توليد و مصرف منسوجات بی بافت به صورت روزافزونی مورد توجه كشورهای پيشرفته قرار گرفته به طوری كه به خصوص در كشورهای آمريكا، اروپا، ژاپن و چين ميزان توليد آن به سرعت در حال افزايش است.توليد منسوجات بی بافت در اروپای غربي كه در سال ۱۹۸۹ بالغ بر ۴۱۴ تن بود در سال ۲۰۰۰ به ۱۰۲۶ هزار تن رسيد و حدود ۵/۲ برابر گرديده است. تنوع مصارف منسوجات بی بافت، در زمينه های بهداشتی، وسايل منزل، خودرو، مهندسی ساختمان و برخي از مصارف صنعتی، كشاورزی پوشاك و… به صورت گسترده ای در حال توسعه بوده و ميزان توليد جهانی منسوجات بی بافت در سال ۲۰۰۲ به بيش از ۳۹۰۰ هزار تن رسيده است .

خواص منسوجات بی بافت :

منسوجات بی بافت به صورت گسترده ای به شكل شبكه های تودرتوي الياف و يا رشته های درگير شده كه به صورت مكانيكی، حرارتی و يا شيميايی به هم چسبيده و متصل شده اند توليد و صرف مي شود. اين صفحات صاف و متخلخل بوده و مستقيماً از الياف جداگانه يا به صورت پلاستيك مذاب و يا لايه های نازك پلاستيك تشكيل شده است. اين الياف به هم بافته و بسته نشده و الياف به كاموا تبديل نمي شود.پارچه های بی بافت پارچه های طراحی شده ای است كه طول عمر آن مي تواند محدود (پارچه هاي يك بار مصرف) و يا طولانی و بسيار بادوام باشد. پارچه های بی بافت دارای خواص و عملكردهای ويژه اي مانند جذب و دفع مايعات، انعطاف پذيری(خاصيت ارتجاعی)، كش آمدن، نرمی، استحكام، نسوز بودن (دفع شعله)، قابل شستشو بودن، ضربه گيری، فيلتراسيون، جلوگيری از ورود باكتری ها (ماسك) و ضدعفونی (استريل بودن) مي باشد.تركيب اين خواص غالباً ضمن برقراری موازنه مناسب بين طول عمر محصول و هزينه های مربوطه، از نظر شكل ظاهری، دوام و ساختار نيز مشابه پارچه های بافته شده بوده و از نظر حجيم بودن می تواند به اندازه ضخيم ترين لايه های مبل و لباس توليد شود. پارچه های بی بافت در تركيب با ساير مواد طيف وسيعی از محصولات با خواص گوناگون را پديد می آورد و به تنهايی در زمينه های پوشاك، وسايل و لوازم خانگي، بهداشتي، مهندسي،‌ كالاهاي صنعتي و مصرفي كاربرد دارد.

–    داي پرز
–    دستمال های كاغذی و نوار بهداشتی
–    نوارهای ضدعفونی شده، كلاه، ماسك، روپوش و پرده ها و آويزه هاي مورد مصرف در بخش پزشكی
–    پارچه هاي پاك كننده (دستمال و غيره) خانگي و شخصي
–    مواد كمكي مصرفي در شستشو (صفحاتي كه در خشك كننده های پارچه به كار می رود)
–    لايه داخل پوشاك
–    پارچه هاي مصرفی رو كف پوش ها، رويه و روكش مبل و صندلی ،    لايه ها و ابرها، پوشش های ديوار (كاغذهای ديواری)
–    برچسب ها
–    عايق كاری
–    مصارف خانگی
–    محصولاتي كه در سقف سازي به كار مي رود
–    الياف و پارچه ها و GEOTEXTILE هایی كه در مهندسی عمران به كار مي رود.
–    فيلتراسيون

برآورد مصرف / ميزان توليد :

براساس اطلاعات دريافتي از اداره كل صنايع نساجی وزارت صنايع معادن، تعداد ۳۷ واحد با ظرفيت بالغ بر ۴۳ هزار تن، فعال می باشند. لازم به يادآوری است در زمينه منسوجات بي بافت تاكنون تعداد ۱۶۷ مجوز در استان های مختلف كشور صادر گرديده است كه اغلب غيرفعال می باشد.

سيستم منسوجات بی بافت (Non – Wovens)

در اين گونه منسوجات هيچ گونه نخي توليد نمي شود، بلكه منسوجات نهايی مستقيماً از الياف يا لايه الياف گرفته مي شود و چون مرحله تبديل به نخ وجود ندارد، مرحله بافندگی نيز حذف می گردد، در عوض مرحله تشكيل لايه (تار عنكبوتی) (web) و مرحله اتصال و پيوستگی (bonding) به فرآيند توليد اضافه مي گردد.اين سيستم توليد به دلايل مختلف نظير كربردهای فراوان، توليد بسيار بالا و عملكرد عالی نسبت به ديگر منسوجات، توجه بيشتری را برانگيخته است. هر روز كاربردهای جديدتری از اين نوع منسوجات ابداع و به مرحله توليد می رسد و چون قابليت انطباق بالايی با نيازها و خواسته های روزافزون و متنوع زندگی مدرن امروزی دارد، در دهه اخير مورد توجه بسياری از توليدكنندگان واقع شده است. توليد منسوجات بي بافت برای اولين بار به دهه30 (1940-1930) بر می گردد اما شروع اين صنعت از نيمه های دهه 60 در اروپا آغاز شد، و اين درست زمانی بود كه اصطلاح Non Woven يا Vliesstoffe توسط مجموعه كوچكی از توليدكنندگان بكار گرفته شد.از آن پس توليد منسوجات بي بافت به سرعت گسترش يافت و كاربرد چنين محصولاتي بسياري از جنبه هاي صنعتي و حتي زندگي شخصي را در بر گرفت. منسوجات بي بافت در محصولات بهداشتي و نظافتي، در مهندسی عمران و ساختمان، لوازم خانگی و صنايع خودروسازی، برای پاكيزگی، فيلتراسيون، پوشاك، بسته بندی مواد غذايی كاربرد زيادی دارد و اينها تنها گوشه ای از كاربردهای فراوان اين منسوجات است.

منسوجات بی بافت :

اصطلاح منسوجات بی بافت (NonWovens) اغلب در اكثر زبان ها در مقابل واژه پارچه های بافته شده تاری پودی(weaving) به عنوان يك مرجع بكار گرفته مي شود. تنها متخصصين بر اين امر واقفند كه منسوجات بی بافت پارچه هايی با طراحی منحصر بفرد است كه راه حل های صرف هزينه مؤثر را در محصولاتی نظير اقلام بهداشتی، جداكننده های باتری، فيلترها و ژئوتكستايل ها (Geotextiles) در بر دارند. مطابق با تعريف سازمان جهانی استاندارد (به شماره ISO 9092) يا استاندارد EN 29092 منسوج بی بافت چنين تعريف مي شود:لايه يا شبكه اي از الياف منظم يا غيرمنظم آرايش يافته كه به وسيله ايجاد اصطكاك و يا اتصال يا پيوستگي به وجود مي آيد. اين تعريف شامل لايه هاي كاغذي و محصولات بافته شده به طريق تاري پودي، پودي و تاري، اتصال دوختي (به وسيله نخ يا فيلامنت) و نيز كالاهاي نمدي شده (كه دوباره سوزن زني شوند يا نشوند) نمي شود. الياف مي توانند طبيعي يا مصنوعي، كوتاه و يا ممتد باشد.پارچه های بی بافت بدون هيچ گونه محدوديتي از الياف ساخته مي شود اما لزوماً تنها از الياف تشكيل نمي شود. اين گونه الياف مي تواند حتي الياف بسيار كوتاه به طول چند ميلي متر باشد (در فرآيند wetlaid) و يا اليافي معمولي مورد استفاده در صنايع نساجي قديمي و يا فيلامنت هاي بسيار بلند باشند. خواص و ويژگي هاي پارچه بي بافت تا حد زيادي به نوع الياف و تكميل نهايي آن بستگي دارد. الياف ممكن است طبيعي، مصنوعي، آلي يا غيرآلي باشد.خاصيت مهم ليف اين است كه طول آن بسيار بيشتر از قطر آن مي باشد. همچنين مي توان چنين اليافي را به طور مداوم همراه با فرآيند منسوج بي بافت توليد نمود و سپس به طول مورد نظر برش داد و يا اينكه مي توان دانه هاي پليمر را مستقيماً از طريق Extruder (محفظه اي كه پليمر در آنجا ذوب شده و با فشار از شبكه سوراخ دار آن خارج مي گردد) به ساختار فيبري مورد نظر تبديل نمود.دامنه منسوجات بي بافت از محدوده نساجي نيز فراتر مي رود. ممكن است اليافي كه در ساخت منسوج بي بافت بكار مي رود بسيار كوتاه بوده و مانند كاغذ  قابليت ريسندگي را نداشته باشد.همچنين شبكه اليافي ممكن است از فويل يا ديگر پلاستيك ها به وجود آيد. بنابراين منسوجات بي بافت با بخشي از خواص و ويژگي هاي توليد صنعت كاغذ يا صنعت مواد شيميايي/ پلاستيك ها مشترك است و بدين ترتيب محدوده و قلمرو خود را مشخص مي نمايد.خواص پيوستگي منسوجات بي بافت به درگيري نخ وابسته نيست و مطلقاً داراي ساختار هندسي آرايش يافته اي نمي باشد و در حقيقت اين منسوجات حاصل ارتباط بين يك ليف با ليف ديگر است. اين امر موجب مي شود كه منسوجات بي بافت ويژگي هاي منحصربفرد خود را داشته باشد (مثل خواص بهتر در جذب و فيلتراسيون) و بنابراين كاربردهاي بيشتري را شامل شود.

فرآيندهاي توليد منسوجات بی بافت :

سه روش جهت تشكيل لايه شبكه الياف وجود دارد كه عبارت است از:

 سيستم drylaid همراه با كاردينگ يا در جريان هوا قرار دادن (air laying) به عنوان روشي براي تشكيل شبكه الياف.
سيستم Wetlaid
سيستم بر مبناي پليمر كه شامل تكنيك هاي ( Spunbonding يا Spunlaying) يا (Meltblown) يا تكنيك پارچه هاي flashpun مي باشد.
به هر حال به منظور استحكام بخشي به لايه الياف (web) كه به خاطر فقدان نيروهاي اصطكاك لازم است، مي بايست الياف به يكديگر متصل شود. تثبيت لايه بعد از شكل گيري آن دومين مرحله در فرآيند توليد منسوج بي بافت است. عمليات تثبيت نقش عمده اي در ايجاد خواص نهايي پارچه دارد، بنابراين مي بايست حتي المقدور كاربرد نهايي منسوج در اين مرحله مورد توجه قرار گيرد.اين عمليات را مي توان با بكارگيري فعل و انفعالات شيميايي (اتصال شيميايي) نظير پيوند دهنده ها (binders) به انجام رساند. اين اتصال دهنده ها را مي توان با غوطه ور سازي، پوشش دادن، اسپري كردن يا اتصال چاپي به طور متناوب بكار برد. و نيز مي توان از پيوند دهنده هاي حرارتي (Cohesion bonding) مثل ذوب كردن جزيي الياف محتوي يا فيلامنت ها استفاده نمود.در اين مورد مي توان از كالندر نمودن يا دمش هواي گرم يا تأثير فراصوتي (ultrasonic) نيز بهره برد. تثبيت به روش مكانيكي (اتصال اصطكاكي) ممكن است به صورت سوزن زني، دوخت، درگيري جت هوا و يا تركيبي از آنها صورت پذيرد. براي تحقق نيازهاي مشتري مي توان خواص منسوج فعلي را در مرحله تكميل اصلاح نمود. به همين منظور مي توان قبل يا بعد از فرآيند اتصال (bonding)، از مواد شيميايي يا فرآيندهاي مكانيكي در مرحله پاياني توليد استفاده نمود. براي رسيدن به خواص مطلوب مي بايست در انتخاب مواد اوليه، ته نشين شدن الياف به عنوان مواد فيبري با دانسيته هاي مختلف، انتخاب روش هاي تثبيت و تكميل دقت نمود.

خواص منسوجات بی بافت و كاربردهاي آن :

منسوجات بی بافت ما را احاطه كرده اند و همه از آنها استفاده مي كنيم اما به آن آگاهي نداريم. در حقيقت اين منسوجات اغلب از ديد ما مخفي هستند. مي توان اين منسوجات را طوري ساخت كه در صورت لزوم جاذب، قابل تنفس، قابل آويزش، مقاوم در برابر آتش، مانع حرارت و نور، قابل قالب گيري، نرم، پايدار، سخت، مقاوم در برابر برش و دافع حشرات باشد.اين منسوجات جايگزين هاي ارزاني بوده، همچنين بسياري بر اين باورند كه چون از اين نوع منسوجات كالاهاي مصرفي تهيه مي گردد چندان هم ارزان نيست.

اگر خواص اين منسوجات در مقايسه با منسوجات ديگر مشابه بوده ولي هزينه و قيمت آنها نسبتاً پايين باشد، منافع آن براي مشتري مشخص است. در ابتدا اختلاف قيمت منسوجات بي بافت در مقايسه با محصولات جايگزين طوري بود كه كاهش خواص و ويژگي ها هنوز مورد قبول بود. به هر حال هيچ منسوج بي بافت به عنوان جانشين توليد نشد، بلكه مزاياي قيمتي همراه با مزاياي پيشرفته آنها (نظير آستري، پاكن ها، روپوش هاي جراحي، انواع فيلترها و غيره) براي كاربران بارزتر شد.همچنين جاي اميدواري است كه تعداد اقلام پلاستيكي، منسوج، كاغذ و غيره كه منسوجات بی بافت قادر به جانشيني آنها هستند محدود نباشد و نيز انتظار مي رود كه مزاياي هزينه اي و اثربخشي منسوجات بي بافت همچنان باقي بماند. كاربردهاي منسوجات بي بافت تنها در كالاهاي يك بار مصرف نيست، بلكه بخش وسيعي از كاربردهاي نهايي بادوام آنها در آستري، كارگذاري در سقف، ژئوتكستايل، خودرو و يا كفپوش مي باشد.به هر حال بسياري از منسوجات بي بافت به ويژه منسوجات سبك در كالاهاي يك بار مصرف مورد استفاده قرار مي گيرد. اغلب منسوجات بي بافت چه مصرفي باشد يا نباشد اقلامي با فن آوري پيشرفته و عملكردي فوق العاده هستند. قابليت جذب بسيار بالا يا خاصيت عدم نم پس دهي آنها در اقلام بهداشتي همراه با ويژگي هاي جلوگيري كننده آنها در كاربردهاي اتاق عمل و يا امكان تصفيه بهتر به خاطر ابعاد و توزيع خلل و فرج.اصولاً اين منسوجات به خاطر نوع كاربرد در بخش هايي نظير بهداشت و سلامت شخصي و كارايي هزينه اي شان به صورت يك بار مصرف توليد مي شوند و اغلب اين خاصيت مزيت ويژه اي را نصيب استفاده كنندگان مي نمايد. چون اقلام يك بار مصرف قبلاً مورد استفاده قرار نگرفته اند، متضمن كيفيت و مطلوبيت خاص مي باشد (در مقايسه با پارچه هاي شسته شده اي كه دو بار مورد استفاده قرار مي گيرد).مسئله ديگر موضوع تأثيرات محيطي صنعت منسوج بي بافت و مديريت ضايعات آن مي باشد. صنعت منسوج بي بافت و مديريت ضايعات آن مي باشد. صنعت منسوج بي بافت در اروپا عليرغم توليد يك ميليون تن در سال ۲۰۰۰ هنوز صنعت كوچكي محسوب مي شود (صنعت نساجي اروپا در سال ۱۹۹۸ به ميزان -/۵۶۳۲۰۰۰ تن و صنعت كاغذ و چوب در حدود ۹۰ ميليون تن توليد داشته اند). فرآيند توليد منسوج بي بافت (بدون در نظر گرفتن فرآيند توليد پارچه هاي پيوند شده شيميايي كه ايجاد آلودگي آب و هوا مي كنند و ۱۰% كل توليد منسوج بي بافت را شامل مي شود) در نوع خود مدرن و پوياست.ركورد اين صنعت در مقايسه با صنايع نساجي و كاغذ حداقل قابل مقايسه و يا بهتر از آنهاست. ميزان ضايعات جامد مشخص شده در صنعت منسوجات بي بافت در اروپا در حدود ۱۱۵-۱۱۰ هزار تن تخمين زده مي شود كه ۲۵% اين مقدار، مواد اوليه است. اين ميزان در مقايسه با كل ضايعات صنعتي در اروپا رقم بسيار كوچكي است. به جرأت مي توان گفت كه حداقل ۵۰% ضايعات صنعت منسوجات بي بافت بازيابي مي گردد و بقيه آن از طريق سوزاندن به انرژي تبديل شده و يا به گودال زباله فرستاده مي شود.همچنين از -/۱۰۲۵۰۰۰ تن توليد منسوجات بي بافت در اروپا در سال ۲۰۰۰ در حدود -/۶۴۰۰۰۰ تن مربوط به اقلام يك بار مصرف و يا بخشي از اقلام يك بار مصرف است كه شامل جريان ضايعات شهري ساليانه مي شود. اين ميزان برابر با %۳/۰ كل ضايعات جامد شهري مي باشد. در نهايت بايد توجه داشت كه بسياري از مزاياي محيطي از كاربرد منسوجات بي بافت در تصفيه روغن، جذب روغن، لباس كار محافظتي، ژئوتكستايل ها و كشاورزي حاصل مي آيند.

معرفي محصول (محصولات) و مشخصات آن :

محصولي كه قرار است در اين پروژه نسبت به توليد آن اقدام شود، در صنعت نساجي تحت عنوان منسوج بی بافت (Non wovens) مطرح است و همان طور كه قبلاً اشاره شد (برخلاف منسوج بافته شده) الياف مستقيماً تبديل به منسوج شده و هيچگونه عمليات بافندگي بر روي آنها صورت    نمي گيرد و صرفاً به روش هاي مختلف، تشكيل لايه مي دهد.سپس براي اتصال (bonding) جزيي آنها از فرآيندهاي خاص استفاده مي شود تا لايه توليد شده به ثبات نسبي برسد. در نهايت مطابق با كاربرد نهايي و خواسته مشتري، تكميل مربوطه بر لايه الياف (web) انجام شده و كالا بسته بندي  مي گردد.«منسوجات بی بافت پارچه هايي با طراحي منحصر به فرد است كه راه حل هاي اثربخشي براي كاربردهاي بسيار متنوع فزاينده زندگي امروز ارايه مي دهند داراي كيفيت هاي مختلفي هستند. محصولاتي كه هر روز    مي بينيم و اغلب از وجود آنها بي خبريم، محصولاتي كه عملكردهاي برجسته آنها اغلب از ديد پنهان مي ماند، منسوجات بي بافت محصول عصر حاضر است و با صنعت مدرن و نوآور امروزي توليد مي شود.»منسوجات بی بافت مطابق استاندارد ISO 9002 در سال 1988 و نيز استاندارد EN 29092 چنين معرفي مي شود: منسوج بي بافت (Non woven) لايه توليد شده يا شبكه اليافي است كه به طور منظم و يا اتفاقي آرايش يافته و با استفاده از اصطكاك و يا اتصال يا چسبندگي به هم پيوند خورده اند؛ به جز كاغذ  و محصولاتي كه بافته شده، پرزگذاري شده (tufted) يا به وسيله نخ هاي فيلامنت ها اتصال داده شده و يا نمدي شوند چه سوزن زني اضافه شود و چه نشود.

محصولات جانبی :

فرآيند توليد كالا، محصول جانبي ندارد اما از ضايعات توليد مي توان دوباره استفاده نمود به شرطي كه آنها را طي فرآيندهايي بازيابي نموده و دوباره در خط توليد قرار دهيم. همچنين مي توان از ضايعاتي كه از منابع ديگر بدست مي آيند براي تغذيه به اين سيستم توليد استفاده كرد.به هر حال ضايعات الياف به ماشين هاي برش (زننده) تغذيه شده و با توجه به روش تغذيه به طول هاي mm40 تا mm150 بريده مي شوند. سپس از طريق تسمه نقاله وارد سيستمي مي شود، الياف ضايعاتي بريده شده هنگام ورود به فضاي بين دو درام اصلي و كوچك، نپ ها (گره هاي كوچك الياف درگيره شده را نپ گويند. در مورد پنبه نپ شامل الياف نرسيده و مرده پنبه مي باشد)، الياف باز نشده و تكه هاي غير منسوج از محفظه تعيين شده خارج مي شود.الياف تميزتر از طريق درام بزرگتر به جلو رانده مي شود تا به درام غربالي (Sieve Drum) رسيده در آنجا گرد و غبار و الياف كوتاه نيز از جريان الياف جدا مي شود. محصول بدست آمده اصطلاحاً الياف بازيافتي (Reclaimed fibers) خوانده مي شود. اين الياف قابل مخلوط شدن با الياف اصلي است. اگر از اين الياف استفاده نشود، مي توان آنها را به صورت عدل، انبار نمود. الياف بازيافتي با الياف اصلي تفاوت هايي دارد از جمله اينكه طي فرآيند توليد قبلي صدمه ديده و داراي طيف وسيعي از طول الياف است و درصد الياف كوتاه و الياف باز نشده آنها نيز زياد است.

كاربردها / صنايع بالادستي و پايين دستی :

منسوجات بی بافت، ساختاري متخلخل داشته و به فرم يك لايه هستند كه اساساً و يا تماماً از الياف جاسازي شده در آن تشكيل مي شود. اين پارچه ها كه به نام هايي نظير پارچه هاي پيوندي (bonded fabrics) و يا طراحي شده (engineered fabrics) نيز معروف است با فرآيندهاي توليد ديگري غير از ريسندگي (spinning)، بافندگي تاري پودي (weaving) و بافندگي تاري يا پودي (knitting) ساخته مي شود. ضخامت لايه ها ممكن است از 25 ميكرومتر تا چندين سانتيمتر و وزن لايه ها نيز از g/m212 به g/m22000 برسد.اين لايه ممكن است از لحاظ ظاهري شبيه به پارچه هاي تاري پودي و يا كشباف و يا حتي كاغذ بوده و ساختار و طرحي منحصربه فرد داشته باشد. ممكن است مانند كاغذ فشرده، شكننده و خشك باشد و يا مانند منسوجات معمولي نرم و قابل انعطاف باشد و نيز ممكن است قابليت ارتجاعي داشته باشد.خواص كششي منسوجات بي بافت ممكن است نسبتاً پايدار بوده و يا آنقدر پايدار و محكم باشد كه قابل خرد كردن، سايش يا صدمه بوسيله دست نباشد. تركيب الياف اين منسوجات ممكن است طبيعي يا مصنوعی باشد و طول آنها نيز ممكن است از mm3-1 تا مداوم (بی انتها) باشد. خواص كششی لايه الياف به نيروهای اصطكاكی و يا عملكرد لايه پليمر افزوده شده به عنوان چسب پيوند دهنده بستگي دارد.