كان لصناعة النسيج غير المنسوج بداية استكشافية في أواخر الأربعينيات من القرن الماضي والتي دخلت مرحلة التطوير في الخمسينيات من القرن الماضي تلاها التوسع التجاري في الستينيات. خلال الـ 1940 عامًا التالية ، نضجت الصناعة غير المنسوجة وأسست أسواقًا للأقمشة غير المنسوجة إما من خلال توفير أداء فعال من حيث التكلفة كبدائل للمنسوجات التقليدية أو توفير منتجات تم تطويرها خصيصًا للاستخدامات النهائية المستهدفة. لقد نجت الصناعة من الركود بشكل أفضل من المنسوجات التقليدية ونمت بمعدل أسرع. تتشابه مشاكل الصحة والسلامة الخاصة بها مع تلك التي تحدث في صناعة النسيج الأخرى (مثل الضوضاء والألياف المحمولة جواً والمواد الكيميائية المستخدمة في ربط الألياف وأسطح العمل الآمنة ونقاط الضغط والحروق الناتجة عن التعرض الحراري وإصابات الظهر وما إلى ذلك).
تتمتع الصناعة عمومًا بسجل سلامة جيد ، كما أن عدد الإصابات لكل وحدة عمل قياسية منخفض. استجابت الصناعة للتحديات المرتبطة بالمياه النظيفة والهواء النقي. في الولايات المتحدة ، أصدرت إدارة السلامة والصحة المهنية (OSHA) عددًا من قواعد حماية العمال التي تتطلب التدريب على السلامة وممارسات التصنيع التي حسنت حماية العمال بشكل كبير. تتبنى الشركات المسؤولة في جميع أنحاء العالم ممارسات مماثلة.
تتشابه المواد الخام المستخدمة في الصناعة بشكل عام مع تلك المستخدمة في المنسوجات التقليدية. تشير التقديرات إلى أن الصناعة تستخدم ما يقرب من مليار كجم من مزيج المواد الخام سنويًا. الألياف الطبيعية المستخدمة في الغالب هي القطن ولب الخشب. تشمل الألياف المصنعة الرايون والبولي أوليفينات (كل من البولي إيثيلين والبولي بروبيلين) والبوليستر ، وبدرجة أقل ، النايلون والأكريليك والأراميد وغيرها.
كان هناك نمو مبكر في عدد العمليات غير المنسوجة إلى ما يقرب من عشرة. وتشمل هذه؛ مغزول ، منفوخ بالذوبان ، لب ومزيج منفوخ بالهواء ، مبلل ، جاف (مرتبط إما عن طريق تثقيب الإبرة ، أو الترابط الحراري أو الترابط الكيميائي) وعمليات ربط الغرز. في الولايات المتحدة الأمريكية، لقد أشبعت الصناعة العديد من أسواق الاستخدام النهائي وتبحث حاليًا عن أسواق جديدة. منطقة نمو رئيسية للأقمشة غير المنسوجة تتطور في مجال المواد المركبة. تقوم شرائح الأقمشة غير المنسوجة مع الأفلام والطلاءات الأخرى بتوسيع أسواق المواد غير المنسوجة. لقد خضع تخزين البضائع غير المنسوجة لفحصها مؤخرًا بسبب قابلية الاشتعال لبعض المنتجات ذات الكثافة المنخفضة جدًا ومناطق السطح العالية. تعتبر الأسطوانات التي تكون نسبة الحجم إلى الوزن فيها أكبر من عامل دور علوي معين للفة من مشكلات التخزين.
مواد خام
ألياف السليلوز
زاد حجم القطن المبيض المستخدم في الأقمشة غير المنسوجة بشكل مطرد ، وأصبحت خلطات القطن والبوليستر والحرير الصناعي والبوليستر في الأقمشة غير المنسوجة ، التي تم ربطها بالتشابك المائي ، مجموعات جذابة لتطبيقات النظافة الطبية والأنثوية. كان هناك اهتمام باستخدام القطن غير المبيض في العمليات غير المنسوجة ، وقد تم إنتاج بعض الأقمشة التجريبية الجذابة من خلال استخدام عملية التشابك المائي.
لقد واجه رايون بعض الضغط من دعاة حماية البيئة القلقين بشأن تأثير المنتجات الثانوية للعملية على البيئة. بعض إنتاج الحرير الصناعي شركات في الولايات المتحدة تخلى عن الصناعة بدلاً من مواجهة تكلفة الامتثال للمتطلبات التنظيمية التي تفرضها أعمال المياه النظيفة والهواء. يبدو الآن أن تلك الشركات التي اختارت تلبية المتطلبات مرتاحة لعملياتها المعدلة.
تعتبر ألياف لب الخشب مكونًا رئيسيًا للحفاضات التي تستخدم لمرة واحدة ومنتجات سلس البول وغيرها من المنتجات الماصة. يتم استخدام ألياف من الخشب الصلب وألياف كرافت. في الولايات المتحدة وحدها ، يبلغ إجمالي استخدام ألياف اللب أكثر من مليار كجم سنويًا. يتم استخدام نسبة صغيرة في العمليات غير المنسوجة التي يتم وضعها في الهواء. المنتجات شائعة مثل المناشف في التطبيقات التي تتراوح من المطبخ إلى الرياضة.
الألياف الاصطناعية
أكثر ألياف البولي أوليفين شيوعًا هما البولي إيثيلين والبولي بروبيلين. يتم تحويل هذه البوليمرات إما إلى ألياف بطول التيلة يتم تحويلها لاحقًا إلى أقمشة غير منسوجة ، أو تحويلها إلى أقمشة غير منسوجة مغزولة عن طريق بثق البوليمرات لتشكيل خيوط تتشكل في شبكات ويتم ربطها بواسطة العمليات الحرارية. يتم تحويل بعض الأقمشة المنتجة إلى ملابس واقية ، وبحلول عام 1995 ، تم تصنيع أكثر من 400,000,000 قطعة قماش باستخدام نسيج بولي إيثيلين شائع مغزول.
أكبر استخدام منفرد للنسيج غير المنسوج في الولايات المتحدة (حوالي 10 مليار متر مربع) هو غطاء الحفاضات. هذا هو القماش الذي يلامس جلد الطفل ويفصل الطفل عن مكونات الحفاض الأخرى. تُستخدم الأقمشة من هذه الألياف أيضًا في المنتجات المعمرة وفي بعض تطبيقات التكسية الأرضية حيث من المتوقع أن تدوم إلى أجل غير مسمى. سوف تتحلل الأقمشة في ضوء الأشعة فوق البنفسجية أو بعض أنواع الإشعاع الأخرى.
الألياف البلاستيكية الحرارية من بوليمرات البوليستر والبوليمرات المشتركة تستخدم على نطاق واسع في المنسوجات في كل من الألياف الأساسية والعمليات المغزولة. يقدر الحجم المشترك للبوليستر والبولي أوليفين المستخدم في الولايات المتحدة في الأقمشة غير المنسوجة بأكثر من 250 مليون كجم سنويًا. يتم استخدام مزيج من ألياف البوليستر مع لب الخشب الذي يتم وضعه مبللاً ثم يتم ربطه بواسطة التشابك المائي ثم معالجته بطبقة طاردة على نطاق واسع في العباءات والستائر الجراحية التي يمكن التخلص منها. بحلول عام 1995 ، تجاوز استخدام المنسوجات الطبية التي يمكن التخلص منها في الولايات المتحدة وحدها 2 مليار متر مربع سنويًا.
يتم استخدام ألياف النايلون بشكل ضئيل فقط في شكل ألياف أساسية وبكميات محدودة في الأقمشة غير المنسوجة المغزولة. أحد أكبر استخدامات الأقمشة غير المنسوجة المصنوعة من النايلون المغلف هو تقوية وسادات السجاد وفي المرشحات المصنوعة من الألياف الزجاجية. توفر الأقمشة سطحًا منخفض الاحتكاك لمنصات السجاد مما يسهل تركيب السجاد. في المرشحات المصنوعة من الألياف الزجاجية ، يساعد القماش في الاحتفاظ بالألياف الزجاجية في الفلتر ويمنع الألياف الزجاجية من دخول تيار الهواء المرشح. يتم استخدام الأقمشة غير المنسوجة المتخصصة الأخرى ، مثل الأراميد ، في الأسواق المتخصصة حيث توصي خصائصها ، مثل القابلية المنخفضة للاشتعال ، باستخدامها. تستخدم بعض هذه الأقمشة غير المنسوجة في صناعة الأثاث كمانع للهب ، لتقليل قابلية الأرائك والكراسي للاشتعال.
العمليات
Spunbonded و meltblown
في عمليات spunbonded و meltblown ، مناسبة يتم صهر البوليمرات الاصطناعية ، وتصفيتها ، وبثقها ، وسحبها ، وشحنها كهربائياً ، وتوضع في شكل شبكة ، وتربطها وتؤخذ على شكل لفائف. تتطلب العملية ممارسات سلامة جيدة شائعة في العمل مع الطارد الساخن والمرشحات والمغازل والأسطوانات الساخنة المستخدمة في الترابط.
يجب على العمال ارتداء حماية مناسبة للعين وتجنب ارتداء الملابس الفضفاضة أو أربطة العنق أو الخواتم أو غيرها من المجوهرات التي قد تعلق في المعدات المتحركة. أيضًا ، تشتمل هذه العمليات دائمًا تقريبًا على استخدام كميات كبيرة من الهواء ، ويجب اتخاذ احتياطات خاصة لتجنب التصاميم التي قد تؤدي إلى نشوب حرائق ، مثل وضع كوابح الضوء في مجرى هواء. من الصعب إطفاء حريق في مجرى هواء. من المهم الحفاظ على أسطح أرضية عمل آمنة ، ويجب أن تكون الأرضيات حول أي معدات غير منسوجة خالية من التلوث الذي يمكن أن يؤدي إلى قاعدة غير آمنة.
تتطلب عمليات Spunbonded و meltblown تنظيف بعض معدات العملية عن طريق حرق أي بقايا بوليمر متراكمة. يتضمن هذا عادةً استخدام أفران شديدة السخونة لتنظيف وتخزين الأجزاء التي تم تنظيفها. من الواضح أن هذه العمليات تتطلب قفازات مناسبة ووسائل حماية حرارية أخرى ، بالإضافة إلى تهوية مناسبة لتقليل الحرارة وأبخرة العادم.
تدين عمليات Spunbonded بمزاياها الاقتصادية جزئيًا إلى حقيقة أنها سريعة نسبيًا ويمكن تغيير قوائم الاستلام أثناء استمرار العملية. يجب أن يوفر تصميم معدات تغيير الأسطوانة وتدريب المشغلين هامش أمان مناسبًا للتعامل مع هذه التغييرات.
وضع جاف
تتشابه العمليات التي تتضمن فتح بالات من الألياف ، ومزج الألياف لتوفير تغذية موحدة لآلة التمشيط ، والتمشيط لتشكيل الشبكات ، وتقاطع الشبكات لتوفير القوة المثلى في جميع الاتجاهات ثم إعادة توجيه الويب إلى بعض عمليات الترابط. في متطلبات السلامة الخاصة بهم لعمليات النسيج التقليدية. تحتاج جميع النقاط المكشوفة التي يمكن أن تحبس أيدي العامل في واجهات لفة إلى الحماية. تتضمن بعض العمليات الجافة إنتاج كميات صغيرة من الألياف المحمولة في الهواء. يجب تزويد العامل بمعدات الوقاية الشخصية المناسبة للجهاز التنفسي لتجنب استنشاق أي منها جزء قابل للتنفس من هذه الألياف.
إذا كانت الشبكات المتكونة سيتم ربطها حرارياً ، فسيكون هناك عادةً كمية صغيرة (بترتيب 10٪ بالوزن) من الألياف أو المسحوق منخفض الانصهار الذي تم مزجه في الويب. تذوب هذه المادة بالتعرض لفرن الهواء الساخن أو بكرات ساخنة ثم تبرد لتشكيل روابط القماش. يجب توفير الحماية ضد التعرض للبيئات الساخنة. في الولايات المتحدة ، يتم إنتاج ما يقرب من 100 مليون كجم من الأقمشة غير المنسوجة المرتبطة حراريًا سنويًا.
إذا كانت الشبكات مرتبطة باللكم بالإبرة ، يتم استخدام نول إبرة. يتم تثبيت مجموعة من الإبر في ألواح الإبر ، ويتم دفع الإبر عبر الويب. تلتقط الإبر الألياف السطحية وتحملها من أعلى إلى أسفل القماش ثم تحرر الألياف في ضربة العودة. يمكن أن يتراوح عدد الاختراقات لكل وحدة مساحة من عدد صغير (في حالة الأقمشة عالية الارتفاع) إلى عدد كبير (في حالة اللباد المحبب). يمكن استخدام النول للوخز بالإبرة من الجانبين العلوي والسفلي للشبكة وللاستخدام مع ألواح متعددة. يجب استبدال الإبر المكسورة. يلزم قفل الأنوال بأمان لمنع الحوادث أثناء هذه الصيانة. كما في حالة التمشيط ، قد تتولد بعض الألياف الصغيرة من خلال هذه العمليات ، ويوصى بالتهوية وأجهزة التنفس. بالإضافة إلى ذلك ، يُنصح بحماية العين للحماية من الحطام المتطاير من الإبر المكسورة. في الولايات المتحدة ، يتم تصنيع ما يقرب من 100 مليون كجم من الأقمشة غير المنسوجة بإبرة سنويًا.
إذا كانت الشبكات ملتصقة بمادة لاصقة كيميائية ، فإن العملية تتطلب عادةً رش المادة اللاصقة على جانب واحد من الشبكة وتمريرها عبر منطقة المعالجة ، وعادةً ما تكون في فرن يعمل بالهواء. ثم يتم عكس اتجاه الويب ، ويتم عمل تطبيق آخر للمادة اللاصقة ويتم إرسال الويب مرة أخرى عبر الفرن. يتم استخدام ممر ثالث من خلال الفرن أحيانًا إذا لزم الأمر لإكمال عملية المعالجة. من الواضح أن المنطقة يجب أن تستنفد غازات الفرن ومن الضروري التقاط وإزالة أي نفايات سائلة سامة (في الولايات المتحدة ، هذا مطلوب من قبل مختلف قوانين الهواء النظيف على مستوى الولاية والفيدرالية). في حالة الترابط اللاصق ، كان هناك ضغط عالمي لتقليل إطلاق الفورمالديهايد في البيئة. في الولايات المتحدة ، شددت وكالة حماية البيئة مؤخرًا القيود على إطلاق الفورمالديهايد إلى عُشر الحدود المقبولة سابقًا. هناك مخاوف من أن الحدود الجديدة تتحدى دقة الأساليب المختبرية المتاحة حاليًا. استجابت صناعة المواد اللاصقة من خلال تقديم مواد رابطة جديدة خالية من الفورمالديهايد.
وضع الهواء
هناك بعض الارتباك في التسمية فيما يتعلق بالأقمشة غير المنسوجة الموضوعة في الهواء. يتضمن أحد أشكال عمليات التمشيط بطاقة تتضمن قسمًا يقوم بترتيب الألياف التي تتم معالجتها بشكل عشوائي في تيار الهواء. غالبًا ما يشار إلى هذه العملية على أنها "عملية غير منسوجة يتم وضعها في الهواء". عملية أخرى ، مختلفة تمامًا ، تسمى أيضًا وضع الهواء ، تتضمن تشتت الألياف في تيار الهواء ، عادةً باستخدام مطحنة المطرقة ، وتوجيه تشتت الألياف المحمولة جواً إلى جهاز يقوم بترسيب الألياف على حزام متحرك. يتم بعد ذلك رش النسيج المتكون ومعالجته. يمكن تكرار عملية التشكيل بالتوازي مع أنواع مختلفة من الألياف لإنتاج أقمشة غير منسوجة من طبقات ذات تركيبات ليفية مختلفة. يمكن أن تكون الألياف المستخدمة في هذه الحالة قصيرة جدًا ، ويجب أخذ الحماية لمنع التعرض لمثل هذه الألياف المحمولة في الهواء.
رطب
تستعير عملية الأقمشة غير المنسوجة الرطبة تقنية مطورة لصنع الورق وتدعو إلى تكوين شبكات من تشتت الألياف في الماء. يتم المساعدة في هذه العملية من خلال استخدام مساعدات التشتت التي تساعد على تجنب تكتلات الألياف غير المنتظمة. يتم ترشيح تشتت الألياف من خلال الأحزمة المتحركة ويتم نزع الماء عن طريق الضغط بين اللبادات. في مرحلة ما من العملية ، غالبًا ما يتم إضافة مادة رابطة تربط الويب أثناء حرارة التجفيف. بدلاً من ذلك ، في طريقة أحدث ، يتم ربط الويب عن طريق التشابك المائي باستخدام نفاثات من الماء عالية الضغط. تتضمن الخطوة الأخيرة التجفيف وقد تتضمن خطوات لتنعيم النسيج عن طريق التنشيف الدقيق أو بعض التقنيات المماثلة الأخرى. لا توجد مخاطر كبيرة معروفة مرتبطة بهذه العملية ، وتعتمد برامج السلامة عادة على ممارسات التصنيع الجيدة الشائعة.
ستيتشبوندينغ
هذه العملية في كثير من الأحيان مستبعدة من بعض تعريفات الأقمشة غير المنسوجة لأنها يمكن أن تنطوي على استخدام خيوط لغرز الشبكات في الأقمشة. بعض تعريفات الأقمشة غير المنسوجة تستبعد أي أقمشة تحتوي على "خيوط". في هذه العملية ، يتم تقديم الويب إلى آلات الربط بالغرز التقليدية لإنتاج هياكل تشبه الحياكة توفر مجموعة متنوعة من التركيبات بما في ذلك استخدام الخيوط المرنة لإنتاج الأقمشة ذات خصائص التمدد والتعافي الجذابة. مرة أخرى ، لا توجد مخاطر استثنائية مرتبطة بهذه العملية.
اللمسات الأخيرة
تشمل اللمسات الأخيرة للأقمشة غير المنسوجة مثبطات اللهب ، وطارد السوائل ، والمضادات الساكنة ، والملينات ، والمضادة للبكتيريا ، والمواد القابلة للانصهار ، والمزلقات وغيرها من المعالجات السطحية. يتم تطبيق اللمسات النهائية للأقمشة غير المنسوجة إما عبر الإنترنت أو كعلاج خارج الخط ، ومعالجات ما بعد التصنيع ، اعتمادًا على العملية ونوع الإنهاء. في كثير من الأحيان ، تتم إضافة التشطيبات المضادة للكهرباء الساكنة عبر الإنترنت ، وعادة ما تكون معالجة السطح مثل حفر الإكليل عملية عبر الإنترنت. غالبًا ما يتم تطبيق التشطيبات المقاومة للهب والمضادة للحريق خارج الخط. تتضمن بعض علاجات النسيج المتخصصة تعريض الويب إلى معالجة بلازما عالية الطاقة للتأثير على قطبية الأقمشة وتحسين أدائها في تطبيقات الترشيح. تختلف سلامة هذه العمليات الكيميائية والفيزيائية باختلاف كل تطبيق ويجب النظر فيها بشكل منفصل.