فرایندهای تولید بی بافت ها یا پارچه سوزنی

معمولاً با قرارگیری الیاف کوتاه در کنار یکدیگر و تشکیل یک ورقه یا لایه، و سپس اتصال آن ها بصورت مکانیکی (بطور مثال در مورد نمد با درگیر کردن الیاف توسط سوزن های دندانه دار به شکلی که اصطکاک بین الیاف باعث تولید پارچه مستحکم تری می شود)، با استفاده از چسب، یا حرارت (با بکارگیری بیندر (به شکل پودر، خمیر، یا مذاب پلیمر) و ذوب کردن بیندر در داخل لایه با افزایش دما) تولید می شوند.

2-1 بی بافت های الیاف کوتاه

این بی بافت ها در 4 مرحله تولید می شوند. الیاف ابتدا ریسیده شده، به طول چند سانتی متر برش خورده، و بصورت عدل  در می آیند. سپس این الیاف کوتاه مخلوط شده، در یک فرایند چند مرحله ای باز شده، روی یک نوار نقاله پخش شده، و توسط فرایندهای ترریزی ، هواریزی  یا کاردینگ و لایه گذاری  یک لایه یکنواخت را تشکیل می دهند. در فرایند ترریزی معمولاً الیاف با طول 25/0 تا 75/0 اینچ (64/0 تا cm 91/1) استفاده می شود، اما اگر الیاف سفت و ضخیم باشند گاهی اوقات الیاف با طول بیشتر نیز استفاده می شود.

در فرایند هواریزی معمولاً الیاف با طول 5/0 تا 0/4 اینچ (3/1 تا cm 2/10) استفاده می شود. در روش کاردینگ معمولاً الیافی با طول حدود 5/1 اینچ استفاده می شود. ریون که لیف رایجی در تولید بی بافت ها بود، امروزه تا حد زیادی با پلی  اتیلن ترفتالات (PET) و پلی پروپیلن (PP) جایگزین شده است. الیاف شیشه با استفاده از روش ترریزی بصورت لایه هایی در می آیند که در پوشش های سقفی استفاده می شود.

مخلوط الیاف مصنوعی به همراه سلولز برای استفاده در پارچه های یکبار مصرف ترریزی می شوند. عمل اتصال در بی-بافت های الیاف کوتاه با استفاده از حرارت یا رزین انجام می شود. اتصال می تواند در کل لایه و با استفاده از اشباع رزین یا اتصال حرارتی کلی، و یا می تواند با یک الگوی مشخص از طریق چاپ رزین یا اتصال حرارتی نقطه ای انجام شود.  بی بافت های ذوب ریسی  شده با استفاده از الیاف بلندی که از اکسترود کردن مذاب پلیمر و عبور دادن آن از درون یک رشته‌ساز  حاوی 40 سوراخ در اینچ تولید شده و در ادامه تحت کشش قرار گرفته و با عبور هوای گرم از روی آن ها خنک شده اند تهیه می شوند. لایه به دست آمده روی غلتک هایی جمع آوری شده و سپس به محصولات نهایی تبدیل می شوند.

الیاف با ظرافت بسیار بالا (معمولاً پلی پروپیلن) نسبت به دیگر الیاف ذوب¬ریسی شده استحکام کمتری داشته، اما به دلیل قطر بسیار کمی که دارند خواص منحصر به فردی را ارائه می دهند. لایه های ذوب ریسی شده اغلب با لایه¬های اسپان باند  ترکیب می‌شوند تا لایه های SM یا SMS را تشکیل دهند، که استحکام بالایی داشته و مزایای الیاف ظریف مانند فیلتراسیون، افت فشار کم در زمان استفاده به عنوان ماسک و فیلتر، و خواص فیزیکی مانند عایق صوت در زمان استفاده در ماشین ظرف‌شویی را ارائه می دهند. یکی از بزرگترین مصرف کنندگان مواد SM و SMS صنعت پوشک و نوار بهداشتی است.

1.  بی بافت های اسپان لید

این بی بافت ها در یک فرایند ممتد تولید می¬شوند. الیاف ریسیده شده و سپس مستقیماً توسط صفحات منحرف کننده یا جریان هوا بصورت یک لایه در می آیند. این تکنیک باعث سرعت بالاتر نوار نقاله و هزینه های کمتر می شود. گونه های مختلفی از این روش مانند ماشین آلات REICOFIL موجود است. اسپان باندهای PP نسبت به PET سریع تر و در دماهای پایین تری تولید می شوند که به دلیل تفاوت در دماهای ذوب آن ها است.

اسپان باندها با بی بافت های ذوب ریسی شده ترکیب شده و لایه ای با نام SMS را تولید می کنند. بی بافت های ذوب ریسی شده الیاف با ظرافت بالایی دارند اما پارچه هایی با استحکام بالا نیستند. پارچه های SMS که از PP تولید شده اند دافع آب بوده و می توان از آن ها به عنوان پارچه های یکبار مصرف استفاده کرد. بی بافت های ذوب ریسی شده اغلب به عنوان فیلتر استفاده شده و توانایی جداسازی ذرات بسیار ریز را دارند. اتصال لایه های اسپان لید با رزین و یا با استفاده از حرارت انجام می شود.

با توجه به روش اتصال لایه های اسپان لید، Rieter نسل جدیدی از بی بافت ها را با نام Spunjet تولید کرد. Spunjet در حقیقت اتصال فیلامنت های اسپان لید با استفاده از فشار آب  است.کاغذ هواریزی شده کاغذ هواریزی شده منسوجی است که به عنوان یک پارچه بی افت تهیه شده از خمیر چوب دسته بندی می شود. بر خلاف فرایند متداول تولید کاغذ، کاغذ هواریزی شده از آب به عنوان محیط حامل برای الیاف استفاده نمی کند. الیاف توسط هوا جابجا شده و در ساختار کاغذ جای می گیرند.

دیگر فرایندها دو نوع اصلی از بی بافت های الیاف شیشه وجود دارد. لایه ترریزی شده یا «تیشوی  الیاف شیشه» که در آن ها از الیاف با دنیر  بالا در محدوده قطر 6 تا μm 20 استفاده شده است. لایه های تولید شده با روش شعله نازک کننده  یا «بالشچه » که در آن ها از الیاف ممتد با دنیر پایین در محدوده قطر 1/0 تا μm 6 استفاده شده است. نوع دوم مشابه بی بافت های ذوب ریسی شده ترموپلاستیک است، گرچه در دماهای بسیار بالاتری تولید می¬شود. برای ایجاد اتصال در لایه ترریزی شده تقریباً همیشه از رزین استفاده می شود، درحالیکه بالشچه ها با رزین خشک یا تر اسپری می شوند. از یک فرایند غیرمعمول برای تولید فیبریل‌های پلی اتیلن در یک سیال مشابه فرئون، تبدیل کردن آن ها به محصولی کاغذی و سپس کالندر کردن آن ها برای ایجاد Tyvek استفاده می شود.

عملیات اتصال هر دو نوع بی بافت های الیاف کوتاه و اسپان لید بدون ایجاد اتصال بین الیاف هیچ مقاومت مکانیکی ندارند. روش های متعددی برای ایجاد اتصال استفاده می شود:

• •    حرارتی
• •    استفاده از چسب حرارتی
• •    استفاده از یک آون بزرگ برای پخت
• •    کالندر کردن با استفاده از غلتک های داغ. سطح غلتک ها برای ایجاد اتصال کلی صاف است و برای تولید یک لایه نرم تر و با مقاومت در برابر پارگی بیشتر طرح دار است.

1. • فشار آب: ایجاد درگیری مکانیکی بین الیاف با استفاده از فشار آب.

•   فراصوت: در پارچه¬های عایق استفاده می شود.
•   سوزنی زنی: ایجاد درگیری مکانیکی بین الیاف با استفاده از سوزن های دندانه دار.

1. •    شیمیایی (فرایند ترریزی):

• •    استفاده از بیندرها (مانند امولسیون لاتکس یا پلیمرهای محلول) برای ایجاد اتصال شیمیایی بین الیاف. در روشی دیگر که هزینه بر است از الیاف یا پودر بیندر استفاده می شود که با افزایش دما ذوب شده و به دیگر الیاف متصل می شوند.
• •    نوعی از بی بافت های الیاف کوتاه پنبه با سدیم هیدروکسید عمل شد تا پیوند شیمیایی ایجاد شود. سود سوزآور باعث پیچ خوردن و انقباض الیاف سلولزی می شود.
• •    یک پلی آمید غیرمعمول (Cerex) در اثر عمل با اسید در فاز گازی دچار خود پیوندی می شود.
• •    ذوب ریسی: الیاف در حین سرد شدن با هوای داغ با یکدیگر درگیر می شوند.

3- قابلیت دور ریختن صنعت فاضلاب در حال تلاش برای تعریف واژه «قابلیت سیفون کردن » است. آن ها تولیدکنندگان را به انجام داوطلبانه این کار تشویق می کنند. آن ها همچنین تولیدکنندگان را به نشان دار کردن محصولاتی که این قابلیت را ندارند توصیه می‌کنند (مانند ایجاد لوگوی «غیر قابل سیفون کردن»).

صنعت فاضلاب به دنبال یک تعریف استاندارد از قابلیت سیفون کردن است که مورد تأیید نهادهای دیگر مانند NSF International نیز باشد. آن ها بر این باورند که محصولات باید برای سیستم های تصفیه و فاضلاب ایمن باشند. Orange County Sanitation District کمپینی با نام “What 2 Flush” ایجاد کرده که پیشنهاد می دهد تنها 3 چیز سیفون شود: ادرار، مدفوع و دستمال توالت.