V této kapitole budou uvedeny základní vlákna pro výrobu netkaných textilií a dále pak vlákna použitá při výrobě vrstev vzorků netkaných textilií v rámci zadání bakalářské práce, která jsou vhodná pro termické pojení. Detailněji zde budou popsány vlákna polyesterová (dále PES) a bikomponentní (dále BIKO). U BIKO vláken budou představeny jejich příčné průřezy bok po boku a jádro plášť – jako metody, které jsou v termických technologiích nejčastěji používané
25 1.4.1 Syntetická vlákna
V produkci NT jsou na prvním místě syntetická vlákna. Jsou zastoupeny ve více než 90 % celkové produkce. Tyto vlákna spadají do 3. tříd, vlákna vyrobená z přírodních polymerů, ze syntetických polymerů a z anorganických polymerů.
V procentuálním vyjádření světového používání vláken určených pro světovou produkci netkaných textilií obsahuje - polypropylen 63 %, polyester 23 %, viskózové hedvábí 8 %, akryl 2 %, polyamid 1,5 %, a další speciální vlákna 3 % [1].
1.4.2 Polypropylenová vlákna
Výhodou těchto vláken je jejich výborná odolnost proti chemikáliím kromě dlouhodobého vystavení působení olejů a jsou minimálně navlhavé. Nevýhodami jsou nižší tepelná vodivost (Tt), nemožnost povrchového barvení a nízká odolnost vůči ultrafialovému záření. Teplota tání je 170 °C, teplota měknutí je kolem 145 – 155 °C, tepelná odolnost výrobků je do 110 °C [5].
1.4.3 Polyesterová vlákna
Tento typ vláken představuje nejpoužívanější typ syntetických nebo umělých vláken. Tato vlákna jsou velmi univerzální a jsou používána pro různé druhy oděvů, textilií pro domácnost a průmyslové aplikace. Polyesterová vlákna vyrobená zvlákňováním z taveniny jsou na bázi kondenzačních polymerů vytvořených z kyseliny tereftalové a dvojsytného alkoholu. Nejpoužívanější polymer je polyethylentereftalát, který je tvořen z kyseliny tereftalové a etylenglykolu[6].
K vlastnostem těchto vláken patří dobrá schopnost zotavení, vysoká pružnost a objemnost, dobrá odolnost proti vůči chemikáliím včetně dlouhodobého účinku, s výjimkou kyselin a zásad. Nevýhodou je náročnější barvení a žmolkování. Teplota tání je 256 °C, tepelná odolnost výrobku je 180 – 200 °C [5].
Obr. 10 Chemický vzorec polyetylentereftalátu [7].
26 1.4.4 Bikomponentní vlákna
Vyrábějí se zvlákňováním nejčastěji dvou různých polymerů za pomoci zvláštní zvlákňovací hubice. Tato vlákna jsou obecně klasifikována hlavně podle průřezu jako bok po boku, jádro- plášť, ostrovy v moři, avšak pouze typ bok po boku a jádro a plášť jsou vhodné pro termické pojení [5].
Tato vlákna se skládají z minimálně dvou odlišných polymerních složek.
K nejstarším komerčně používaným vláknem bylo vlákno bok po boku, které se nazývalo Cantrece vyrobené firmou Dupont v šedesátých letech minulého století.
Následovalo ho samoobloučkovací vlákno Monvel od firmy Monsanto, které se používalo v punčochovém průmyslu v sedmdesátých letech. V rámci nákladných výrobních procesů nebylo ani jedno vlákno komerčně úspěšné. V roce 1986 bylo vyvinuto úspěšnější spřádací zařízení od firmy Neumag, což byla firma zabývající se výrobou strojů pro syntetická vlákna. Rozmach požívání BIKO vláken, se zrychlil na počátku devadesátých let, kdy byla nouze o stejnoměrné pojení celé tloušťky NT, které vzhledem ke své velké plošné hmotnosti nebylo možné pojit chemicky.
V poslední době je tento trh s BIKO vlákny rozvíjen hlavně Japonskem a Koreou. Celosvětově je jen jejich podíl odhadován kolem 91 milionů kilogramů ročně.
Typ vlákna bok po boku
Tento typ vláken tvoří dvě složky, které jsou uspořádány bok po boku a jsou rozděleny na dvě nebo více dílů, jak je znázorněno na obr. 11. Tyto dvě složky musí mít dobrou přilnavost. V opačném případě by se jednalo o výrobu dvou vláken rozlišného složení. Pro výrobu tohoto typu vláken existuje několik způsobů výroby. Zejména asymetrické uspořádání umožňuje dosažení trojrozměrného obloučkování během termického pojení, za pomoci rozdílného termického srážení těchto dvou složek. Toto skryté obloučkování vede ke zvyšování objemové stálosti a měkčí textilii na dotek.
Vlastnosti obloučkování jsou stanoveny podle vlastností polymeru, hmotnostnímu poměru a struktury pavučiny, která se liší způsobem výroby. Za použití rozdílných termických sráživých vláken může nastat zvýšení úrovně obloučkování z 15 % na 30 % a zvýšení počtu obloučku na cm z 6,5 na více než 22 [9].
27
Obr. 11 Příčné průřezy bikomponentních vláken typu bok po boku [9].
Typ vlákna jádro-plášť
U tohoto typu vláken je jedno ze složek (jádro) zcela obklopeno vnější složkou (plášť). Uspořádání jádra je buď excentrické, nebo koncentrické, podle požadovaných vlastností textilie. Při požadavku vysoké pevnosti textilie je forma vlákna koncentrická, je-li požadován objem, je použito formy excentrické. Pro celistvost vlákna není vždy požadována dobrá přilnavost. Členité rozhraní mezi vnějším obalem a jádrem může poskytovat mechanické sevření, které je žádoucí při nedostatku dobré přilnavosti jak znázorňuje obrázek č. 12. Barvitelnost, požadovaný lesk a zpracovatelské vlastnosti (jádro, u kterého převládají tahové vlastnosti) jsou jedněmi z výhod tohoto typu bikomponentních vláken. Další výhodou je minimalizace finančních nákladů, díky technologii a vzájemnému poměru těchto dvou polymerních složek. Typický je i poměr dvou složek a to 50 : 50 nebo 30 : 70, v některých případech je možno použít poměru i 10 : 90. První průmyslové využití těchto vláken, se týkalo provedení coPES/PES nebo PE/PP určené pro hygienické aplikace ve formě vícevrstvé vaty, dále čistící textilie, zdravotnické tampony a filtry. Rozdíl v teplotě tání u jádra-plášť PE/PP je kolem 40 °C.
U coPES/PES, obal taje při 100 - 110 °C, zatímco jádro taje při 250 - 256 °C.
Vlákna typu coPES/PES tvoří silné primární vazby sami mezi sebou, a proto jsou vhodné pro použití struktury se základními vlákny. Zde právě závisí na typu základních vláken. Vlákna je možné upravit tak, že mezi bikomponentními vlákny jsou tvořeny sekundární vazby. Příkladem jsou vlákna PE/PES , které mají velký rozdíl mezi teplotou tání obalů PE (125 - 135 °C) a jádra PES (250 - 256 °C) a tím přináší řadu výhod při termickém pojení netkaných textilií. Mezi tyto výhody patří zejména široká škála pojících teplot, které mohou být snášeny, dokud není jádro ovlivněno teplotní škálou [9].
28
Obr. 12 Příčné průřezy bikomponentních vláken typu jádro-plášť [9].