Kuitukangas valmistetaan tyypillisesti kokoamalla pieniä kuituja yhteen arkin tai rainan muotoon (kuten paperi paperikoneella) ja sitomalla ne sitten joko mekaanisesti (kuten huovassa, lukitsemalla ne toisiinsa hammastetuilla neuloilla siten, että kuitujen välinen kitka johtaa vahvempaan kankaaseen), liimalla tai termisesti (levittämällä sideainetta (jauheena, tahnana tai polymeerisulana) ja sulattamalla sideaine rainan päälle lämpötilaa nostamalla).
Nitomattomat kuitukankaat Muokkaa
Nitomattomat kuitukankaat valmistetaan neljässä vaiheessa. Kuidut kehrätään ensin, leikataan muutaman senttimetrin pituisiksi ja asetetaan paaleiksi. Sen jälkeen katkokuidut sekoitetaan, ”avataan” monivaiheisessa prosessissa, levitetään kuljetinhihnalle ja levitetään tasaiseksi kankaaksi märkälaidoituksella, ilmalaidoituksella tai karstaus-/ristilaidoitusprosessilla. Märkälaidoituksessa käytetään yleensä 0,64-1,91 cm:n (0,25-0,75 tuuman) pituisia kuituja, mutta joskus myös pidempiä, jos kuitu on jäykkää tai paksua. Airlaid-käsittelyssä käytetään yleensä 1,3-10,2 cm:n (0,5-4,0 tuuman) kuituja. Karstausmenetelmissä käytetään yleensä 3,8 cm:n (1,5 tuuman) pituisia kuituja. Rayon oli ennen yleinen kuitukangas, mutta nykyään se on korvattu suurelta osin polyeteenitereftalaatilla (PET) ja polypropeenilla. Lasikuitu on märkälaidoitettu matoiksi, joita käytetään kattopinnoitteissa ja vyöruusuissa. Synteettikuitusekoitteita wetlaidataan yhdessä selluloosan kanssa kertakäyttökankaiksi. Kuitukankaat liimataan joko termisesti tai hartsilla. Liimaus voi tapahtua koko kuitukankaan pituudelta hartsikyllästyksellä tai kokonaisvaltaisella lämpöliimausmenetelmällä tai erillisenä kuviona hartsipainatuksella tai lämpöliimauspisteliimauksella. Katkokuitujen mukauttaminen tarkoittaa yleensä yhdistelmää sulapuhalluksen kanssa, jota käytetään usein korkealaatuisissa tekstiilieristeissä.
Sulapuhallus Muokkaa
Sulapuhalletut kuitukankaat valmistetaan suulattamalla sulatettuja polymeerikuituja jopa 40 reikää tuumaa kohti käsittävän linkousverkon tai suulakkeen läpi, jolloin muodostuu pitkiä, ohuita kuituja, jotka venytetään ja jäähdytetään johtamalla kuumaa ilmaa kuumien kuitujen yli, kun ne putoavat suulakkeesta. Tuloksena syntyvä kuitukangas kerätään rullille ja muunnetaan myöhemmin valmiiksi tuotteiksi. Erittäin hienot kuidut (tyypillisesti polypropeeni) eroavat muista suulakepuristetuista kuiduista, erityisesti kehrätystä sidoksesta, siinä, että niiden luontainen lujuus on alhainen mutta niiden koko on paljon pienempi ja ne tarjoavat keskeisiä ominaisuuksia. Usein kehrättyyn sidokseen lisätään sulapuhallusta, jolloin muodostuu SM- tai SMS-kudoksia, jotka ovat vahvoja ja tarjoavat hienojen kuitujen luontaiset edut, kuten hienosuodatuksen, alhaisen painehäviön, jota käytetään kasvonaamareissa tai suodattimissa, ja fysikaaliset edut, kuten äänieristyksen, jota käytetään astianpesukoneissa. Yksi suurimmista SM- ja SMS-materiaalien käyttäjistä on kertakäyttövaippa- ja naistenhoitoteollisuus.
Kehrätyt kuitukankaat Muokkaa
Kehrätyt kuitukankaat, joita kutsutaan myös kehrätyiksi kuitukankaiksi (spunbond), valmistetaan yhdessä jatkuvassa prosessissa. Kuidut kehrätään ja sen jälkeen ne hajotetaan suoraan kankaaseen deflektoreiden avulla tai niitä voidaan ohjata ilmavirroilla. Tämä tekniikka johtaa nopeampiin hihnanopeuksiin ja halvempiin kustannuksiin. Tästä konseptista on saatavilla useita muunnelmia, kuten REICOFIL-koneet. PP-kehruukudut kulkevat nopeammin ja alhaisemmissa lämpötiloissa kuin PET-kehruukudut, mikä johtuu pääasiassa sulamispisteiden erosta
Kehruukudut on yhdistetty sulapuhallettuihin kuitukankaisiin, jolloin niistä on muodostunut kerroksellinen tuote, jota kutsutaan SMS:ksi (spun-melt-spun). Sulapuhalletuilla kuitukankailla on erittäin hieno kuitujen halkaisija, mutta ne eivät ole vahvoja kankaita. Täysin PP:stä valmistetut SMS-kankaat ovat vettä hylkiviä ja riittävän hienoja käytettäväksi kertakäyttökankaina. Sulapuhallettuja kankaita käytetään usein suodatinmateriaaleina, sillä ne pystyvät keräämään hyvin hienoja hiukkasia. Kudotut kankaat sidotaan joko hartsilla tai termisesti. Rieter on tuonut markkinoille uuden sukupolven kuitukankaita nimeltä Spunjet. Spunjet on itse asiassa Spunlaid-filamenttien liimaus hydrokierrätyksen ansiosta.
FlashspunEdit
Flashspun-kankaat syntyvät ruiskuttamalla liuennutta hartsia kammioon, jossa liuotin haihtuu.
Air-laid paperEdit
Air-laid-paperi on puumassasta valmistettu kuitukankaaksi luokiteltu tekstiilimäinen materiaali. Tavallisesta paperinvalmistusprosessista poiketen ilmalaidoitetussa paperissa ei käytetä vettä kuitujen kantavana väliaineena. Kuidut kuljetetaan ja muotoillaan paperin rakenteeseen ilman avulla.
MuutEdit
Kuitukangas voidaan aloittaa myös kalvoista ja fibrilloida, serratoida tai tyhjiömuovata ne kuvioiduilla rei’illä. Lasikuitukankaita on kahta perustyyppiä. Wetlaid-matossa tai ”lasikudoksessa” käytetään märkähakattuja, raskaita denier-kuituja, joiden halkaisija on 6-20 mikrometriä. Liekkiä vaimentavissa matoissa tai ”vanuissa” käytetään epäjatkuvia hienoja denier-kuituja, joiden läpimitta on 0,1-6 denieriä. Jälkimmäiset ovat samanlaisia kuin sulapuhalletut kestomuovikuitukankaat, vaikkakin niitä käytetään paljon korkeammissa lämpötiloissa. Märkäpinnoitetut matot liimataan lähes aina märällä hartsilla verhopäällystimellä, kun taas vanut liimataan yleensä ruiskulla märällä tai kuivalla hartsilla. Eräässä epätavallisessa prosessissa polyeteenifibrillejä valmistetaan freonin kaltaisessa nesteessä, jolloin ne muodostuvat paperin kaltaiseksi tuotteeksi ja kalanteroidaan Tyvekiksi.
Liimaus Muokkaa
Edit
Sekä niitti- että kehrättyjen kuitukankaiden mekaaninen kestävyys olisi olematon ilman liimausvaihetta. Useita menetelmiä voidaan käyttää:
- lämpöliimaus
- lämpöliimauslaitteen käyttö
- suuren uunin käyttö kovettumiseen
- kalanterointi lämmitettyjen rullien läpi (kutsutaan spunbondiksi, kun sitä yhdistetään kehrättyihin kankaisiin), kalanterit voivat olla sileäpintaisia yleisen liimauslaitteen aikaansaamiseksi tai ne voivat olla kuvioidut pehmeämmän, repeytymiskestävämmän liimauslaadun aikaansaamiseksi,
- hydroliimaus: Kuitujen mekaaninen kietoutuminen toisiinsa vesisuihkujen avulla (kutsutaan myös nimellä spunlace)
- ultrasonic pattern bonding (ultraäänikuvioitu liimaus): käytetään korkeakuituisissa tai kangaseristeissä/peitteissä/peitteissä/sängynpeitteissä
- neulan rei’itys/neulahuovutus (needlepunching/needlefelting): kuitujen mekaaninen kietoutuminen toisiinsa neulojen avulla
- kemiallista liimausta (märkäpeittämisprosessi): sideaineiden (kuten lateksi-emulsioiden tai liuosmuodossa olevien monipolymeerien) käyttäminen, jotta kuidut voidaan liittää toisiinsa kemiallisella tavalla. Kalliimpi reitti käyttää sideainekuituja tai -jauheita, jotka pehmenevät ja sulavat pitämään muita sulamattomia kuituja yhdessä
- yksi puuvillakatkokuitutyyppi käsitellään natriumhydroksidilla maton kutistamiseksi, syövyttävä aine saa selluloosapohjaiset kuidut käpristymään ja kutistumaan toistensa ympärille sidontatekniikkana
- yksi epätavallinen polyamidi(Cerex) sidotaan itsestään kaasufaasihapolla
- sulatuspuhalluksella: kuitu sidotaan, kun ilman vaimentamat kuidut kietoutuvat toisiinsa samanaikaisen kuitu- ja rainanmuodostuksen aikana.