Что такое ткань из поливинилхлорида? Руководство по тканям с ПВХ-покрытием

Что такое ткань из поливинилхлорида?

Ткань из поливинилхлорида, обычно называемая тканью ПВХ, представляет собой синтетический текстильный материал, изготовленный путем покрытия или ламинирования основной ткани (обычно полиэстера, нейлона или стекловолокна) поливинилхлоридной смолой. В результате получается прочный, гибкий, водостойкий листовой материал, сочетающий в себе структурную целостность тканого текстиля с защитными свойствами пластика. Ткани с ПВХ-покрытием являются одними из наиболее широко используемых технических тканей в мире. , появляясь во всем: от брезента для грузовиков и надувных лодок до крыш стадионов и промышленных штор.

По своей сути поливинилхлорид (ПВХ) представляет собой термопластичный полимер, полученный из мономеров винилхлорида. При переработке в состав для покрытия — обычно в сочетании с пластификаторами, стабилизаторами и пигментами — его можно наносить на тканевые основы в жидкой или пастообразной форме, а затем отверждать с образованием непрерывного связанного слоя. Вес готовых тканей с ПВХ-покрытием обычно колеблется от от 300 г/м² до более 1500 г/м² , в зависимости от требований применения, что делает его подходящим для всего: от легких баннеров до тяжелых промышленных лайнеров.

В отличие от чисто пластиковых листов, ткань с ПВХ-покрытием сохраняет стабильность размеров благодаря своей текстильной основе — она не растягивается и не деформируется под нагрузкой, как это делает пленка ПВХ без подложки. Это важнейшее инженерное преимущество, которое объясняет его доминирование в производстве архитектурных мембран, боковых штор для грузовиков и защитных чехлов по всему миру.

Как изготавливаются ткани с покрытием из ПВХ

Процесс производства тканей с ПВХ-покрытием обычно следует одному из трех методов, каждый из которых производит материалы с разными характеристиками.

Покрытие, наносимое ножом и валиком

В этом методе паста ПВХ (называемая пластизолем) распределяется по движущейся основной ткани с помощью фиксированного лезвия, расположенного с точным зазором над валиком. Ткань проходит под нож, а пластизоль заполняет промежутки переплетения и образует поверхностный слой. Ткань с покрытием затем проходит через печь, где при температуре от 160°C до 200°C пластизоль сплавляется в связную пленку. Для увеличения веса и толщины можно применять несколько проходов покрытия. Этот метод идеально подходит для производства брезента с ПВХ-покрытием средней и высокой плотности, используемого в чехлах для грузовиков и в сельском хозяйстве.

Каландрирование

Каландрирование включает пропускание ПВХ-состава через ряд нагретых валков (каландров) для получения тонкой однородной пленки, которая затем прикрепляется к основной ткани под действием тепла и давления. Этот процесс обеспечивает превосходную гладкость поверхности и обычно используется для производства тканей с ПВХ-покрытием, предназначенных для надувных конструкций, бассейнов и медицинских матрасов, где качество поверхности имеет большое значение. Каландрированные пленки ПВХ очень прочно склеиваются, придавая ткани равномерный вид на ощупь и уровень блеска по всей ширине рулона.

Трансферное покрытие

При трансферном покрытии ПВХ сначала наносится на антиадгезионную бумагу в несколько слоев для создания желаемой структуры, а затем ламинируется на ткань-основу. Защитная бумага отделяется, оставляя после себя готовую поверхность из ПВХ. Этот метод позволяет очень точно контролировать текстуру поверхности и часто используется для высококачественных обивочных тканей с ПВХ-покрытием и материалов для внутренней отделки автомобилей.

Ключевые свойства поливинилхлоридной ткани

Понимание того, почему ткани с ПВХ-покрытием доминируют на многих рынках, требует рассмотрения их конкретных технических свойств, которые отличают их от альтернативных тканей с покрытием, таких как ткани с полиуретановым (ПУ) покрытием или стекловолокно с силиконовым покрытием.

Одним из важнейших практических свойств является свариваемость. В отличие от натурального текстиля или тканей с полиуретановым покрытием, ткани с ПВХ-покрытием можно соединять с помощью высокочастотной (ВЧ) сварки, сварки горячим воздухом или сварки горячим клином. Эти методы создают швы, которые так же прочны, как и сама основная ткань, или даже прочнее, что является решающим преимуществом для надувных конструкций, резервуаров и водонепроницаемых чехлов, где сшитые швы могут протекать.

Огнестойкость – еще одно выдающееся свойство. Полимер ПВХ по своей природе трудно воспламенить, поскольку атомы хлора, выделяющиеся при горении, подавляют пламя. С соответствующими огнестойкими добавками ткани с ПВХ-покрытием могут соответствовать строгим пожарным стандартам, таким как EN 13501-1 Класс B-s2, d0 , который требуется для постоянных архитектурных мембран, палаток для мероприятий и навесов стадионов по всей Европе.

Типы тканей с ПВХ-покрытием и их основные основы

Не все ткани с ПВХ-покрытием одинаковы. Выбор основной ткани и структуры переплетения фундаментально определяет механическую прочность, гибкость и вес готового изделия. Вот наиболее распространенные типы субстратов:

Ткани с полиэфирным холстом и ПВХ-покрытием

Самый распространенный тип. Тканая полиэфирная сетка — обычно высокопрочная полиэфирная сетка плотностью 1000 или 1100 ден — покрыта с обеих сторон ПВХ-составом. Число денье и количество нитей (например, 9×9 нитей на дюйм или 18×18 ниток на дюйм) определяют прочность на разрыв. На ткань ПВХ из полиэфирной сетки приходится более 60% мирового потребления тканей с ПВХ-покрытием. и является основой рынков брезента для грузовиков, баннеров и чехлов общего назначения. Обычно продукция весит от 500 г/м² до 900 г/м².

Ткани с ПВХ-покрытием на основе стекловолокна

При нанесении покрытия на сетку из стекловолокна ткань ПВХ приобретает исключительную стабильность размеров и очень низкое удлинение под нагрузкой, что важно для постоянных архитектурных натяжных мембранных конструкций. Эти ткани используются в навесах аэропортов, крышах спортивных стадионов и теневых конструкциях с большими пролетами. В терминале хаджа в международном аэропорту имени короля Абдель Азиза в Джидде, занимающем площадь около 105 000 м², использовалось стекловолокно с покрытием из ПТФЭ, но во многих сопоставимых конструкциях на стекловолокне используются ткани с ПВХ-покрытием, где это благоприятствует бюджету или циклам технического обслуживания. Ткани из стекловолокна и ПВХ обычно имеют срок службы от 15 до 25 лет в наружном применении.

Ткани с ПВХ-покрытием на нейлоновой основе

Нейлоновые основы обеспечивают превосходную стойкость к истиранию и гибкость по сравнению с полиэстером при низких температурах, что делает нейлоновую ткань с ПВХ-покрытием предпочтительным выбором для военного применения, спасательных плотов, надувных спасательных судов и сухих костюмов. Ткани из нейлона и ПВХ сохраняют гибкость примерно до -40°C, тогда как стандартные изделия на основе полиэстера могут начать затвердевать при температуре ниже -20°C.

Трикотажное полотно ПВХ-покрытия

В некоторых применениях — особенно в теневых сетках, мягких вывесках и некоторых обивочных материалах — используется вязаная, а не тканая основа. Трикотажные основы обеспечивают гораздо большую эластичность и драпировку, позволяя готовой ткани с ПВХ-покрытием принимать сложные трехмерные формы без складок. Их обычно можно увидеть в уличной мебели, тентовых тканях и рекламных баннерах для розничной торговли.

Основные области применения тканей с ПВХ-покрытием

Ткани с ПВХ-покрытием используются в чрезвычайно широком спектре отраслей промышленности. Ниже приведены основные сектора конечного потребления с конкретными примерами продуктов:

Транспорт и логистика

Это крупнейший сектор потребления тканей с ПВХ-покрытием в мире. Боковые шторы грузовых автомобилей, тенты бортовых платформ, крыши прицепов и покрытия железнодорожных вагонов почти всегда изготавливаются из тяжелой полиэфирной ткани с ПВХ-покрытием - обычно от 650 г/м² до 900 г/м² . Европейские нормы, такие как EN 12642, определяют минимальные требования к прочности на разрыв и разрыв для систем крепления груза, которым специально разработаны брезентовые ткани из ПВХ. Во вкладышах контейнеров, мешках для массовых грузов и гибких промежуточных контейнерах для массовых грузов (FIBC) также часто используются ткани с ПВХ-покрытием из-за их химической стойкости и водонепроницаемости.

Архитектура и натяжные конструкции

Архитектурные мембраны с ПВХ-покрытием используются в натяжных козырьках, раздвижных крышах, мембранных фасадах и натяжных навесных конструкциях. Эти продукты, иногда называемые архитектурной тканью из ПВХ или эластичной мембраной из ПВХ, представляют собой тщательно разработанные материалы с особыми требованиями к прозрачности, акустическим характеристикам, теплоизоляции и свойствам самоочищения. Архитектурные мембраны из ПВХ с верхним покрытием, покрытые ПВДФ или акриловым лаком, могут иметь срок службы 20 и более лет. сохраняя при этом 90% первоначальной прочности на разрыв. Многие знаковые современные объекты, в том числе выставочные залы, залы вылета в аэропортах и ​​крыши футбольных стадионов, полагаются на эту категорию материалов.

Надувные конструкции и морское применение

Надувные лодки, жесткие надувные лодки (Жёстко-надувные лодки), спасательные плоты, надувные укрытия для мероприятий, плоты для бурной воды и надувные промышленные подушки безопасности — все они зависят от свариваемых при высокой частоте тканей с ПВХ-покрытием. Бесшовная сварная конструкция, ставшая возможной благодаря термопластической природе ПВХ, позволяет производителям изготавливать воздухонепроницаемые и водонепроницаемые корпуса, чего было бы невозможно достичь с помощью одних только сшитых швов. Ткани с ПВХ-покрытием морского класса также должны противостоять УФ-деградации, соленой воде, мазуту и ​​биологическому загрязнению — требованиям, которые специализированные рецептуры удовлетворяют с помощью целевых пакетов присадок.

Вывески и реклама

Мировой рынок баннеров и дисплеев с цифровой печатью почти полностью зависит от легких тканей с ПВХ-покрытием, в частности, баннерной ткани с фронтальной подсветкой (обычно от 440 г/м² до 510 г/м²), ткани с задней подсветкой и сетчатой баннерной ткани. Эти материалы совместимы с сольвентными, экосольвентными, УФ-отверждаемыми и латексными чернилами, а их размерная стабильность гарантирует, что широкоформатная печатная графика будет ровно держаться без искажений. По оценкам, 80–90% широкоформатных печатных баннеров во всем мире производятся на тканях с ПВХ-покрытием.

Промышленное и сельскохозяйственное использование

Промышленное применение включает геомембранные покрытия для водоемов, промышленные шторы и перегородки на складах, сварочные шторы, покрытия для резервуаров для хранения химикатов и крышки для хранения зерна. В сельском хозяйстве используются покрытия для силоса, облицовочные пленки для теплиц, армированные тканью, а также защитные чехлы для тюков сена и машин. В этих применениях ключевыми критериями эффективности являются устойчивость к ультрафиолетовому излучению, устойчивость к углеводородам и удобрениям, а также способность выдерживать повторяющиеся механические нагрузки.

Защитная одежда и средства обеспечения безопасности

Определенные сорта тканей с ПВХ-покрытием используются в костюмах химической защиты, дождевиках, фартуках и защитных шторах. В этих продуктах приоритет отдается характеристикам химического барьера, гибкости при низких температурах и комфорту, часто требуя более мягких, более пластифицированных составов ПВХ, чем конструкционные или архитектурные сорта.

Ткань с ПВХ-покрытием и альтернативный технический текстиль с покрытием

Выбор подходящей ткани с покрытием требует понимания того, как ткани с ПВХ-покрытием сравниваются с такими альтернативами, как ткань с полиуретановым покрытием, текстиль с силиконовым покрытием и материалы с покрытием из ПТФЭ.

Для большинства промышленных и коммерческих применений Ткани с ПВХ-покрытием предлагают лучший баланс производительности, технологичности и стоимости. . Альтернативы полиуретану набирают популярность на рынках со строгими ограничениями на пластификаторы (особенно фталатные пластификаторы, которые подвергаются нормативному давлению в Европе в соответствии с REACH), в то время как ПТФЭ и силикон остаются специальными материалами, оправданными только там, где требуются экстремальные условия эксплуатации или очень длительный срок службы.

Поверхностная обработка и специальная обработка тканей с ПВХ-покрытием

Ткани с необработанным ПВХ-покрытием редко продаются без какой-либо поверхностной обработки. Обработка поверхности, нанесенная на финишное покрытие, существенно влияет на функциональные и эстетические свойства готового материала:

• Лаковые верхние покрытия (акрил или ПВДФ): улучшает устойчивость к ультрафиолетовому излучению, уменьшает загрязнение и улучшает возможности печати. Срок службы лаков ПВДФ в архитектурных мембранах превышает 15–20 лет.
• Противогрибковые методы лечения : Биоцидные добавки, включенные в состав ПВХ или применяемые в качестве обработки поверхности, предотвращают рост плесени и грибка во влажном климате, что важно для тентовых тканей и архитектурных навесов.
• Покрытия антиграффити : Наносится на баннерные ткани из ПВХ и строительную пленку, используемую в общественных местах, для облегчения удаления аэрозольной краски без повреждения печатной поверхности.
• Рельефные текстуры : Валики для каландрирования или тиснения придают текстуру поверхности (лен, кожа, лепнина) обивочным тканям из ПВХ и настенным покрытиям в эстетических целях.
• Светоотражающие покрытия : Металлизированные или световозвращающие верхние слои добавляются для обеспечения безопасности, например, в качестве дорожных барьеров и заметной одежды.
• Скользящая или противоскользящая отделка : Подходит для напольных покрытий из ПВХ и покрытий промышленных ленточных конвейеров.

В контексте баннеров и дисплеев с цифровой печатью однородность и пористость поверхностного покрытия ПВХ определяют, насколько хорошо прилипают чернила и насколько точна цветопередача. Ткани с ПВХ-покрытием премиум-класса, пригодные для печати, каландрируются или наносятся ножом с очень жесткими допусками по толщине — иногда ±0,05 мм — для обеспечения равномерного впитывания краски по ширине рулона.

Экологические соображения и устойчивые альтернативы

ПВХ как класс материалов несет в себе настоящую экологическую сложность. Это тема, которая влияет на решения о закупках в государственном секторе, строительстве и на рынках потребительских товаров, и она заслуживает откровенного изучения, а не увольнения или паникёрства.

Миграция пластификатора и соответствие REACH

В традиционных тканях с ПВХ-покрытием используются фталатные пластификаторы, в частности DEHP, DBP и BBP, которые были идентифицированы как вещества, вызывающие очень большую озабоченность (SVHC) в соответствии с Регламентом ЕС REACH. По состоянию на 2023 год содержание этих фталатов в большинстве случаев в изделиях ЕС запрещено в концентрации выше 0,1% по массе. Ответственные производители перешли на безфталатные пластификаторы, такие как DINCH (диизононилциклогексан-1,2-дикарбоксилат), DOTP (диоктилтерефталат) или пластификаторы на биологической основе, полученные из растительных масел. При выборе тканей с ПВХ-покрытием для европейских рынков необходимо запросить Декларация соответствия REACH Декларация об ограничении использования опасных веществ (RoHS) является стандартной практикой.

Пригодность к вторичной переработке и окончание срока службы

Ткани с ПВХ-покрытием технически подлежат вторичной переработке — ПВХ-покрытие может быть восстановлено химически или механически — но на практике переработка тканей с композитным покрытием является сложной задачей, поскольку отделение ПВХ от полиэфирной сетки требует специальной обработки. Для решения этой проблемы было создано несколько европейских отраслевых инициатив. ЕвроРецил Схема и различные программы возврата производителя позволяют собирать архитектурные ПВХ-мембраны по окончании срока службы и перерабатывать их в новые изделия из ПВХ или для вторичного применения, например, для напольной плитки и оболочки кабелей.

Ткани ПВХ из био- и переработанного сырья

Некоторые производители теперь предлагают ткани с ПВХ-покрытием, в состав которых входит переработанный ПВХ или пластификаторы биологического происхождения. Ткани из переработанного материала используют отходы постиндустриального ПВХ или регенерированный ПВХ из других продуктов в качестве сырья, что снижает спрос на первичную смолу ПВХ. Пластификаторы на биологической основе, полученные из касторового масла, сои или лимонной кислоты, улучшают экологический профиль фракции пластификатора без ущерба для технических характеристик. Эти разработки делают ткани с ПВХ-покрытием конкурентоспособными по сравнению с альтернативами из полиуретана. в процессах закупок, чувствительных к устойчивому развитию.

Как правильно выбрать ткань с ПВХ-покрытием для вашего применения

Выбор ткани с ПВХ-покрытием требует соответствия характеристик материала требованиям применения. Следующие факторы должны определять процесс спецификации:

Вес и денье

Вес ткани (в г/м²) является основным показателем прочности и долговечности. Для временных рекламных баннеров типична плотность 400–510 г/м². Для грузовых брезентов и долговременных чехлов стандартная плотность составляет 650–900 г/м². Для требовательных промышленных или структурных применений могут подойти изделия плотностью более 1000 г/м². Нити с более высокой плотностью в основной сетке (обычно 1000D, 1100D или 1500D для более тяжелых сортов) обеспечивают большую устойчивость к растяжению и разрыву.

Стандарт огнестойкости

Перед заказом определите, какая классификация пожарной безопасности требуется. Стандарты различаются в зависимости от страны и условий конечного использования:

• Германия: DIN 4102 B1 (стандарт для палаток для мероприятий и общественных сооружений).
• Европа (гармонизированный): EN 13501-1, класс B (требуется для многих постоянных архитектурных применений).
• США: NFPA 701 (стандарт для больших палаток и тканевых конструкций).
• Великобритания: BS 5438 / BS 7837.

Цвет и возможность печати

Если материал будет напечатан цифровым способом, подтвердите совместимость с предполагаемой системой чернил (сольвентные, экосольвентные, УФ, латексные). Не все ткани с ПВХ-покрытием одинаково воспринимают все типы чернил. Покрытия, предназначенные для печати сольвентными чернилами, имеют открытую пористую структуру, обеспечивающую впитывание чернил, тогда как чернила, отверждаемые УФ-излучением, обычно лучше работают на более гладких и плотных покрытиях. Перед запуском в производство образцы всегда следует тестировать.

Требования к температуре и гибкости

Если ткань будет использоваться или храниться в холодном климате, проверьте характеристики гибкости при низких температурах, которые обычно выражаются как температура, при которой ткань остается гибкой без растрескивания (например, -20°C или -30°C). Стандартные ткани с ПВХ-покрытием на основе полиэстера рассчитаны на температуру до -20°C; версии для холодного климата с более высоким содержанием пластификатора или нейлоновой подложкой увеличивают этот показатель до -40°C.

Нормативные и сертификационные требования

В зависимости от конечного применения следующие сертификаты могут быть обязательными или коммерчески ожидаемыми:

• Декларация REACH (химическое соответствие ЕС)
• Oeko-Tex Standard 100 (для материалов, контактирующих с кожей, или для потребительских товаров)
• EN ISO 1421 (метод испытания тканей с покрытием на прочность на растяжение)
• EN ISO 4674 (методы испытаний на прочность на разрыв)
• ISO 105-B02 (светостойкость печатных или цветных тканей)

Уход, техническое обслуживание и срок службы тканей с ПВХ-покрытием

Срок службы тканей с ПВХ-покрытием при правильном уходе значительно превышает срок службы натуральных волокон или обычного тканого текстиля. Тем не менее, определенные методы технического обслуживания важны для увеличения срока службы.

• Регулярная уборка : Поверхности из ПВХ следует периодически очищать водой с мягким мылом или средством для чистки тканей, одобренным производителем. Органический мусор (листья, птичий помет, водоросли) следует своевременно удалять, чтобы предотвратить биологическое разложение пластификаторов вблизи поверхности.
• Избегайте контакта с абразивом : Перетаскивание тканей с ПВХ-покрытием по неровным поверхностям ускоряет износ поверхности и может привести к истиранию слоя покрытия. Если происходит неоднократное складывание и скатывание (например, шторы грузовика), ежегодно проверяйте линии сгиба на предмет растрескивания под напряжением.
• Хранение : Когда ткани с ПВХ-покрытием не используются, храните их свободно свернутыми (не плотно сложенными) в чистом, сухом месте, вдали от прямых солнечных лучей и источников озона (например, электродвигателей). УФ и озон являются основными причинами деградации поверхности с течением времени.
• Ремонт : Небольшие разрывы или проколы на тканях с ПВХ-покрытием можно отремонтировать с помощью совместимой ремонтной ленты из ПВХ или приварить заплатку горячим воздухом. Отремонтированные участки следует обрезать с закругленными углами, чтобы заплатка не отслаивалась под нагрузкой.
• Воздействие растворителя : Избегайте длительного контакта с агрессивными растворителями (ацетон, МЭК, толуол), которые могут размягчить или растворить ПВХ-покрытие. Всегда предпочтительнее использовать мягкие чистящие средства и воду.

Для тентов грузовых автомобилей и обычных наружных чехлов, используемых интенсивно, реальный срок службы при правильном обслуживании составляет от 5 до 10 лет . Для архитектурных мембран с верхним слоем ПВДФ, стабилизированным УФ-излучением, и меньшими механическими нагрузками. от 15 до 25 лет is routinely achieved . Рекламные баннеры, используемые для временной наружной рекламы, обычно считаются расходными материалами с запланированным сроком службы от 1 до 3 сезонов.

Глобальный рынок и отраслевой контекст

Мировой рынок технического текстиля, основной сегмент которого составляют ткани с ПВХ-покрытием, оценивается примерно в 220 миллиардов долларов США в 2023 году и, по прогнозам, до 2030 года будет расти среднегодовыми темпами около 4–5%, что обусловлено инвестициями в инфраструктуру, расширением логистических сетей и ростом архитектурных мембранных конструкций на развивающихся рынках.

Китай на сегодняшний день является крупнейшим производителем и потребителем тканей с ПВХ-покрытием, на его долю приходится значительная доля мировых производственных мощностей, особенно в диапазоне от низкого до среднего веса, используемого для баннеров, брезента и надувных изделий. Европейские производители, особенно в Германии, Бельгии и Франции, доминируют в сфере архитектурных мембран премиум-класса и в технически требовательных сегментах рынка, где продукция имеет значительно более высокие цены и должна соответствовать более строгим нормативным стандартам.

Ключевые мировые производители тканей с ПВХ-покрытием и сопутствующей продукции включают Serge Ferrari Group (Франция), Mehler Texnologies (Германия), Sioen Industries (Бельгия), Saint-Gobain Performance Plastics, а также большое количество китайских производителей, включая Haining Elephant Industrial Fabric и Fulin Industrial Fabric. Эти компании совместно поставляют материалы, используемые в самых разных областях: от повседневных покрытий грузовиков до наиболее технически сложных постоянных архитектурных сооружений.