошивних нетканих матеріалів здійснюється процес петлеутворення, як при виробництві трикотажу за винятком того, що на кожну голку прокладається окрема нитка. Всі голки машини переміщуються одночасно, проколюють волокнисту основу і повертаються у вихідне положення, протягуючи через неї нитку, що пров'язує. Для пров'язування використовують пряжу з бавовни, капронові, лавсанові, хлоринові та ін комплексні нитки.

наиб. економічний холстопрошивний спосіб, причому ниткопрошивні неткані матеріали близькі по св-вам тканин і трикотажу. Асортимент полотен, що виготовляються за цією технологією, надзвичайно широкий: замінники тканин для одягу, махрові рушники, мистецтв. хутро, декоративні полотна тощо; в техніці-теплозвукоізоляції. матеріали, прокладки, основа для синтетич. покриттів та ін.

Голкопробивні неткані матеріали виготовляють на голкопробивних машинах. Скріплення волокон у полотні здійснюється в результаті їхнього хутра. переплутування при багаторазовому проколюванні полотна голками із зазубринами. Особливості голкопробивних машин, конструкція голок, глибина і щільність голкопроколювання мають вирішальний вплив на структуру нетканих матеріалів і, отже, на їх характеристики. Для поліпшення св-в голкопробивні неткані матеріали піддають спец. обробці (просочення латексами, термообробці полотен, що містять високоусадкові або легкоплавкі волокна) або перед голкопроколюванням полотно дублюють з армуючим матеріалом (напр., з тканиною, плівкою).

Модифікація способу-переплутування волокон полотна тонкими струменями води або газу, що викидаються під великим тиском із сопел.

Цим способом виробляють, напр., фільтрувальні полотна для разл. середовищ, теплозвукоізоляції. та техн. сукна, ковдри, Підлогові покриття, Геотекстильні матеріали, що володіють високими проникністю (як пісок) і міцністю (використовують їх як дренажно-фільтруючий матеріал при стр-ві доріг, дамб, мостів, будівель та ін).

Валяльно-повстяним способом одержують неткані матеріали з чистововняних волокон або суміші їх з хімічними (до 40%) шляхом хутра. впливів на волокнистий шар у вологому середовищі при підвищеній т-рі. Вовняні волокна у умовах лагідні (переміщаються, переплітаються, ущільнюються), утворюючи повсть. Отриманий напівфабрикат піддають валянню на разл. машинах для подальшого ущільнення, усадки та надання йому заданої форми та розмірів. Потім валяне полотно або виріб направляють на мокре оздоблення, сушіння та сухе оздоблення. Цим способом отримують повсті, валяні та фетрові вироби (взуття, головні убори).

Комбінір. за допомогою отримання нетканих матеріалів, що включають дек. методів скріплення волокнистої основи застосовують для отримання нетканих матеріалів підвищеної якості (напр., більшої формостійкості, підвищеної міцності, з кращими деформаційними св-вами). Так, елсктрофлоковані неткані матеріали виготовляють орієнтованим нанесенням в електрич. поле високої напруги щодо коротких волокон (довжина 0,3-10 мм) на основу (напр., текстильну тканину або плівку), попередньо покриту клеєм . Остаточне закріплення волокон у клейовому шарі проводять у сушильній камері. Цим способом виготовляють неткані матеріали, що імітують натуральну замшу, хутро, пакувальні матеріали та ін.

Залежно від призначення неткані матеріали випускають у невибіленому (суворому) вигляді або піддають обробці (напр., відбілювання, фарбування, стрижка ворсу).

Бершев Є.М., Куріцина Ст Ст, Куриленко А. І., Смирнов Р. П., Технологія виробництва нетканих матеріалів, М., 1982; Озеров Б. В., Гусєв В. Є., Проектування виробництва нетканих матеріалів,М., 1984.

В.М.Горчакова.