Микроволокно или
микрофибра 
(англ. microfibre или
microfiber ) — ткань, произведённая из волокон полиэфира, также может состоять из волокон полиамида и других полимеров. Своё название ткань получила из-за толщины волокон, составляющей несколько микрометров. Микроволокно используется в производстве тканых, нетканых и трикотажных материалов. Может быть использована в производстве одежды, обивке, в промышленных фильтрах, в уборочной продукции.
Материал
Микроволокно изготавливается из волокна размером менее 1 денье, волокна объединяются для формирования пряжи. Современная нить микроволокна при длине в 100 000 метров весит всего 6 граммов.
История микрофибры
Эта ткань не может похвастать своей многовековой загадочной историей, потому как является «чистокровным» продуктом цивилизации и плодом научного знания. Считается, что микрофибру придумали в Японии в 1976 году. Предпосылкой тому явилось применение в 50-х годах прошлого столетия уникальной тогда технологии выдавливания расплавов полиамида. Нити в то время получались с разной длиной, а применения им практически не нашлось.Микрофибра
Предприимчивые японцы Тойохико Хикота и Миеси Окамото предприняли ряд попыток видоизменения продукта выдавливания полиамида с использованием новых технологий. Эти эксперименты закончились разработкой ультратонких волокон. Вскоре была синтезирована более успешная версия, в своем материальном воплощении ставшая называться микроволокном.
Еще некоторое время
микрофибра не была столь востребована. Она начала пользоваться популярностью только после представления на шведской выставке в 1990 году. Ткани потребовался всего один десяток лет, чтобы завоевать европейский рынок. Более того, в 2007 году микрофибру начали производить для Америки, где продажи изделий из этого полотна по сей день остаются высокими.
Состав и свойства микроволокна
Микрофибра – ткань, практически не имеющая аналогов. Это поистине революционное и уникальное изобретение. Расщепление полиэстерной и полиамидной составляющих в процессе ее производства влияют на структуру материала, снабжая его миллиардами микропор. Эти поры внешне напоминают мельчайшие треугольники. Само же волокно в разрезе имеет звездчатое строение.
Благодаря такой неординарной структуре, микрофибра может похвастать превосходными свойствами. Ее волокна способны достигать глубин мельчайших трещин, собирая там пыль и грязь, недоступные иным видам ткани. Между краями волокон застревают и очень мелкие части жира, воды и пыли. Обратного выпадения этих частиц не происходит вследствие способности ткани электризоваться.
Микроволокно обладает высокой устойчивостью, у него богатая палитра ярких оттенков, эта ткань полностью поддается стирке. Ткани из микроволокна обладают повышенной впитывающей способностью благодаря очень малому диаметру сечения нити (ткань получается более «губчатой»).
Подходит для производства мягкой мебели.
не оставляет после себя волокон
не линяет
не скатывается
жидкости не проникают внутрь волокна
впитывает гораздо больше воды, чем обычная ткань
быстро высыхает после стирки
Применяется для производства одежды. Ткань для одежды из микроволокна благодаря «губчатости» обладает способностью хорошо сохранять тепло, при этом
одежда может быть более лёгкой и тонкой по сравнению с другими тканями.
Статический заряд помогает не только удерживать внутри ткани соринки, но и вымывать их после уборки для последующего использования полотна. Взаимодействуя с водой, электризация прекращает свое действие, волокна ослабевают и выпускают весь мусор, таким способом очищаясь.
Еще одно полезное свойство микрофибры – гигроскопичность. Изделие из этой ткани способно впитывать колоссальное количество воды, по массе во много раз превосходящее его.
Производство
В диаметре микроволокно измеряется миллионными долями метра. Для его производства требуется специальное оборудование. Сам процесс создания микрофибры очень кропотлив, точен и высокотехнологичен. В качестве сырья изначально берется тонкое волокно.
В производстве микроволокна используют
полиамид и полиэфиры. Полиамидная нить заранее подготавливается — ей придают звёздообразную форму. Затем подготовленную полиамидную нить опускают в расплавленный
полиэфир , пропускают через тончайшие отверстия и затем охлаждают. После охлаждения нити полиэфира отделяются от полиамидной основы и отправляются на производство ткани.
Чтобы выработать нить, полимерная масса продавливается через экструдер – специальное устройство. В результате после орошения холодной водой нить разделяется на 8 частей, имеющих форму треугольника и прикрепленных к сердцевине-многограннику. В процессе чистки поверхностей важную роль играет не только отходящие от центра восемь частей, но и сама сердцевина, превосходно удерживающая любую грязь и повышающая впитывающую способность изделия.
Технология
Производство микроволокна — высокоточный процесс, поскольку необходимо получить полимерную нить с диаметром в одну десятую или даже в сотые доли миллиметра. Для производства микроволокна используются экструдеры (от лат. extrudo — выдавливать). Экструдер — это машина для размягчения (пластикации) материалов и придания им формы путём продавливания через профилирующий
инструмент (т. н. экструзионную головку), сечение которого соответствует конфигурации изделия. Процесс переработки материалов в экструдере называется экструзией.
Поскольку в последнее время микроволокно выдавливают в форме двойной нити (внутренняя полиамидная «звёздочка» и внешний полиэстеровый контур), технология его производства ещё более усложнилась. На выходе из экструдера охлаждение двойной нити водой приводит к отделению полиамидной и полиэстеровой составляющих нити, в результате чего каждая микронить имеет очень высокую площадь микрозазоров, что и приводит к высокой впитывающей способности ткани.
Конечное качество микроволокна зависит от геометрических параметров нитей, конуса сжатия в экструдере и температурного режима и др.
Сама приставка «микро» означает одну миллионную долю (от стандартного эталона размерности — метра). То есть микроволокно в диаметре должно составлять миллионные доли метра, или, что тоже самое — тысячные доли миллиметра (принятое сокращение для таких величин — мкм, то есть микрометр). Самое толстое микроволокно в поперечном сечении не составляет и одной десятой миллиметра. Ясно, что для получения микроволокна (микрофибры) требуется высокоточное оборудование, которого просто не было у человечества в течение первых 70-ти лет 20-го века. Как только люди научились делать это оборудование, микроволокно стало реальностью.
Производство микрофибры – это предельно тонкий технологический процесс. Конечно, это не микроэлектроника, но всё же очень «продвинутое» производство. Для производства берётся исходное (уже довольно тонкое) волокно с линейной плотностью не более 1
денье. Центральную основу микроволокна составляет полиамид
, а внешнюю – полиэстер
. Важным моментом является то, что внутреннему волокну из полиамида уже придана форма многогранника (чаще -8-гранника). Внешний диаметр восьмигранника должен соответствовать линейной плотности около 1 денье (желательно – не более 1 денье, а лучше всего — менее 0,7 денье). Другими словами, максимальный диаметр восьмигранника (если обощить косвенную информацию из разных источников) должен составлять максимум 0.1-0.2 миллиметра (100-200 мкм.). А для тонкого микроволокна это диаметр изначально может составлять всего около 10 мкм. О производстве микроволокна – см. статью в журнале «Наука и жизнь» от 01.2001 на сайте http://www.nkj.ru* (картинка, объясняющая действие экструдера взята из той статьи в НАУКЕ И ЖИЗНИ).
Для получения нити пластическую полимерную массу продавливают через специальное устройство – экструдер 1) (см. рисунки 1 и 1а). Выходное отверстие экструдера выбирается равным диаметру восьмигранника. Таким образом «внешняя» нить разделяется на 8 микронитей практически треугольной формы. На выходе из экструдера нить орошается холодной водой, и в результате 8 внешних микронитей отделяются от восьмигранной сердцевины. На рисунке 1а представлена схема простого шнекового (червячного) экструдера для производства полимерного волокна. С помощью такого экструдера можно
сформировать лишь центральное полиамидное ядро микроволокна. Для производства же самого микроволокна требуется экструдер более сложной конструкции. В такой конструкции необходимо под давлением запрессовывать полиэстер
(подогретую пластическую массу так, чтобы она образовала внешний контур волокна (по отношению к полиамидному стержню). Кроме того необходимо выравнивать осевые давления на внутренний и внешний стержень, чтобы волокно получалось качественным и однородным. Некоторые линии производства микрофибры используют для создания давления не только шнек (или вообще не шнек), но и сжатый воздух, подаваемый в камеру экструдера по трубам.
Изначально именно восемь внешних микронитей (образованных отделением внешней полиэстерной оболочки от полиамидного восьмигранника) и считались микроволокном (микрофиброй). Сами по себе они уже обладают всеми преимуществами микроволокна. На рисунке 2 можно увидеть разницу в очистке поверхностей тканью из обычного волокна (верхняя часть рисунка) и тканью из микроволокна (нижняя часть рисунка), в которой микроволокна располагается в три слоя (эта микрофибровая ткань состоить исключительно из «внешних» полиэстеровых нитей примерно треугольного сечения). Если на обычное волокно грязь просто налипает, и то не очень эффективно (что приводит к эффекту «размазывания» грязи), то в случае микроволокна, грязь всасывается в зазоры между микроволокнами и остаётся там до кипячения или стирки. Сразу оговоримся, что нижняя картинка на рис. 2- это идеализация. В мире микроразмеров настолько упорядоченно закрепить микроволокна просто невозможно. Чаще всего микронити скручиваются в небольшие жгуты и приведённая на рисунке идеальная чёткость (касание микрофибры по вершинам треугольников) очень сильно нарушается. Тем не менее, сами по себе зазоры между волокнами остаются очень маленькими, именно поэтому подобная ткань за счёт капиллярного эффекта способно очень эффективно засасывать грязь внутрь структуры ткани и удерживать её там. Объём грязи жидкости, который может впитать подобная ткань многократно выше, нежели впитывающая способность обычных тканей (не из микрофибры).
Однако если изучить информацию, представленную на многих сайтах, то и внутренний восьмигранник может использоваться (и
успешно используется!) для усиления впитывающих эффектов микрофибры (см. рисунок). Дело в том, что эта внутренняя нить делается из полиамида, который гораздо лучше внешних полиэстеровых нитей абсорбирует, втягивает в себя воду. В то же время полиэстеровое, внешнее волокно, эффективно удаляет с поверхностей жир ( информация с сайта http://www.viledapro.ru* ). Именно такое волокно начала применять одной из первых Шведская компания «SMART Microfiber AB» (подробнее — на сайте http://www.smartmicrofiber.se) , чью продукцию имеет честь представлять на Российском рынке компания «Белый кот». Свойства впитывания в данном случае не зависят от размеров зазоров (или зависят от них не в такой большой степени), а зависят от поверхностного натяжения и смачиваемости материалов. Полиамид
в больше степени склонен к смачиваемости водой, а полиэстер
смачивается жиром лучше, чем водой.
Можно сказать, что использование и внешних нитей и внутреннего восьмигранника (то есть всей «ромашки» сразу) создаёт определённый симбиоз, или синергию качеств, что делает такого рода ткань из микроволокна гораздо более эффективной, нежели просто ткань из ультратонких полиэстеровых волокон.
Фактически разные компании, производящие микроволокно и продукты из микрофибры (полотенца, салфетки, мопы и др.) патентуют собственную технологию, находя свои оптимальные геометрические, химические и физические параметры исходного материала (двойной нити из полиамида и полиэстера) и экструдера. То есть важными в технологическом процессе являются:
геометрия внутреннего многогранника (чаще всего -8-гранника)
его диаметр
изначальный диаметр двойной нити (до входа в конус сжатия экструдера)
а также конусность канала сжатия (и в целом геометрия этого канала) экструдера
Кроме вышеперечисленных моментов на конечный
эффект влияет:
средняя температура двойной нити,
градиент температур в нити,
интенсивность охлаждающего процесса на выходе из экструдера
другие параметры.
Часто все эти параметры (или большинство из них) составляют ноу-хау компании и держатся в секрете. В зависимости от соотношения этих параметров будет варьироваться конечное качество полученной нити микрофибры — её тонкость, прочность, долговечность, лёгкость и т.д.
Помимо всего перечисленного, вероятнее всего, в собственно ткани имеет значение присутствия как отдельных тонких волокон из полиэстера , так и комбинированных волокон, в которых используется и полиэстеровые и полиамидные нити (восьмигранная сердцевина). Процентное соотношение тех и других формирует свойства ткани и может составлять ноу-хау компании.
Ниже мы приводим рисунки вариантов сечений полиамидно-полиэстерового волокна, из которых можно примерно приобрести впечатление о том, как могут меняться свойства микроволокна в зависимости от изначальной геометрии исходного материала (двойного волокна).
Как видно из рисунка, если центральный восьмигранник имеет очень «острые» грани и тонкие «лепестки», то внешние полиамидные нити получаются в форме примерно равнобедренных треугольников в очень острым углом в вершине. В этом случае велика площать зазоров между нитями комбинированного микроволокна (полиэстеровые внешние треугольные нити и полиамидный стержень-звезда) и, соответственно, увеличивается впитывающая способность. Однако тонкость нитей приводит к снижению долговечности (они быстрее изнашиваются).
В случае очень «круглой» звёздочки получаются тоже довольно плоские внешние (полиэстеровые) нити, но угол равнобедренных треугольников получается тупым. В случае широкой и круглой звёздочки уменьшается впитывающая способность, высок износ внешних полиэстеровых нитей, но зато сама полиамидная звёздочка будет очень прочной и долговечной.
В идеале необходимо найти какую-то «золотую середину» в плане геометрии внутреннего волокна и внешних волокон. В этом и состоит тонкость работы инженеров-технологов по проектированию и производству микрофибры.
Достоинства и недостатки
Как и любой материал микрофибра имеет свои преимущества и недостатки.
Достоинства
Хорошие впитывающие свойства. Вы можете не беспокоиться о том, что, например, под пледом или одеялом из микроволокна, вы вспотеете. Даже летом вы ощутите комфорт. Это достигается благодаря большим зазорам между волокнами при их изготовлении;
Способность пропускать воздух. Изделия из микрофибры не нарушат ваш теплообмен. В одежде из этого материала ваше тело будет «дышать»;
Возможность окрашивания. Микрофибра легко поддается окрашиванию, при этом цвет стойко будет держаться на ткани. Это позволяет создавать яркие и многоцветные изделия и ткани из этих волокон;
Не линяет. Изделия из микроволокна не линяют, поэтому вы можете стирать их даже с другими по цвету вещами, не опасаясь за неприятные последствия;
Не оставляет ворса. Нити из микрофибры в готовом изделии стойко скрепляются друг с другом. Вы можете не беспокоиться, что кофточка или плед из микроволокна оставит ворс на других вещах;
Простота в уходе. Разрешено производителями стирать изделия в машине, и они не изменят своего первоначального вида;
Прочность и долговечность. Изделия из микрофибры долго будут радовать вас, так как они не деформируются, не теряют первоначальной яркости и не покрываются катышками.
Недостатки
Недостатков немного, но они все же присутствуют:
Накапливание статического электричества. Из-за этого к изделиям могут притягиваться ворсинки и пыль.
Нельзя подвергать тепловой обработке. Как следствие, их нельзя гладить и сушить на батарее. Это может деформировать изделие.
Индивидуальная непереносимость. Как и на любой другой материал, на микрофибру может быть аллергия.
Высокая цена. Этот фактор обусловлен дорогостоящим оборудованием, используемым при производстве волокон.
Так как в основе микроволокна лежит полиэстеровая нить, его не рекомендуется сушить на батареях, гладить или подвергать тепловой обработке.
После накопления достаточного количества жира в полотне из микрофибры, оно полностью утрачивает способность впитывать воду.
Как видно, хоть есть и недостатки, но они с лихвой перекрываются многочисленными достоинствами. Микрофибра – синтетический материал, но не нужно этого бояться.
Виды и разновидности
В зависимости от компонентов, входящих в состав, конечного вида и направленности, выделяют несколько разновидностей тканей на основе микроволокон:
Micro Modal®;
Тактель® мультисофт;
Тактель® диабло;
Тактель® страта;
Тактель® aquator;
Тактель® текстураль;
