Základní výrobní proces černé vzduchem kladené ubrousky se střední až vysokou savostí je vzduchem kladená technologie, která proráží tradiční metodu formování tkaniny a využívá proudění vzduchu jako média pro konstrukci vláknité sítě. Během výrobního procesu jsou extrémně krátká vlákna dřevité buničiny jemně rozdrcena, strhávána vysokorychlostním proudem vzduchu a transportována do zařízení pro vytváření sítě. Pod silným působením proudění vzduchu se vlákna dřevité buničiny zbavují konvenčního režimu gravitačního stohování, vzájemně se prolínají v neuspořádaném a jednotném stavu a nakonec se přirozeně ukládají na povrchu sběrného zařízení a vytvářejí síť vláken. Tento způsob dynamické distribuce vláken prouděním vzduchu dává vláknové síti jedinečnou prostorovou strukturu. V porovnání s tradičními mechanicky lisovanými nebo spunlace formovanými ubrousky, princip jejich tvarování určuje, že mají přirozenou výhodu absorpce vody.
Mechanismus formování sítě pórů
Klíčem k pochopení vysoké absorpce vody ubrouskem je mikrostruktura vláknité sítě konstruovaná technologií vzduchového kladení. Protože se vlákna pohybují náhodně a ukládají se v proudu vzduchu, mezi propletenými vlákny dřevité buničiny se přirozeně vytváří velké množství nepravidelných pórů a kanálků. Tyto póry se liší velikostí, od mezer o velikosti mikronů až po otevřené otvory o velikosti submilimetrů, které dohromady tvoří komplexní trojrozměrnou síť. Na rozdíl od relativně pravidelné a kompaktní struktury vytvořené tradičním procesem formování tkaniny, uspořádání vláken po formování vzduchem představuje nadýchané a volné vlastnosti, s méně spojovacími body mezi vlákny a výrazně zlepšenou porézností. Tato jedinečná struktura činí ubrousky extrémně otevřené na mikroskopické úrovni a poskytuje dostatečný prostor pro rychlý vstup a přenos molekul vody, což je materiálový základ pro dosažení účinné absorpce vody.
Synergický efekt struktury pórů
Když se voda dostane do kontaktu s povrchem černých vzduchem kladených ubrousků se střední až vysokou absorpční schopností, okamžitě se projeví struktura pórů vláknitého rouna. Podle principu kapilárního působení molekuly vody, poháněné povrchovým napětím pórů, rychle pronikají do vnitřku vložky podél pórových kanálků. V důsledku rozdílu ve velikosti pórů se vytváří víceúrovňový gradient kapilárního sání: malé póry produkují silné sání, což vede k rychlé adsorpci molekul vody; větší póry slouží jako přenosové kanály k urychlení hloubkové difúze vody. Hydrofilita samotného vlákna dřevité buničiny a struktura pórů vytvářejí synergický efekt. Hydroxylové skupiny na povrchu vlákna tvoří vodíkové vazby s molekulami vody, které pomáhají nasměrovat molekuly vody k migraci dovnitř a zároveň absorbovat vodu. Tento proces dynamiky absorpce vody, kterému dominuje struktura pórů, umožňuje ubrousku absorbovat velké množství vody ve velmi krátké době, která je výrazně rychlejší než rychlost absorpce vody u tradičních ubrousků, a účinně zabraňuje kapalině zůstat na povrchu nebo přetékat.
Rovnováha mezi strukturální stabilitou a funkčností
Technologie air-laid nejenže dává ubrousku vynikající schopnost absorbovat vodu, ale také dosahuje jemné rovnováhy mezi strukturální stabilitou a funkčností. Přestože je uspořádání vláken nadýchané, následný proces vyztužování může zajistit, že vláknitý pás má vhodnou mechanickou pevnost, aniž by došlo k poškození struktury pórů. Tento procesní návrh zajišťuje, že si vložka může i po absorbování velkého množství vody zachovat svůj tvar, čímž se zabrání poškození nebo deformaci v důsledku snížené pevnosti za mokra. Rovnoměrné rozložení vláken během procesu kladení vzduchem zajišťuje konzistenci celkové absorpční schopnosti ubrousku. Ať už se jedná o okrajovou nebo středovou oblast, může dosáhnout rychlé a vyvážené absorpce vody, což uživatelům poskytuje stabilní a spolehlivé používání.