Co to jest włóknina? Definicja, przykłady i porównania tkanin

Co jest Włóknina ?

Włóknina to arkusz lub wstęga włókien połączonych ze sobą w procesach mechanicznych, termicznych lub chemicznych – bez konieczności tkania lub dziania. Zamiast przeplatać nici na krośnie, producenci układają włókna na macie, a następnie łączą je, igłują lub łączą w spójny arkusz. Rezultatem jest materiał, który działa jak tkanina, ale jest wytwarzany w zupełnie innym procesie produkcyjnym.

Formalna definicja stosowana przez stowarzyszenie branżowe INDA opisuje włókninę jako struktury arkuszowe lub sieciowe połączone ze sobą poprzez splątanie włókien lub włókien ciągłych za pomocą różnych środków mechanicznych, termicznych lub chemicznych — wyraźnie wykluczając materiały wykonane w drodze tkania, dziania, tuftowania lub łączenia ściegami z przędzy lub włókien ciągłych. To odróżnia włókninę od wszystkich konwencjonalnych metod produkcji tekstyliów.

Włókniny można wytwarzać z włókien naturalnych, takich jak bawełna, wełna lub juta, z polimerów syntetycznych, takich jak polipropylen, poliester i nylon, lub z mieszanek obu. Konkretny rodzaj włókna, metoda łączenia i gramatura tkaniny określają wytrzymałość, przepuszczalność, miękkość, trwałość i koszt gotowego materiału, dając producentom szczegółową kontrolę nad wydajnością dla każdego zamierzonego zastosowania.

Jak powstaje włóknina

Produkcja włókniny obejmuje dwa główne etapy: tworzenie wstęgi (układanie włókien) i wiązanie (trzymanie ich razem). Różne kombinacje tych etapów dają materiały o bardzo różnych właściwościach.

Metody tworzenia sieci

• Układanie na sucho: Włókna odcinkowe są zgrzeblone (czesane) w wstęgę i układane równolegle lub losowo. Jest to najpopularniejsza metoda w przypadku zastosowań chłonnych i miękkich.
• Spunbond: Ciągłe włókna są wytłaczane bezpośrednio ze stopionego polimeru, rozciągane i osadzane na przenośniku taśmowym w postaci losowej wstęgi przed sklejeniem. Polipropylen typu spunbond jest jedną z najpowszechniej produkowanych włóknin na świecie.
• Roztopiony: Polimer jest wytłaczany przez bardzo drobne dysze przy użyciu gorącego powietrza o dużej prędkości, tworząc niezwykle drobne mikrowłókna, które tworzą gęstą wstęgę o niskiej przepuszczalności. Warstwy typu Meltblown stanowią rdzeń filtracyjny masek chirurgicznych i półmasek N95.
• Układanie na mokro: Włókna są zawieszane w wodzie i osadzane na ruchomym ekranie, podobnie jak przy wytwarzaniu papieru. Włókniny układane na mokro stosowane są w papierach filtracyjnych, chusteczkach i papierach specjalistycznych.

Metody klejenia

• Wbijanie igieł: Igły kolczaste mechanicznie oplatają włókna, wielokrotnie nakłuwając wstęgę. Produkuje trwałe, grube tkaniny stosowane w geowłókninach, podkładach dywanowych i filcach przemysłowych.
• Łączenie termiczne: Do stopienia włókien termoplastycznych we wstędze stosuje się ciepło, stapiając je w punktach styku. Kalandrowanie (gorące walce) i łączenie powietrzem to dwa główne procesy termiczne.
• Wiązanie chemiczne: Na wstęgę nakłada się spoiwo (lateks, akryl lub inny klej) i utwardza. Powszechnie spotykany w chusteczkach, fizelinach i materiałach filtracyjnych.
• Splątanie wodne (spunlace): Strumienie wody pod wysokim ciśnieniem splatają ze sobą włókna bez spoiwa i ciepła. Produkuje miękkie, drapowane tkaniny stosowane w chusteczkach i zastosowaniach medycznych.

Przykłady i zastosowania włókniny

Włókniny można znaleźć w niemal każdej branży. Wiele produktów codziennego użytku jest wykonanych z włókniny, a użytkownik końcowy nie jest tego świadomy.

• Medycyna i higiena: Fartuchy chirurgiczne, obłożenia, maski na twarz, maski oddechowe N95, opatrunki na rany oraz wierzchnie warstwy pieluszek jednorazowych i podpasek higienicznych są wykonane z włókniny. Połączenie właściwości barierowych, miękkości i ekonomii jednorazowego użytku sprawia, że ​​włókniny idealnie nadają się do zastosowań medycznych.
• Torby na zakupy wielokrotnego użytku: „Torby z włókniny” sprzedawane w kasach supermarketów na całym świecie są zazwyczaj wykonane z polipropylenu typu spunbond — lekkiego materiału pozbawionego szwów, który można zgrzewać w kształt toreb bez szycia.
• Geotekstylia i tkaniny krajobrazowe: Włókninę polipropylenową i poliestrową stosuje się pod drogami, torami kolejowymi i nasypami do stabilizacji i drenażu gleby, a także w ogrodach jako okrywową roślinę tłumiącą chwasty.
• Filtracja: Filtry powietrza HVAC, samochodowe filtry kabinowe, filtry oleju i wkłady do filtracji wody wykorzystują media nietkane do wychwytywania cząstek.
• Wkładki odzieżowe: Warstwa usztywniająca wewnątrz kołnierzyków, pasów i klap marynarki jest prawie zawsze warstwą włókniny połączoną z zewnętrzną tkaniną pod wpływem ciepła.
• Chusteczki: Chusteczki nawilżane, chusteczki dla dzieci, chusteczki do czyszczenia gospodarstwa domowego i ręczniki do sklepów przemysłowych są produkowane z włóknin splatanych wodą (spunlace), często w mieszankach poliestru i wiskozy.
• Konstrukcja i izolacja: Folia domowa (taka jak Tyvek), podkłady dachowe i okładziny izolacji akustycznej to produkty nietkane przeznaczone do odprowadzania wilgoci i ochrony konstrukcji.
• Motoryzacja: Wykładziny bagażnika, podsufitki, wstawki w panelach drzwi i warstwy tłumiące hałas pod dywanikami w pojazdach są powszechnie produkowane z włóknin igłowanych lub wiązanych termicznie.

Włóknina a tkanina: podstawowe różnice

Tkaniny powstają poprzez przeplatanie dwóch zestawów przędz – osnowy (wzdłużnej) i wątku (poprzecznej) – pod kątem prostym na krośnie. Ta przeplatana struktura nadaje tkaninom charakterystyczną wytrzymałość w obu osiach, odporność na rozciąganie zgodnie ze splotem i tendencję do strzępienia się przy cięciu. Włókniny w ogóle nie mają struktury przędzy; ich włókna są połączone w mniej lub bardziej losowy sposób, co daje odrębny zestaw właściwości.

Połączenie tkane i włókninowe

Interfejs to materiał podkładowy nakładany na tkaninę odzieżową w celu nadania jej struktury, objętości lub sztywności. Stosuje się go do kołnierzyków, mankietów, pasów, przodów kurtek, paneli toreb i wszędzie tam, gdzie materiał musi zachować swój kształt. Powszechnie dostępne są zarówno połączenia tkane, jak i włókninowe, a wybór między nimi wpływa na zachowanie gotowej odzieży.

Tkane połączenie ma linie słojów, jak każda inna tkanina. Musi być przycięty na tym samym ziarnie co tkanina zewnętrzna, aby zapobiec ciągnięciu lub zniekształceniom. Rozciąga się nieznacznie pod wpływem nacisku, zachowuje się przewidywalnie pod wpływem stresu i ma tendencję do tworzenia bardziej dostosowanych, ustrukturyzowanych wyników. Jest to preferowany wybór w przypadku odzieży z najwyższej półki, szytych na miarę kurtek i zastosowań, w których połączenie będzie poddawane regularnym naprężeniom mechanicznym.

Włókninowy interfejs nie ma kierunku włókien — można go ciąć pod dowolnym kątem bez wpływu na zachowanie, co upraszcza układ i zmniejsza straty materiału. Nie strzępi się przy cięciu i jest generalnie tańszy. Jednakże włóknina wydaje się sztywniejsza i mniej podatna na układanie niż tkana warstwa o tej samej gramaturze, a przy wielokrotnym praniu może szybciej pękać lub rozkładać się. Doskonale nadaje się do projektów rękodzielniczych, produkcji torebek i zastosowań, w których łatwość użycia jest ważniejsza niż trwałość i drapowanie.

Obydwa typy dostępne są w wersji do wszywania i wtapiania (naprasowywania). Topliwe włókniny to jeden z najpowszechniejszych materiałów rzemieślniczych na świecie, sprzedawany w prawie każdym sklepie z tkaninami i hobbystycznymi pod markami takimi jak Pellon.

Tkanina kontra włóknina krajobrazowa

Tkanina krajobrazowa — zwana także tkaniną barierową dla chwastów lub tkaniną okrywową — jest dostępna zarówno w wersji tkanej, jak i włókninowej, a różnica ma istotne implikacje praktyczne w zastosowaniu w ogrodnictwie i rolnictwie.

Tkana tkanina krajobrazowa jest wytwarzany z przędz polipropylenowych lub poliestrowych splecionych w strukturę przypominającą siatkę. Otwarty splot tworzy określone pory, które umożliwiają swobodny przepływ wody i powietrza, blokując jednocześnie dostęp światła do nasion chwastów znajdujących się poniżej. Tkana tkanina geotekstylna jest trwalsza, odporna na przebicie i rozdarcie oraz lepiej wytrzymuje działanie gęstej ściółki, ruchu pieszego lub żwiru. Jest to preferowany wybór w przypadku podjazdów, ścieżek, wokół zarośniętych krzewów i komercyjnych projektów małej architektury, gdzie priorytetem jest długowieczność.

Włóknina krajobrazowa to polipropylen igłowany lub spunbond o teksturze przypominającej filc. Ma bardzo drobne, losowo rozmieszczone pory. Włóknina krajobrazowa jest bardziej miękka i łatwiejsza w cięciu i układaniu, ale jej mniejszy rozmiar porów oznacza, że ​​z czasem jest bardziej podatny na zatykanie drobnymi cząsteczkami gleby, co ostatecznie zmniejsza przepuszczalność wody. Lepiej nadaje się do lekkich zastosowań, takich jak przykrywanie grządek, okrywanie rzędów lub tymczasowa kontrola erozji.

W przypadku większości stałych instalacji małej architektury, gdzie tkanina zostanie pokryta ściółką lub kamieniami i pozostawiona na miejscu przez kilka lat, tkana tkanina krajobrazowa jest na ogół bardziej praktycznym wyborem długoterminowym . Włóknina sprawdza się dobrze w zastosowaniach sezonowych lub rocznych, w których spodziewana jest wymiana tkaniny.

Torby tkane i nietkane

Torby na zakupy wielokrotnego użytku sprzedawane w kasach sklepów spożywczych występują w wersji tkanej i włókninowej i chociaż na pierwszy rzut oka mogą wyglądać podobnie, różnią się konstrukcją, trwałością, wyczuciem i profilem środowiskowym.

Torby z włókniny — najpopularniejszy typ — są wykonane z polipropylenu typu spunbond. Tkanina jest cięta na panele i łączona za pomocą zgrzewania lub zgrzewania ultradźwiękowego, a nie szycia, co pozwala utrzymać koszty produkcji na bardzo niskim poziomie. Są lekkie, wodoodporne i dobrze trzymają swój kształt. Głównym ograniczeniem jest trwałość: struktura połączonych włókien jest podatna na rozdarcie w przypadku przeciążenia lub powtarzających się naprężeń w punktach naprężenia, takich jak uchwyty i szwy. Większość toreb z włókniny polipropylenowej jest przeznaczona do 20–30 zastosowań w normalnych warunkach, chociaż dobrze wykonane wersje mogą wytrzymać znacznie dłużej.

Tkane torby — zwykle wykonane z tkanego polipropylenu, płótna bawełnianego lub juty — mają konwencjonalną strukturę tekstylną z przeplatanymi przędzami. Są na ogół mocniejsze, bardziej elastyczne i bardziej odporne na rozdarcie pod obciążeniem. W szczególności tkane torby polipropylenowe zapewniają doskonałą nośność i odporność na warunki atmosferyczne przy niskich kosztach, natomiast torby bawełniane i jutowe są preferowane tam, gdzie pożądany jest naturalny, doskonały wygląd. Worki tkane są zazwyczaj zszywane, a nie zgrzewane, co zwiększa koszty produkcji, ale poprawia wytrzymałość szwów.

Z punktu widzenia zrównoważonego rozwoju badanie brytyjskiej Agencji Środowiska z 2011 r. wykazało, że torbę z włókniny polipropylenowej należy ponownie wykorzystać co najmniej 11 razy aby zrównoważyć wpływ jednorazowej plastikowej torby na środowisko. Torba bawełniana wymaga znacznie większej liczby ponownych zastosowań – ponad 100 – ze względu na zasobochłonność uprawy bawełny. Konsekwentnie stosowane torby z włókniny polipropylenowej należą do najbardziej ekologicznych dostępnych toreb wielokrotnego użytku.