Nonwovens

Uit Technotheek
Ga naar: navigatie, zoeken
Nonwovens of vezel vliesstoffen
250px
Eigenschappen
Categorie: Materialen
Handelsnamen: Bergaprop, Acclear, Accpro, Acctuf, Achieve, Addilene, Adflex, Adpro, Akrolen, Alphacan, Aplax, Apppryl, Aqualoy, Acroplen, Arpak, Arpro, Astryn, AtofinaPolypropylene, Bapolene, Bicor, Borstar, Bras-Tec, Bynel, Capilene, Carboprene, Carmelstat, Cefor, Celstran, e.v.a.
Originele auteur: Liza Boon en L. Heijer
Jaar: 2009
Wikipedia link: Nonwoven

Inhoud

Handelsnamen

Er zijn ontzettend veel handelsnamen voor verschillende nonwovens, omdat er zoveel verschillende typen nonwovens zijn. Het is onmogelijk om deze allemaal op te noemen. Daarom als voorbeeld een aantal handelsnamen van nonwoven die geproduceerd zijn uit polypropyleen, één van de meest gebruikte vezels voor nonwoven productie: Bergaprop, Acclear, Accpro, Acctuf, Achieve, Addilene, Adflex, Adpro, Akrolen, Alphacan, Aplax, Apppryl, Aqualoy, Acroplen, Arpak, Arpro, Astryn, AtofinaPolypropylene, Bapolene, Bicor, Borstar, Bras-Tec, Bynel, Capilene, Carboprene, Carmelstat, Cefor, Celstran

Beschrijving

Vezelvliesstoffen of non-wovens is een textielachtige stof gemaakt uit lange vezels. Het is een buigzaam poreus materiaal/stof wat uit één of meer vezellagen bestaat. De lange vezels worden daarbij afzonderlijk parallel of kris kras door elkaar liggend, chemisch, mechanisch of thermisch tot vliezen verbonden. Er word dus geen gebruik gemaakt van weef- of breitechnieken. Als het materiaal niet word verstevigd is het niet erg sterk. Bijna alle vezels kunnen gebruikt worden voor het maken van nonwovens. De keus hangt af van de structuur die je aan de stof wilt geven.

  • Natuurlijke vezels:
    • Katoen
    • Jute
    • Vlas
    • Manilla
    • Cocos
  • Dierlijke vezels
    • Wol
    • Zijde
  • Chemische vezels
    • Cellulose
    • Viscose 8%
  • Man made vezels
    • Polypropyleen 63%
    • Polyamide 1.5%
    • Polyester 23%
    • Polyolefine
    • Polyacrylonitrile 2%
    • Polyvinyl alcohol (PVA)
    • Polytetrafluorethylene (PTFE)
  • Andere vezels
    • Glas
    • Silica
    • Carbon
    • Boron
    • Metaal

Eigenschappen

Het is niet mogelijk om eenduidig te zijn over de eigenschappen van nonwovens. De eigenschappen van een nonwoven hangen namelijk volledig af van de gebruikte vezels en het gebruikte productieproces. Eigenschappen van verschillende nonwovens kunnen zelfs volledig tegenovergesteld zijn. Om een voorbeeld te noemen; er zijn nonwovens die worden gebruikt als filter, deze hebben een hoge permeabiliteit. Andere nonwovens hebben juist grote absorberende kwaliteiten en zijn niet permeabel, zoals luiers en andere hygiënische toepassingen. Om toch een voorbeeld te geven van algemene eigenschappen zijn in de onderstaande tabel de eigenschappen van een nonwoven geproduceerd uit polypropyleen, de meest gebruikte vezel, weergegeven.

Eigenschappen polypropyleen
Young’s modulus 1,6 – 1,78 GPa
Compressive modulus 1,6 – 1,78 GPa
Flexural modulus 1,55 – 1,8 GPa
Shear modulus 0,597 – 0,612 GPa
Bulk modulus 2,71 – 2,78 GPa
Poisson’s ratio 0,394 – 0,401
Shape factor 11,8
Yield strength (elastic limit) 35,4 – 38
Tensile strength 36,2 – 49 MPa
Compressive strength 42,9 – 45,1 MPa
Flexural strength (modulus of rupture) 32,1 – 55,5 MPa
Elongation 43 – 73,2 %

Leveringsvormen

Nonwovens zijn bijna altijd vliesvormig en kunnen in verschillende dikten worden geleverd. Ook is het mogelijk om nonwovens in verschillende kleuren te bestellen.

Be- en verwerkingstechnieken

Bij het vervaardigen van vliesvezelstoffen onderscheidt men de volgende methoden:

Verschillende posities van de vezels

De mechanische methode

De mechanische methode heeft zijn oorsprong in de textielproductie. Hierbij worden de vezels gescheiden en gepositioneerd door gebruik te maken van kaardmachines.

a. De vezels komen in het vlies zoveel mogelijk in de lengterichting te liggen.
b. De vezels komen in het vlies zoveel mogelijk in de dwarsrichting te liggen.
c. De vezels komen in het vlies gekruist te liggen.

Pneumatische of aerodynamische methode

Bij deze methode maakt men gebruik van ‘openers’ met ‘zeeftrommel’ waarbij de vezels in het vlies (web) in alle mogelijke richtingen kris kras door elkaar komen te liggen. Betrekkelijk lange vezels worden – na een mechanische ontwarring- tegen een langzaam draaiende zeeftrommel gezogen en verdicht en kunnen hierna als een samenhangend vlies afgevoerd worden.

De hydrodynamische of papiermethode

De hydrodynamische of papiermethode

Heeft zijn oorsprong in de papierproductie. Hierbij worden korte vezels met vulstoffen en harslijmen in water op gewijzigde papiermachines tot een dikke vezelbrij gemengd. Op de zogenaamde ‘fourdrinier’ of ‘zeef-afdeling’ wordt het grootste gedeelte van het water aan de vezelmassa onttrokken. Na een pers- en droogafdeling onstaat het papiervel of de papiervezelvliesstof.

De smeltspinmethode

De smeltspinmethode

Heeft zijn oorsprong in de polymeer extrusie en plastic productie. Uit gesmolten polymeren met verschillende smeltpunten worden thermoplastische filamenten door meerdere rijen van spindoppen gespoten, verstrekt, door luchtstromen of elektrisch onderling verward en op een transportband gelegd. Door heet persen (thermisch) worden de filamenten met verschillend smeltpunt onderling verkleefd tot een samenhangend, sterk en elastisch vlies. Door verwarde polyamide-filamenten met hetzelfde smeltpunt door middel van een aansluitende impregnering met bindmiddelen (chemisch) te verstevigen kan men ook spinvliesstoffen maken.

Vliesversteviging

Om de vezels in de vliezen bijeen te houden en de nodige stevigheid te verkrijgen kent men ook weer verschillende methoden, waarbij de toepassing ervan voornamelijk afhankelijk is van de gebruikte vezels en van het latere gebruiksdoel.

Chemische versteviging

Door middel van kleef- of bindmiddelen zoals bijvoorbeeld dispersies van synthetisch rubber of kunstharsen. Hierbij onderscheidt men:

  • De zeefimpregneer- of dompelmethode. De vliezen worden door het opgeloste kleefmiddel of het gedispergeerde bindmiddel tussen zeven of tussen een zeefband en een geperforeerde trommel door het impregneerbad geleid. Deze methode dient onder andere voor dunne, sterkere en hardere vliezen.
  • De schuim-impregneermethode. Het vlies wordt – al met een dekschuim voorverstevigd – door het schuimend bindmiddel geleid. Dit bindmiddel –binderschuim genaamd – bevindt zich daartoe boven de spleet van de impregneerwalsen. Deze methode word bij dunne, soepele vliezen toegepast.
  • De sproeimethode. Hierbij wordt de bindmiddeldispersie d.m.v. spuitpistolen op het te impregneren vlies gespoten. De besproeiing kan aan één kant of bij dikkere vliezen soms aan beide kanten plaatsvinden. Deze methoden gebruikt men voor dikkere, volumineuze vliezen, o.a. voor filtermaterialen, wattering van anoraks, voor slaapzakken enz.

Thermische versteviging of droge bindmethode

Door middel van thermoplastisch poeder of thermoplastische vezels of garens.

  • Thermoplastisch poeder, bijvoorbeeld polyvinylacetaat wordt machinaal op het vlies gestrooid en later tussen verhitte walsen met andere stoflagen of met synthetisch leer gelast of verbonden.
  • Thermoplastische bindvezels, bijvoorbeeld 15 tot 30% vezels met laat smeltpunt worden met 70 tot 85% andere thermoplastische vezels met hoger smeltpunt vermengd en tussen verhitte walsen aan elkaar gelast of verbonden. Onder andere voor isolatie-vliezen of synthetisch papier.
  • Thermoplastische garens, bijvoorbeeld uit PVC of PP, kunnen op of tussen vliezen gelegd worden en wederom tussen verhitten walsen met de vliezen worden verbonden.

Mechanische versteviging

In eerste instantie zonder bindmiddelen.

  • Door het vervilten van wolvezels op platenviltmachines. Het resultaat is wolvilt of gevolde vliesstof zonder grondweefsel.
  • Door het naaldprikken (needle punching) op ‘naaldmachines’ worden meerdere vezelvlieslagen – al of niet met grondweefsel (scrim-weefsels) versterkt – aan een kant of gelijktijdig aan beide kanten door middel van naalden met weerhaken doorprikt, waardoor een gedeelte van de vezels ‘verticaal’ of ‘in schuine richting’ in de vezellaag komen te liggen. Hierdoor wordt het onderlinge verband van de vezels in de laag verstevigd en verdicht.
  • Doorstik of capitoneermethode. Hierbij wordt tussen de twee geweven en/of gebreide stoflagen een vezelvlieslaag gebracht. Door afzonderlijke bind- of stikgarens worden de drie lagen in lengterichting, in ruitvorm (bijvoorbeeld bij vele anoraks) of volgens willekeurige patronen op elkaar genaaid, gestikt of door een kettingbreisteek met elkaar verbonden. Hiervoor gebruikt men speciale stikmachines.
  • Naai-breimethode. Bij deze methode worden de vezelvlieslagen door middel van breinaalden met garens doorstikt.

Toepassingen

Nonwovens worden toegepast in een ontzettend breed gebied. De meeste mensen krijgen elke dag wel met nonwovens te maken.

  • 33,1% Hygiëne – Luiers, maandverband, tampons, wegwerpondergoed
  • 17,9% Bouwmateriaal – “Groene” daken,
  • 3,9 % Automotive – Voeringen van stoelen en vloerbedekking
  • 2,6% Medisch – Overalls, mondkapjes, steriele gaasjes, pleisters.
  • 2,7% Kleding – Voeringen van schoenen en handschoenen, shopping bags, evenementenpolsbandjes, vuurwerende pakken
  • Landbouw – Geotextiel (doorlaatbare textielen die gebruikt worden in combinatie met grond, in water- en wegenbouwkundige toepassingen.
  • Overig: filters voor water- en luchtzuivering, enveloppen, tape voor elektriciteitskabels, wegwerpbloempotten
Voorbeeld van het gebruik van geotextiles in de landbouw

Voordelen

  • De producteigenschappen hangen af van soort vezels en gebruikte techniek. Als je als ontwerper dus een product met specifieke eigenschappen nodig hebt, kun je de juiste vezels en het juiste productieproces kiezen om tot de gewenste stof te komen.
  • Nonwovens kennen een ontzettend brede toepassing. Overal om ons heen en elke dag krijgen we allemaal te maken met nonwovens. Er zijn nog steeds veel mogelijkheden te bedenken voor producten waarin nonwovens toegepast kunnen worden.
  • Nonwovens zijn goedkoop in massa te produceren.

Nadelen

  • Omdat een nonwoven gemaakt is uit vezels en deze nooit overal even dik en even lang zijn, heeft een nonwoven meestal geen uniform gewicht en dikte.
  • Omdat nonwoven van zichzelf meestal niet sterk genoeg zijn, is versteviging nodig in veel gevallen

Milieuaspecten

Nonwovens worden heel vaak geproduceerd van al eerder gerecyclede vezels. Naar schatting wordt 95% van alle gerecyclede vezels in Duitsland gebruikt bij de productie van nonwovens.

Bij de productie van nonwovens ontstaat afval. Als het mogelijk is bij het betreffende productieproces, zullen deze stukken restmateriaal weer hetzelfde proces ondergaan om alsnog tot een goed product te worden gevormd. Een andere mogelijkheid voor het verwerken van het afval is om het naar een afvalrecyclingsbedrijf te brengen. Met composieten is dit echter nog niet goed mogelijk.

Veel nonwovens zijn disposable producten, zoals luiers, doekjes, maandverband. In Nederland alleen al wordt jaarlijks 185 miljoen kilo aan wegwerpluiers weggegooid. Aparte inzameling gebeurt steeds meer, waardoor de luiers vergist kunnen worden samen met GFT afval. Hierdoor ontstaat biogas, dat gaat naar een elektriciteitscentrale om er groene stroom van te maken.

Wanneer nonwovens gemaakt worden van jute, hennep of kokosvezels maakt dit het product goed biologisch afbreekbaar.

Leveranciers en kenniscentra

Persoonlijke instellingen
Naamruimten
Varianten
Handelingen
Navigatie
Hulpmiddelen