Wpływ udziału włókien o niskiej temperaturze topnienia na właściwości włóknin

Włókniny są materiałami przemysłowymi wytwarzanymi poprzez mechaniczne lub termiczne łączenie włókien, bez tkania ich w przędzę.

W tym procesie wytrzymałość strukturalna i właściwości fizyczne włóknin mogą się znacznie różnić w zależności od udziału włókien wiążących.

W niniejszym artykule przeanalizujemy, jak zawartość poliestrowych włókien wiążących o niskiej temperaturze topnienia wpływa na grubość, gęstość i wytrzymałość na rozciąganie włóknin.

---

Rola włókien wiążących

Włókna wiążące (włókna o niskiej temperaturze topnienia) to specjalne włókna poliestrowe o strukturze płaszcz/rdzeń z niską temperaturą topnienia. Pod wpływem ciepła płaszcz (warstwa zewnętrzna) topi się i łączy rdzeń (warstwa wewnętrzna) z otaczającymi włóknami.

W tym procesie powstają punkty wiązania między włóknami, co umożliwia produkcję włóknin o wysokiej wytrzymałości i stabilności bez konieczności stosowania dodatkowych spoiw chemicznych.

---

Zastosowanie w procesie produkcyjnym

Podczas produkcji włóknin włókna wiążące są zazwyczaj stosowane w procesie kardowania → igłowania → termicznego łączenia.

• Kardowanie – Włókna są równomiernie rozczesane i układane w welon.

• Igłowanie – Włókna są mechanicznie splątane za pomocą igieł z haczykami, co zapewnia spójność strukturalną.

• Łączenie termiczne – Pod wpływem ciepła topi się warstwa płaszcza włókien wiążących, które łączą się z otaczającymi włóknami.

Włókniny wytwarzane tym procesem charakteryzują się większą trwałością i stabilnością wymiarową, dzięki czemu znajdują szerokie zastosowanie w tapicerce samochodowej, materiałach dźwiękochłonnych oraz wypełnieniach materacy.

Włókna wiążące są zazwyczaj mieszane ze standardowymi włóknami poliestrowymi ciętymi w proporcji 5–50%, przy czym zauważalne zmiany właściwości pojawiają się, gdy ich zawartość przekracza 30%.

---

Wyniki dotyczące włóknin w zależności od udziału włókien wiążących o niskiej temperaturze topnienia

A więc, jak udział włókien wiążących wpływa na włókniny?

Zgodnie z eksperymentami przeprowadzonymi na Uniwersytecie Marmara, wraz ze wzrostem proporcji mieszanki włókien poliestrowych ciętych i włókien wiążących o niskiej temperaturze topnienia zaobserwowano następujące wyniki:

Udział włókien wiążących	Wytrzymałość na rozciąganie (MD)	Wytrzymałość na rozciąganie (CD)	Grubość (mm)	Gęstość (g/cm³)
5%	2.99 cN/tex	0.85 cN/tex	0.79	0.459
30%	3.82 cN/tex	1.90 cN/tex	0.67	0.687
50%	5.22 cN/tex	2.57 cN/tex	0.49	0.773

Wraz ze wzrostem udziału włókien wiążących wytrzymałość na rozciąganie włóknin wzrasta ponad dwukrotnie, podczas gdy grubość zmniejsza się o około 40%. Ponadto badanie potwierdziło, że gęstość włóknin stale rosła.

Innymi słowy, większa zawartość włókien wiążących prowadzi do powstania większej liczby punktów połączeń między włóknami, co wzmacnia stabilność strukturalną. Efekt ten staje się szczególnie widoczny, gdy proporcja mieszanki przekracza 30%, co skutkuje znaczną poprawą wytrzymałości mechanicznej włóknin.

---

Udział włókien wiążących nie jest jedynie prostą proporcją mieszania, lecz kluczową zmienną, która determinuje wytrzymałość, grubość, gęstość i trwałość włóknin.

Optymalny stosunek włókien wiążących maksymalizuje wydajność produktu i stanowi przyjazne dla środowiska rozwiązanie, które zastępuje spoiwa chemiczne technologią opartą na wiązaniach fizycznych.