ПОЛИМЕРНЫЕ ВОЛОКНА: последние разработки


Производители волокна предлагают различные альтернативы. Новые типы волокна дают производителям нетканых материалов больше возможностей.


В индустрии нетканых материалов меняются технологии обработки сырьевых материалов. Различные экономические тенденции, такие как повышение цен на материалы на нефтехимической основе, и социальные факторы, такие как повышенная озабоченность проблемами возобновляемости и усиление внимания к проблемам сохранения окружающей среды, а также требования рынка, такие как необходимость большего соответствия требованиям гигиенических продуктов или большая абсорбирующая способность салфеток, создали потребность в новых волокнах и смолах.

Поставщики приступили к решению этой задачи. Независимо от того, идет ли речь о хлопковом волокне, получаемом из старых футболок, специальных эластомерах, способных создавать растягивающиеся нетканые материалы с помощью одной бесшовной технологии, о полимолочной кислоте, полученной из кукурузы, или более традиционных волокнах, таких как полиэфир или полипропилен, волокна являются основным компонентом при создании нетканых материалов, и их производители создавали и создают новые продукты для того, чтобы удовлетворить своих заказчиков.

Hy-Wettable  (FiberVissions)

Взять, к примеру, Hy-Wettable  от компании FiberVissions. Это увлажняемое полипропиленовое волокно сочетает рентабельность по сравнению с традиционными обтирочными материалами с уникальным улучшением обрабатываемости и свойств готового продукта, что, по словам руководства компании, создает возможности для экономии затрат и получения более высоких эксплуатационных характеристик при производстве одноразовых  обтирочных материалов многоцелевого применения.

«Высокая цена и ограниченность поставок вискозного волокна оказывают существенное давление на рынок отрасли по производству обтирочных материалов», - говорит Карена Кансильери, менеджер компании по глобальному бизнесу в области гигиенических продуктов. – «Волокно Hy-Wettable  конкурентоспособно, а также предоставляет выдающиеся функциональные преимущества, а это сочетание, которое может дать производителям обтирочных материалов именно то, что им необходимо для того, чтобы добиться успеха на рынке».

Hy-Wettable   обеспечивает производителям нетканых материалов целый ряд преимуществ в области рентабельности. Это волокно легко обрабатывать с использованием технологий спанлейс, термоскрепления или же иглопробивания. Низкое пухоотделение и пылевыделение волокна уменьшают необходимость часто очищать линию, а это ускоряет технологию производства. Более скоростное производство также достигается благодаря более высокой скорости кардопрочесывания, которую обеспечивает Hy-Wettable. Оно обеспечивает больший объем, чем традиционные волокна для обтирочных материалов, и поэтому можно получать продукт с меньшей основной массой.  

Это дает преимущества меньших затрат материала и снижения энергозатрат в ходе производства и транспортировки. Кроме того, полипропилен дает целый ряд превосходных функциональных преимуществ, которые обеспечивают выгоду по всей стоимостной цепочке обтирочных материалов, от производителя нетканых материалов до конечного потребителя. В отличие от типичного гидрофобного полипропилена, волокно Hy-Wettable  постоянно гидрофильно, что позволяет ему поглощать и выпускать жидкость, включая воду, мыльную воду, лосьоны, средства для стирки и отбеливания. Устойчивость данного волокна к воздействию традиционных моющих веществ означает, что их присутствие не влияет на эксплуатационные характеристики волокна. Это делает данное волокно применимым для производства всех типов обтирочных продуктов, от детских и гигиенических до бытовых хозяйственных и промышленных применений.

HY-Shrink (FiberVissions)

Точно так же и HY-Shrink компании FiberVissions создает уникальные возможности для производителей нетканых материалов, позволяя им выходить на рынок объемных нетканых материалов и соответствовать постоянно растущим требованиям от сектора фильтрующих и обтирочных материалов до тканей с улучшенными эксплуатационными характеристиками и внешним видом. Волокно HY-Shrink позволяет производить более объемные нетканые материалы на существующих линиях для кардопрочесывания и термоскрепления.

А при добавлении термической активации после соединения ткани можно увеличивать объем ткани более чем на 300%.  Это открывает возможности для производителей традиционных нетканых материалов использовать минимум капиталовложений в оборудование для разработки новых нетканых материалов с увеличенным объемом и высотой, а также новых тканей.

Поставки волокна для производства нетканых материалов (в миллионах фунтов).
Полипропиленовый штапель

2005

20062007
346332339

Полиэфирный штапель

2005

20062007
322329315

Нетканые материалы с большим объемом ценятся благодаря тем преимуществами, которые дает их абсорбирующая способность при использовании в слоях сбора и распределения в гигиенических применениях, таких как подгузники и предметы женской гигиены. В области производства обтирочных материалов они увеличивают площадь поверхности или же уменьшают плотность ткани, увеличивая, тем самым, способность собирать и удерживать пыль, жидкости и различные отходы. Высокая площадь поверхности повышает эффективность фильтрационных применений.

Использование полипропиленового волокна HY-Shrink в сочетании с традиционными штапельными волокнами, используемыми для производства гигиенических продуктов, позволяет получить широкий диапазон свойств ткани. Сюда относятся новые эффекты для поверхности, а также текстуры, которые позволяют улучшить эстетические свойства и конечные эксплуатационные характеристики  ткани.

SFT315 (Exxon-Mobil)

Для компании Exxon-Mobil, лидера в области производства полипропилена, внедрение усовершенствований, в основном, сосредоточено на повышении прядомости. Волокно компании SFT315 представляет собой более мягкую марку полипропилена, которую в компании характеризуют как в большей степени напоминающую хлопок. «Мы стремимся прясть все более тонкое волокно, а для того, чтобы добиться этого, мы должны повышать качество уже на уровне самого полимера», - говорит Том Рейа, менеджер по глобальному рынку в области полипропиленовых нетканых материалов. – «В результате образуется более легкий продукт, который обладает  эксплуатационными характеристиками не хуже, чем у продуктов с большей массой».

По словам г-на Рейа, дополнительные проблемы возникают в связи с теми требованиями, которые выдвигает отрасль по производству нетканых материалов. «Необходимо получить мягкость, способность растягиваться, чтобы можно было драпировать ткань, и еще много всяких прочих свойств. Необходим целый ряд продуктов для того, чтобы удовлетворить эти потребности, и необходимо действительно сосредоточить внимание на технологии для того, чтобы создавать такие продукты».

Vistamaxx (Exxon-Mobil)

На протяжении последних четырех лет компания также сосредоточила свои усилия на эластомерах для специального применения, которые стали известны как растягивающаяся смола Vistamaxx. В прошлом месяце эта смола получила награду за лучшую инновацию на выставке INDEX08 в категории сырьевых материалов. «Мы создаем совершенно  новое направление в плане подхода к проектированию, и это не просто еще одно дополнение к уже существующему набору технологий» - говорит Саймон Холмс, менеджер по глобальному рынку эластичных материалов. – «Я думаю, что именно поэтому нам досталась эта награда».

Смола Vistamaxx была запущена в промышленное производство четыре года тому назад. С тех пор компания работает с производителями нетканых материалов над тем, как разработать наилучшие конструкции продуктов для максимального совершенствования основного свойства смолы: ее способности растягиваться. В настоящее время, по крайней мере, пять или шесть производителей нетканых материалов, которых г-н Холмс не пожелал назвать, работают над внедрением в промышленное производство Vistamaxx, а клапаны для подгузников, петельки и нижние слои, в которых используется смола, находятся на испытательных рынках.

«Конечной целью является изменение конструкции продукта. Внешне продукт не будет казаться каким-то другим, но он будет обеспечивать растяжение на всех участках», - говорит г-н Холмс. – «А в целом, это упростит производство и позволит снизить затраты».

Компания в настоящее время создает крупную установку для работы с эластомерами специального применения в Сингапуре. Она будет способна производить 300.000 тонн эластомеров специального применения, включая и Vistamaxx.

Зеленые материалы

 В условиях, когда прикладывается столько усилия для того, чтобы снизить затраты и управлять воздействием компании (и ее продукции) на окружающую среду, особое внимание обращается на ингредиенты, которые используются при создании нетканых материалов. В результате был создан целый ряд инициатив в области волокна, которые предназначены для того, чтобы отправлять меньше материала на свалку.

SmartStream (Strateline Industries)

Компания-новичок на рынке нетканых материалов Северной Америки Strateline Industries использует регенерированные хлопковые отходы в качестве сырьевых материалов для производства своих нетканых материалов типа спанлейс, которые будут использоваться как обтирочные материалы. Компания   апатентовала технологию для открытия потока отходов, которую назвала SmartStream, для того, чтобы использовать ее для нового применения: в данном, случае, для производства обтирочных салфеток. Хотя компания планирует использовать широкий диапазон сырьевых материалов, основное внимание будет уделено хлопку, как рассказывает представитель компании Джеффри Пост, из-за того, что более высокие затраты для этого материала препятствуют  созданию экономически рентабельного одноразового продукта для массового рынка с высоким содержанием хлопка. Компанией уже разработана подложка спанлейс, содержащая до 85% хлопка, для компании-переработчика Rockline Industries. «Даже если добавлено всего 25% регенерированного хлопка, это уже снижает затраты», - объясняет г-н Пост. – «Всякий раз, когда Вы заменяете чистый материал утилизированным волокном, Вы, тем самым, снижаете затраты».

Для того, чтобы начать поставлять эти продукты конечным потребителям компания вступила в партнерство с Rockline Industries, которая считает, что это сотрудничество произведет переворот в отрасли по производству нетканых материалов. «Наши заказчики стремятся получить возобновляемые нетканые материалы без ущерба для качества для того, чтобы поддерживать свои позиции в области возобновляемости, соответствуя при этом ожиданиям заказчиков», - говорит президент Rockline Industries Рэнди Рудольф.

EcoFi (Foss Manufacturing)

Компания Foss Manufacturing также ставит перед собой задачи уберечь как можно больше отходов от захоронения. Эта компания производит иглопробивные нетканые материалы и поставляет волокно. Производимое компанией волокно EcoFi изготавливается из пластмассовых бутылок, использованных потребителем. В настоящее время 85% от всего объема полиэфира, который производится компанией  Hampton, базирующейся в Нью-Гемпшире, изготавливается из такого сырья, как сообщает исполнительный вице-президент компании по продажам и маркетингу Дэвид Роуэлл. – «Единственное производство, которое мы еще не перевели на 100% на такую технологию, является производство автомобильных деталей, для которого мы все еще работаем над получением некоторых разрешений в области окрашивания», - добавляет он.

Несмотря на спрос на утилизированные продукты на основе полиэфира и положительный результат усилий по уменьшению количества использованных бутылок от воды и содовой, поступающих на свалки, могут возникнуть трудности при выделении чистых хлопьев из отработавших бутылок. Бутылки, которые собираются по обочинам, могут быть загрязненными, что влияет на качество волокна, и в условиях, когда только в 11 штатах имеется взнос за возврат, потребность в чистых хлопьях часто превосходит предложение. Для того, чтобы преодолеть это препятствие, компании пришлось сделать капиталовложения в решетки и цветные проявители для того, чтобы продвинуть свой бизнес. 

Г-н Роуэлл пояснил, что  создание волокна из утилизированного продукта не только позволяет соответствовать требованиям в области возобновляемости и обеспечению безвредности для окружающей среды в отраслях по производству нетканых и тканых материалов, но и дает компании конкурентное преимущество за счет и нового материала. «Откровенно говоря, мы капиталисты, а на этот продукт существует спрос», - говорит он, и добавляет, что на данном этапе технология является более или менее нейтральной в том, что касается затрат.

«Существовала просто невероятная ситуация с ценами на полиэфир», - говорит он. - «Мы наблюдали ее повышение на 25% с января. Это противоречит здравому смыслу, нам никогда не доводилось сидеть ничего  подобного. Мы пытались как-то передать это повышение дальше. Это невероятно трудно, но для того, чтобы быть жизнеспособной компанией, приходится это делать».

Ingeo (NatureWorks LLC.)

Большое внимание вопросам экологической ответственности уделяет также компания NatureWorks LLC., которая является первым в мире поставщиком биополимеров с производственными мощностями, способными удовлетворить растущий спрос на продукты на возобновляемой основе, изготовленные из конкурентоспособной в области затрат и надежной пластмассовой смолы. Волокно компании Ingeo на 100% основано на возобновляемых ресурсах, а не на нефтепродуктах, оно дает на 80-90% меньший объем выбросов углекислого газа и на 50% меньше затрат ископаемого топлива. Компания уже заслужила всеобщее восхищение в отраслях по работе с неткаными и одноразовыми материалами за способность находить применения среди целого ряда имеющихся применений и за свою способность предлагать потребителям альтернативы использованию сырья на нефтехимической основе.

В области рулонных товаров несколько производителей, включая компании Fiberweb, Ahlstrom и Suominen Nonwovens, могут производить материал, а ряд других компаний, работающих в секторе изготовления готового продукта по всему миру, производят различные продукты, от подгузников для женских гигиенических продуктов и обтирочных материалов, а также материалов для садово-паркового применения, из этих материалов.

Soronoa (DuPont)

Полимеры компании DuPont, которые называются Soronoa и производятся из мономера, создаваемого на основе процесса ферментации, не только содержат возобновляемые материалы, но и, по словам руководства компании, менее энергозатратны при производстве и выпускают меньший объем газов, вызывающих парниковый эффект, по сравнению с традиционными материалами.

DAK Americas 

В то время как в отрасли рекламируются эти новейшие технологии, возникающие за счет озабоченности проблемами окружающей среды, традиционные волокна для производства нетканых материалов напоминают отрасли о тех преимуществах, которые они могут предоставить. Для того чтобы подтвердить свои экологические возможности, компания-производитель полиэфира DAK Americas  стала разработчиком отчетов для Климатического регистра, выступив в качестве одной из первых компаний, вступивших в эту организацию.

Климатический регистр является некоммерческой организацией, образованной для того, чтобы измерять выбросы газов, создающих парниковый эффект, и создавать на этой основе отчеты в общедоступной, точной и прозрачной форме, которые были бы одинаковы для всех секторов промышленности. В число основателей входят 39 штатов США, шесть провинций Канады, два мексиканских штата и Независимый округ Колумбия. Компания DAK Americas  продемонстрировала организацию экологической службы на нескольких фронтах, обязавшись добровольно производить измерения, осуществлять независимую верификацию и создавать публичную отчетность о таких выбросах с использованием Общего протокола отчетности Климатического регистра. Этот протокол основывается на международно признанных стандартах измерения газов, способствующих возникновению парникового эффекта, которые разработаны Институтом мировых ресурсов и Мировым деловым советом по возобновляемости.

Продукция компании обладает свойствами, которые позволяют им быть переработанными или утилизированными для повторного использования на вторичных рынках. Их также легко включить в муниципальные программы по утилизации после использования потребителями, и это способствует продвижению решений компании, которые являются ответственными с экологической, экономической и социальной точек зрения.

Tencel (Lenzing)

Вискозное волокно Tencel, которое производит компания Lenzing, получило сертификат DIN CERTCO для компостируемых материалов, в также экологическую этикетку Европейского союза, что является важными вехами для всей отрасли по производству нетканых материалов. «На отрасль по производству нетканых материалов огромное влияние оказывает растущая экологическая сознательность потребителей», - говорит Генрих Якоб, менеджер продаж компании. – «В результате все большее и большее значение для производителей и компаний, занимающихся розничной торговлей, приобретают свойства безвредности для окружающей среды производимых материалов. Работая на основе возобновляемого древесного сырья,  компания Lenzing предлагает через свои материалы Lenzing Viscose и Tencel преимущества натуральных продуктов, такие как чистота, мягкость и абсорбирующая способность, которые являются основой для производства возобновляемых продуктов высокого качества».

Два прошедших года были периодом очень высокого спроса на вискозное волокно, как в отрасли по производству тканых, так и в отрасли по производству нетканых материалов. Тем не менее,  по мнению наблюдателей отрасли с вводом в эксплуатацию в 2008 г. новых производственных мощностей, этот дефицит станет меньше, и присутствие этого материала распространится еще дальше на целый ряд ключевых отраслей, особенно, на производство обтирочных материалов.

«Расширение использования Lenzing Viscose обусловлено потребностями промышленности по производству обтирочных материалов, а также тем, что этот материал прекрасно подходит для технологии спанлейс», - объясняет г-н Якоб. – «Рост в области этого применения продолжается за счет диверсификации для производства специальных продуктов, для которых необходимы индивидуальные решения, также и в том, что касается используемого волокна». Вискоза компании Lenzing также является основным компонентом при производстве тампонов и основным стимулом для роста в области этого применения. Помимо таких традиционных абсорбирующих продуктов имеется целый ряд технических и медицинских применений, которые позволят еще больше расширить использование Lenzing Viscose и  Tencel.

Среди применений нетканых материалов, особенно на рынке обтирочных материалов, все большее значение приобретает хлопок, который на протяжении последних двух лет увеличивает свое присутствие  в качестве  одного из компонентов потребительских обтирочных материалов.

По мнению Джэнет О’Риган, менеджера сети поставок в компании Cotton Incorporated, последние достижения были получены в области повышения роли  чистого хлопка в производстве нетканых материалов с исключением дорогостоящей технологии отбеливания при еще большей степени сохранения первоначального продукта.

«Хлопок продвигался вперед, и он продвигался вперед как очень дорогой материал», - говорит она. – «Отбеливание и промывка существенно повышают цену, почти на два порядка. Мы в отрасли по производству нетканых материалов задумываемся над тем, как использовать чистый хлопок или же хлопок без промывки, чтобы удалить масла и пектины для повышения абсорбирующей способности без необходимости отбеливания».

Компания Cotton Incorporated проводила испытания с поставщиком оборудования для спанлейс Rieter Perfojet и Fleissner GmbH для определения самой лучшей технологии гидроспутывания чистого хлопка. До сих пор испытания обнаружили, что материал хорошо подвергается кардопрочесыванию за счет наличия в волокнах природных масел и пектинов. Тем не менее, в готовом продукте имеются коричневые пятнышки, и нет уверенности, что отрасль по производству нетканых материалов готова к этому.

Следующим этапом на пути познания является разработка способов очистки волокна без отбеливания и поиски площадки для испытаний гидроспутывания хлопка с теплой водой. «Нашей задачей является создание чего-то более возобновляемого, поскольку именно таким этот продукт создала мать природа», - говорит г-жа О’Риган, - «Это часть того, как мы представляем себе линию волокна из чистого хлопка. Если Вы производите какой-либо товар для детей, или медицинский продукт, Вам необходимо что-то гигиеничное, так что для отбеленного хлопка рынок есть. Но мы стараемся расширить рамки рынка хлопка и наших представлений о том, как можно использовать хлопок, хлопок, который был бы дешевле и ближе к тому виду, в котором его создала природа».

www.polymery.ru