ما هو القماش غير المنسوج: أنواع البولي بروبيلين، مقاومة الماء وأكياس البولي بروبيلين

ما هو أقمشة غير منسوجة ?

القماش غير المنسوج عبارة عن ورقة أو شبكة من الألياف المرتبطة ببعضها البعض بوسائل ميكانيكية أو حرارية أو كيميائية - بدون نسج أو حياكة أو أي تشابك للخيوط الفردية. يصف التعريف الصادر عن INDA (رابطة صناعة الأقمشة غير المنسوجة) الأقمشة غير المنسوجة بأنها مجموعات ليفية مصممة هندسيًا ليست منسوجة ولا محبوكة والتي لم يتم تحويلها إلى خيوط كخطوة وسيطة. يتم وضع الألياف في شبكة - بشكل عشوائي، أو اتجاهي، أو في طبقات - ثم يتم دمجها في بنية ورقة متماسكة.

تحدد طريقة الربط خصائص البنية النهائية بقدر ما يحدد نوع الألياف. يتم دمج الأقمشة غير المنسوجة المرتبطة حراريًا بالحرارة - إما من خلال الصقل (البكرات الساخنة التي تذيب تقاطعات الألياف) أو الترابط عبر الهواء (الهواء الساخن الذي يتدفق عبر الويب). تستخدم الأقمشة غير المنسوجة المرتبطة كيميائيًا راتنجات رابط يتم تطبيقها عن طريق التشبع أو الرش أو الطباعة. تشمل الأنواع المرتبطة ميكانيكيًا الأقمشة المثقوبة بالإبرة (الإبر الشائكة التي تشابك الألياف فعليًا) والأقمشة المتشابكة مائيًا (السبونليس)، حيث تتشابك نفاثات الماء عالية الضغط مع شبكة الألياف دون أي رابط. تنتج كل طريقة نسيجًا يتميز بالقوة والنعومة والنفاذية وخصائص التكلفة التي تناسب الاستخدامات النهائية المختلفة.

تعد الأقمشة غير المنسوجة واحدة من أسرع القطاعات نموًا في صناعة النسيج العالمية، حيث تشمل التطبيقات المنتجات الطبية والنظافة ذات الاستخدام الواحد، والمنسوجات الأرضية المتينة وترشيح البناء، والديكورات الداخلية للسيارات، وأغطية المحاصيل الزراعية، وأكياس التسوق القابلة لإعادة الاستخدام. تجاوز سوق الأقمشة غير المنسوجة العالمية 50 مليار دولار أمريكي في عام 2023 ويستمر في النمو، مدفوعًا بالطلب على منتجات النظافة، والاستثمار في البنية التحتية، والتحول بعيدًا عن المواد البلاستيكية ذات الاستخدام الواحد في التعبئة والتغليف.

الفرق بين الأقمشة المنسوجة وغير المنسوجة

يعد الاختلاف الهيكلي بين الأقمشة المنسوجة وغير المنسوجة أمرًا أساسيًا، وهو يؤدي تقريبًا إلى كل اختلاف في خصائصها وتطبيقاتها.

A القماش المنسوج يتم إنتاجها على النول عن طريق تشابك مجموعتين متعامدتين من الخيوط - السداة (بالطول) واللحمة (بالعرض) - في نمط متكرر محدد. إن التجعيد الذي تم إنشاؤه عند تقاطع الخيوط يمنح الأقمشة المنسوجة ثبات أبعادها المميز ويدها المتسقة وقوتها متباينة الخواص (أقوى على طول محاور الغزل وأضعف عند التحيز). تتطلب الأقمشة المنسوجة خطوات وسيطة من غزل الألياف إلى خيوط ثم تشابك الخيوط على النول، مما يجعلها أكثر كثافة في المعالجة وأكثر تكلفة بشكل عام لكل وحدة مساحة من الأقمشة غير المنسوجة.

A قماش غير منسوج ينتقل مباشرة من الألياف أو البوليمر إلى الورقة النهائية، متخطيًا كلاً من الغزل والنسيج. هذا التحويل المباشر هو السبب في أن الأقمشة غير المنسوجة تكون مجدية اقتصاديًا بأوزان أساسية منخفضة جدًا - لا يمكن إنتاج 10-20 جم/م² من ألياف البولي بروبيلين المستخدمة في الستائر الطبية وأغطية المحاصيل اقتصاديًا كقماش منسوج. وتتمثل المقايضة في أن معظم الأقمشة غير المنسوجة لديها قوة شد أقل بالنسبة لوزنها مقارنة بالأقمشة المنسوجة، واستعادة محدودة للتمدد، و- في العديد من الإنشاءات - متانة سطحية أقل تحت التآكل.

ما هو أقمشة غير منسوجة من مادة البولي بروبيلين؟

تعتبر الأقمشة غير المنسوجة من مادة البولي بروبيلين (PP) هي المادة السائدة في الإنتاج غير المنسوج على مستوى العالم، حيث تمثل حوالي 60٪ من إجمالي إنتاج الأقمشة غير المنسوجة من حيث الوزن. يتم إنتاجه بشكل أساسي بواسطة عملية سبونبوند : يتم صهر كريات راتينج البولي بروبيلين في جهاز بثق ويتم دفعها من خلال مغازل دقيقة لتكوين خيوط متواصلة، والتي يتم وضعها على حزام ناقل متحرك في نمط شبكة عشوائي ثم يتم ربطها حرارياً - عادةً عن طريق لفة تقويم ساخنة تعمل على لحام الخيوط عند نقاط العبور دون ذوبان الشبكة بالكامل. والنتيجة هي نسيج متماسك يتم إنتاجه في خط إنتاج واحد متكامل من البوليمر الخام إلى اللفة النهائية، دون أي ألياف وسيطة أو مرحلة غزل.

تتوافق خصائص مادة البولي بروبيلين غير المنسوجة بشكل جيد مع مجموعة واسعة من التطبيقات: فهي خفيفة الوزن (تتراوح الأوزان الأساسية النموذجية من 10 إلى 150 جم / م²)، وخاملة كيميائيًا، ومقاومة لمعظم الأحماض والقلويات والمذيبات، ومستقرة الأبعاد، ويمكن إنتاجها بعرض يصل إلى 5 أمتار على الخطوط التجارية. تبلغ درجة انصهاره حوالي 160 درجة مئوية مما يعني أنه يتحمل عمليات التعقيم ولكن لا يمكن كيه مباشرة. تبلغ كثافة مادة البولي بروبيلين 0.91 جم/سم مكعب — أقل من كثافة الماء — مما يعني أن نسيج البولي بروبيلين ومنتجاته تطفو ويمكن إعادة تدويرها بسهولة عند فصلها عن المواد الأخرى.

يتم أيضًا إنتاج البولي بروبيلين غير المنسوج من خلال عملية الذوبان، والتي تجبر مادة البولي بروبيلين المنصهر من خلال فتحات القالب الدقيقة وتسحب الشعيرات بهواء ساخن عالي السرعة لإنتاج ألياف دقيقة للغاية (قطر 1-5 ميكرون، مقابل 15-35 ميكرون للألياف المغزولة). يحتوي Meltblown PP على أحجام مسام أصغر بكثير ويستخدم كطبقة ترشيح في أجهزة التنفس N95 والأقنعة الجراحية. تقوم مركبات SMS (spunbond-meltblown-spunbond) بطبقة طبقة خارجية ناعمة وقوية من spunbond مع قلب ترشيح منتفخ للجمع بين السلامة الهيكلية وأداء الحاجز - البناء القياسي للعباءات الطبية والستائر وأغطية النظافة التي تستخدم لمرة واحدة.

هل مادة البولي بروبيلين مقاومة للماء؟ شرح الأقمشة غير المنسوجة المقاومة للماء

مادة البولي بروبيلين كارهة للماء بطبيعتها - فتركيبتها الجزيئية غير القطبية ليس لها أي صلة بالماء، ولا يبلل الماء أو يخترق أسطح ألياف البولي بروبلين في الظروف العادية. تعني هذه الكارهة للماء أن الأقمشة غير المنسوجة PP تقاوم اختراق الماء على مستوى الألياف. ومع ذلك، ما إذا كان القماش غير المنسوج PP مقاوم للماء بشكل فعال عند الاستخدام يعتمد على بنيته - على وجه التحديد، حجم المسام بين الألياف بالنسبة لضغط الماء على سطح القماش.

يتم استخدام مادة PP غير المنسوجة القياسية (المستخدمة في الأكياس، وأغطية النظافة، والأفلام الزراعية). مقاومة للماء ولكنها ليست مقاومة للماء بالكامل تحت الضغط الهيدروستاتيكي. سوف يصد الرذاذ الخفيف والأمطار الخفيفة ولكنه سيسمح للماء بالاختراق تحت ضغط مستمر أو عند غمره، لأن مسامات الألياف الداخلية - رغم أنها صغيرة - ليست مغلقة. تبلغ مقاومة الرأس الهيدروستاتيكي للنسيج المنسوج PP النموذجي 40-80 جم/م2 50-200 مم، مقارنة بـ 1000-10000 مم للقماش المنسوج المقاوم للماء تمامًا مع طبقة رقيقة من غشاء البولي يوريثان.

حقا قماش غير منسوج مقاوم للماء يتم تحقيق ذلك من خلال معالجة إضافية: يؤدي تصفيح فيلم البولي إيثيلين (PE) إلى دعامة PP spunbond إلى إنشاء مركب مع عدم اختراق السائل في طبقة الفيلم مع الحفاظ على السطح الناعم الذي يشبه القماش للوجه غير المنسوج. يعتبر هذا البناء غير المنسوج PP المصفح بـ PE قياسيًا لأغطية الطاولات الطبية التي تستخدم لمرة واحدة، وواقيات المراتب المقاومة للماء، وأغشية المهاد الزراعية حيث يكون أداء حاجز السائل مطلوبًا إلى جانب مزايا التكلفة والتعامل مع الهيكل غير المنسوج. وبدلاً من ذلك، يمكن طلاء شبكة الأغشية بطبقة نهائية طاردة للماء (قائمة على الفلوروكربون أو السيليكون) لتعزيز مقاومة السطح دون العزل الكامل للماء - وهي مناسبة للتطبيقات التي يجب الحفاظ على التهوية إلى جانب مقاومة الماء، مثل المآزر الواقية وأغطية المحاصيل.

أكياس PP غير المنسوجة: الخصائص والتطبيقات

الأكياس غير المنسوجة من مادة البولي بروبيلين - الأكياس الصلبة الجوانب والقابلة للطباعة الزاهية والقابلة لإعادة الاستخدام والمستخدمة على نطاق واسع كحقائب البقالة والحقائب الترويجية وأكياس التسوق بالتجزئة - مصنوعة من قماش غير منسوج من مادة البولي بروبيلين، عادة في نطاق وزن 70-120 جم / م²، مقطوعة ومخيطة أو ملحومة بالموجات فوق الصوتية في شكل حقيبة. لقد أصبحت بارزة كبديل للأكياس البلاستيكية ذات الاستخدام الواحد وتم اعتمادها على نطاق واسع من قبل تجار التجزئة على مستوى العالم كحل تغليف قابل لإعادة الاستخدام.

الخصائص العملية التي تجعل spunbond PP مناسبًا تمامًا لتطبيقات الأكياس هي صلابته (الهيكل المرتبط حرارياً يحافظ على شكله بدون إطار)، وقابلية الطباعة الممتازة (يقبل السطح أحبار المذيبات والأحبار المائية للحصول على رسومات عالية الجودة)، والوزن المنخفض، والتكلفة. تزن حقيبة البقالة غير المنسوجة PP القياسية بوزن 80 جم/م2 حوالي 50-70 جرامًا ويمكنها حمل حمولات من 5 إلى 10 كجم دون أن تتمزق عندما يتم تعزيز الدرزات بشكل صحيح - تعتمد سعة الحمولة بشكل أساسي على بناء الدرز وطريقة ربط المقبض بدلاً من قوة شد القماش.

يتم تسويق الأكياس غير المنسوجة PP على أنها قابلة لإعادة الاستخدام وقابلة لإعادة التدوير، ولكن كلا الادعاءين يتطلبان التأهيل. قابلية إعادة الاستخدام حقيقية - فقد وجدت الدراسات أن الأكياس غير المنسوجة PP لها عمر صالح للاستخدام يتراوح بين 50 إلى 100 استخدام في ظل ظروف البيع بالتجزئة العادية قبل فشل المقبض أو التماس. عادةً ما يُشار إلى نقطة التعادل البيئي مقابل الأكياس البلاستيكية LDPE ذات الاستخدام الواحد (من حيث إجمالي تأثير دورة الحياة) على أنها 8-12 استخدامًا، مما يعني أن الأكياس المستخدمة باستمرار لموسم أو أكثر توفر فائدة بيئية صافية. إن إمكانية إعادة التدوير ممكنة من الناحية الفنية - البولي بروبلين عبارة عن بوليمر معاد تدويره على نطاق واسع - ولكن من الناحية العملية، فإن شكل الكيس ووزن القماش وبنية المواد المختلطة (القماش بالإضافة إلى المقابض بالإضافة إلى أي صفائح أو تقوية) تجعل الفرز والمعالجة في مسارات إعادة التدوير القياسية أمرًا صعبًا. توجد برامج مخصصة لإعادة تدوير منسوجات PP في بعض الأسواق ولكنها ليست متاحة عالميًا.

إلى جانب أكياس التسوق بالتجزئة، تشمل تطبيقات الأكياس غير المنسوجة PP البذور الزراعية وأكياس الأسمدة، والتعبئة الصناعية السائبة (الأكياس الكبيرة / حاويات فيبك تستخدم PP المنسوج، ولكن الأكياس غير المنسوجة الأصغر تستخدم للمحتويات الغذائية والحساسة للنظافة)، وأكياس النفايات الطبية، وأكياس حمل ترويجية للأحداث والمعارض التجارية وتسويق العلامات التجارية.