| Параметр | Значение |
|---|---|
| Назначение | скрепление волокон нетканого полотна, отделка текстиля, флокирование, ламинирование |
| Классы связующих | акрил, стирол-акрил, ВАЭ, SBR и другие бутадиеновые |
| Tg и ручка | Tg акрилов по данным производителей от около −40 до +105 °C; ВАЭ −20…+15 °C |
| Способы нанесения | насыщение, печать, вспенивание, напыление |
| Доля связующего | при насыщении — десятки процентов от массы полотна (по обзорам 20–60 %) |
| Ключевые свойства | мягкость, прочность в сухом и мокром виде, стойкость к стирке и растворителям, цвет |
| Безопасность | формальдегид, остаточные мономеры, консерванты |
Как связующее держит полотно
Нетканое полотно получают из волокон, которые сначала укладываются в холст, а затем закрепляются термически, механически или химически. При химическом скреплении полотно пропитывают дисперсией или наносят её рисунком, затем сушат: вода уходит, частицы связующего сливаются и образуют плёнку, которая «спаивает» волокна в местах контакта. Поэтому ключевые вопросы такие.
- Совместимость с волокном. Дисперсия должна смачивать волокно (вискоза, полиэфир, полипропилен, целлюлоза) и не отталкиваться от него; для гидрофобных волокон подбирают смачиватели.
- Мягкость. Определяется Tg и долей связующего. Чем ниже Tg, тем мягче полотно, но тем выше липкость и риск блокирования в рулоне.
- Прочность в мокром виде. Нужна для салфеток, фильтров, медицинских материалов; её повышают сшивкой и выбором мономеров.
- Температура сушки. Tg связующего должна быть ниже температуры нанесения и сушки, иначе плёнка не сформируется; ориентир из практики — связующие с Tg до примерно 80 °C для типичных режимов, но конкретное значение зависит от линии.
- Безопасность. Для материалов с контактом с кожей важны остаточные мономеры и формальдегид.
Акрил, ВАЭ, SBR: кто за что
По обзорам специализированных компаний профиль выглядит так.
| Класс | Сильные стороны | Ограничения |
|---|---|---|
| Акрил (чистый) | цветостойкость, долговечность, широчайший диапазон мягкости, хорошая прочность в сухом и мокром виде | выше цена |
| Стирол-акрил | дешевле акрила, хорошая адгезия, жёсткость при высокой Tg | меньше светостойкости |
| ВАЭ | высокая прочность во влажном состоянии, хорошая впитывающая способность, ниже цена | Tg в среднем диапазоне, меньше разнообразия по мягкости |
| SBR и бутадиеновые | эластичность, цена | желтение на свету, запах, ограничения по стойкости |
Для гигиенических и бытовых изделий критичны запах, цвет и безопасность, для фильтров — прочность и стойкость к жидкости, для автомобильных материалов — термостойкость и стабильность размеров. Универсального лидера нет, поэтому сначала формулируют требования, а затем сравнивают образцы. Подробнее о ВАЭ — в статье ВАЭ-эмульсия, о SBR — в статье бутадиен-стирольные дисперсии, о составе акрилов — состав и мономеры.
Tg и мягкость: как настроить ручку
Ручка полотна — результат компромисса между мягкостью и прочностью. Низкая Tg даёт мягкое и драпируемое полотно, но уменьшает прочность и увеличивает липкость; высокая Tg даёт жёсткое, упругое полотно с хорошей формоустойчивостью. Поэтому для разных изделий выбирают разные интервалы: гигиенические салфетки — мягче, фильтры и армирующие материалы — жёстче. На производстве часто смешивают дисперсии разных Tg, чтобы получить нужную ручку без смены линии. Объяснение Tg и её связи с МТПФ — в статье Tg и МТПФ.
Способы нанесения и их требования
- Насыщение. Полотно полностью погружают в ванну со связующим и отжимают валами. Подходит для плотных материалов; дисперсия должна быть стабильной при циркуляции и разбавлении, не пениться и не коагулировать на валах. Доля связующего велика, поэтому цена килограмма дисперсии и её сухой остаток критичны для себестоимости (сравнение по сухому остатку).
- Печатное скрепление. Связующее наносят рисунком, оставляя часть полотна свободной: мягче и дешевле по расходу. Нужна высокая вязкость и точная реология.
- Вспенивание. Дисперсию вспенивают и наносят пену; экономия воды и энергии на сушку. Нужна пеностабильность, то есть требования противоположны требованиям к пеногасителю.
- Напыление. Для объёмных нетканых материалов (например, ватинов); важны размер частиц и стабильность к сдвигу.
Для каждого способа проверяют вязкость, поведение при высоком сдвиге, стабильность к электролитам и добавкам, пенообразование и скорость сушки.
Сшивка и формальдегид
Для повышения прочности в мокром виде и стойкости к стирке и растворителям в дисперсии вводят сшивающие мономеры, а в рецептуру ванны — сшивающие добавки. Исторически часто использовали системы, способные выделять формальдегид; сегодня для чувствительных применений (гигиена, детские, медицинские изделия) выбирают системы с низким содержанием формальдегида или без него. В патентной и справочной литературе описаны ВАЭ- и ПВАц-композиции с пониженным формальдегидом и высокой прочностью в мокром виде. Если вашему изделию нужен такой профиль, запрашивайте протокол по свободному формальдегиду и остаточным мономерам и не полагайтесь на формулировки вроде «безопасно» (остаточный мономер и VOC).
Как проводить отбор
- Сформулируйте требования: ручка (мягкость), прочность в сухом и мокром виде, стойкость к стирке, цвет, запах, ограничения по безопасности.
- Определите способ нанесения и температурный режим линии.
- Выберите 3–4 кандидата разных Tg и классов и эталон.
- Нанесите на полотно одинаковой плотности с одинаковым привесом связующего; сушите по режиму линии.
- Измерьте прочность на разрыв (сухое и мокрое), удлинение, ручку (по принятому на вашем предприятии методу), воздухопроницаемость, цвет и запах.
- Проверьте блокирование в рулоне и сохранность свойств после хранения.
- Посчитайте себестоимость на квадратный метр или килограмм полотна с учётом привеса.
Ошибки
- Сравнение образцов при разном привесе связующего.
- Выбор по прайсу килограмма без учёта сухого остатка.
- Игнорирование пены и коагуляции на валах.
- Недооценка запаха и цвета в гигиенических изделиях.
- Сшивка без проверки формальдегида.
Что мы берём на себя
Из каталога серии A мы можем предложить эластичные акрилы и стирол-акрилы с низкой Tg; специальные текстильные марки, ВАЭ и SBR запрашиваем у производителей под ваше техзадание и сообщаем, что нашли и какие документы есть. Для образцов и расчёта пришлите в КП тип полотна, волокно, способ нанесения, температуру сушки, требуемую ручку и объём. Первый шаг можно сделать через подбор.
Мнение компании
В нетканых материалах связующее почти не видно, но по нему считается и цена, и качество. Мы не обещаем «универсальную дисперсию для любого полотна» и просим данные о линии, полотне и безопасности, чтобы предложить проверяемые варианты. Образцы и паспорта вышлем, а решение подтвердит ваш лабораторный отбор. Запрос — в КП.
