Strikket nettingstoff: struktur, typer og industrielle bruksområder

Strikket mesh stoff er fundamentalt forskjellig fra vevd mesh fordi strukturen er skapt av sammenlåsende løkker av garn eller tråd i stedet for å krysse varp- og vefttråder i rette vinkler . Denne løkkearkitekturen gir strikket mesh et sett med egenskaper som vevd mesh ikke kan gjenskape: det kan strekke seg og gjenopprette seg i flere retninger uten permanent deformasjon, det kan formes til komplekse tredimensjonale former uten å kutte eller plissere, og når en enkelt løkke brytes, er skaden begrenset i stedet for å forplante seg som en stige langs stoffets lengde. De to primærkategoriene er varpstrikket netting og veftstrikket netting, kjennetegnet ved i hvilken retning garnløkkene dannes. Renningsstrikket netting, der løkkene løper vertikalt langs lengden av stoffet, er den dominerende strukturen for industrielle, filtrerings- og arkitektoniske applikasjoner på grunn av dens dimensjonsstabilitet og evnen til å produsere den i et bredt spekter av blenderåpningsstørrelser fra sub-mikron til flere centimeter. Innslagstrikket netting, der ett enkelt garn løper horisontalt over bredden, brukes primært i klær og møbeltrekk der stretch og drapering er hovedkravene.

Den strikkede løkkestrukturen og dens mekaniske konsekvenser

Den grunnleggende byggesteinen til et strikket mesh er masken - en løkke av garn eller tråd som passerer gjennom løkken under den og holdes på plass av løkken over. Denne sammenlåsende løkkekjeden skaper en struktur der hver søm fungerer som et lite hengsel. Når stoffet strekkes, deformeres løkkene elastisk fra sin avslappede buede form mot en rettere konfigurasjon uten at garnet i seg selv trenger å strekke seg vesentlig. Dette er grunnen til at et strikket stoff kan strekke seg forbi 20 % til 100 % eller mer i strekkretningen med relativt lav kraft, og deretter gjenopprette til sine opprinnelige dimensjoner når kraften fjernes - forutsatt at garnmaterialet ikke har blitt belastet utover dets elastiske grense.

Løkkegeometrien er definert av flere sammenhengende parametere som strikkemaskinen kontrollerer: den stinglengde (lengden på garnet i en hel løkke), den wale avstog (avstogen mellom tilstøtende søyler med løkker), og kursavstand (avstanden mellom tilstøtende rader med løkker). En lengre stinglengde gir et løsere, mer åpent nett med større åpninger og større utvidbarhet. En kortere stinglengde gir et tettere, tettere mesh med mindre åpninger og større dimensjonsstabilitet. Aperturstørrelsen - åpningen mellom tilstøtende løkker - er den primære ytelsesparameteren for filtrerings- og separasjonsapplikasjoner, der nettet må tillate en spesifikk partikkelstørrelse å passere gjennom samtidig som større partikler beholdes. I et strikket nett er ikke åpningen et presist kvadrat eller rektangel som i et vevd nett; det er en uregelmessig, tilnærmet elliptisk åpning hvis effektive størrelse avhenger av stinggeometrien og spenningen som påføres stoffet.

Varp-strikket vs. veftstrikket netting: to forskjellige produksjonsveier

Skillet mellom rennings- og veftstrikking er ikke bare en produksjonsdetalj; det bestemmer den grunnleggende mekaniske oppførselen til nettet og dets egnethet for forskjellige bruksområder. Tabellen nedenfor kartlegger struktur- og ytelsesforskjellene mellom de to strikkemetodene.

Renningsstrikking bruker en maskin hvor hver nål mates av sitt eget garn fra en varpbjelke - en stor spole som holder hundrevis eller tusenvis av parallelle garnender. Garnene styres av et sett med styrestenger som svinger mellom nålene, og vikler garnet rundt hver nål i et forhåndsbestemt mønster for å danne stingen. Den Raschel and Trikot varpstrikkemaskiner er de to hovedtypene, med Raschel-maskiner som arbeidshesten for industriell mesh fordi de kan håndtere tyngre garn og mer komplekse stingmønstre. En moderne Raschel-maskin kan strikke mesh med blenderstørrelser fra ca 50 mikron til over 10 millimeter ved å endre stingmønsteret, garnstørrelsen og maskinmålet – antall nåler per tomme, som varierer fra 6 gauge (grove, store åpninger) til 40 gauge (fine, små åpninger) og mer for spesialmaskiner.

Metallstrikket netting: trådmaterialer og industriell ytelse

Metallstrikket netting produseres på spesialiserte strikkemaskiner som håndterer tråd i stedet for garn, med tråddiametere fra 0,035 mm (35 mikron) til over 1,0 mm avhengig av applikasjonen. Trådmaterialet er valgt for korrosjonsmotstand, temperaturevne og mekanisk styrke under de spesifikke driftsforholdene. Rustfritt stål – kvaliteter 304, 316L og 310 – er den vanligste materialfamilien, med 316L spesifisert for marine og kjemiske miljøer på grunn av dets molybdeninnhold som gir motstand mot kloridindusert gropkorrosjon. For høytemperaturapplikasjoner som eksosfiltrering eller flammestoppere, Inconel 600 eller 625 Nikkelbaserte legeringer brukes fordi de beholder sin strekkfasthet og oksidasjonsmotstand ved temperaturer over 800°C, hvor rustfritt stål vil miste sin mekaniske integritet.

Strikkeprosessen for metallnett er grunnleggende lik tekstilstrikking, men maskinen må være vesentlig mer robust. Strikkepinnene, søkkene og styrestengene er laget av herdet verktøystål og maskinrammen er forsterket for å håndtere de høyere kreftene som kreves for å bøye og forme metalltråd til løkker. Tråden må ha en jevn diameter og en jevn overflatefinish for å passere gjennom føringene uten å hakke seg, og den må ha tilstrekkelig duktilitet til å formes til en løkke uten å sprekke. Den strekkstyrken til ledningen – typisk 500 til 800 MPa for glødet strikketråd av rustfritt stål – bestemmer den maksimale stingtettheten som kan oppnås og formingshastigheten til maskinen. Etter strikking kan metallnettet kalandreres – føres mellom trykkvalser – for å flate ut overflaten og skape en mer jevn åpningsgeometri for filtreringsapplikasjoner der konsekvent partikkelretensjon er kritisk.

Filtrering og separering: Det største applikasjonsmarkedet

Strikket netting er en kritisk komponent i industriell filtrering, der dens tredimensjonale struktur gir dybdefiltrering - partikler fanges ikke bare på overflaten, men innenfor tykkelsen av nettet - i motsetning til den todimensjonale overflatefiltreringen av vevd trådduk. Den strikkede strukturen skaper en kronglete bane for væskestrøm, med de sammenkoblede løkkene som danner et nettverk av kanaler som fanger opp partikler som er mindre enn den nominelle åpningsstørrelsen gjennom en kombinasjon av direkte avskjæring, treghetsstøt og diffusjonsmekanismer. Filtreringseffektiviteten for en gitt partikkelstørrelse avhenger av nettets spesifikt overflateareal, hulromsvolumet og tråd- eller garndiameteren , som alle styres av stingparametrene.

Strikkede mesh-filtre er produsert i flere standardkonfigurasjoner for industriell bruk. Tåkefjernere (også kalt demister) bruker lag med strikket trådnett for å samle væskedråper fra gassstrømmer ved å gi et høyt overflateareal som dråper treffer, samles og dreneres av tyngdekraften. En typisk tåkelimineringspute består av flere lag strikket mesh med en tom brøkdel av 95 % til 98 % og et spesifikt overflateareal på 200 til 500 kvadratmeter per kubikkmeter, i stand til å fjerne dråper ned til 3 til 5 mikron i diameter med et trykkfall på bare noen få millibar. Nettingen er strikket av tråd med en diameter på 0,1 mm til 0,3 mm, og puten er fremstilt ved å legge det strikkede nettet på lag, komprimere det til ønsket tetthet og omslutte det i et støttegitter. Materialvalget – rustfritt stål, polypropylen, PTFE eller Hastelloy – er drevet av den kjemiske sammensetningen og temperaturen til prosessstrømmen.

Arkitektoniske og solskjermingsapplikasjoner

Strikket netting har blitt et betydelig materiale i arkitektonisk fasadedesign, der det fungerer samtidig som en solskjermingsenhet, en visuell skjerm og et arkitektonisk estetisk element. Nettingen er strammet på tvers av bygningsfasaden i paneler som kan spenne fra gulv-til-gulv-høyder, noe som reduserer solvarmetilskuddet på bygningskonvolutten samtidig som sikten utover for beboerne opprettholdes. Den optiske ytelsen til et arkitektonisk strikket mesh er definert av dens åpent arealprosent – forholdet mellom åpningsareal og totalt stoffareal – som vanligvis varierer fra 20 % til 70 % for fasadeapplikasjoner. Et nett med 40 % åpent areal overfører 40 % av det innfallende lyset og blokkerer 60 %, noe som reduserer kjølebelastningen på bygningen samtidig som det gir et nivå av privatliv i dagslyset når eksteriøret er lysere enn interiøret.

Det arkitektoniske nettet er oftest strikket av rustfri ståltråd – klasse 316 for utvendig bruk i korrosive miljøer – med en tråddiameter på 0,5 mm til 1,5 mm, og gir en stoffvekt på 2 til 8 kg per kvadratmeter . Det oppstrakte nettpanelet er festet til bygningskonstruksjonen gjennom en omkretsramme eller gjennom kabelspenningssystemer som forhåndsspenner nettet for å motstå vindindusert avbøyning og vibrasjon. Den strukturelle utformingen av en arkitektonisk nettinginstallasjon krever en vindteknisk analyse som tar hensyn til nettets porøsitet; vindtrykkkoeffisientene for et porøst nett er lavere enn for et solid kledningspanel fordi en del av vinden passerer gjennom åpningene, noe som reduserer nettotrykkdifferansen. Nettleverandøren gir trykktapskarakteristikkene til det spesifikke maskemønsteret, og konstruksjonsingeniøren bruker disse dataene til å beregne vindbelastningene på bærekonstruksjonen.

Syntetisk strikket mesh: Polymerer for spesialiserte miljøer

Syntetiske polymerstrikkede netting utvider bruksområdet utover det metallnetting kan håndtere økonomisk, spesielt i kjemisk aggressive miljøer, i lette forbrukerprodukter og i medisinske bruksområder der metall er uforenlig. Polymervalget for et strikket netting er drevet av den kjemiske motstanden, temperaturområdet og de mekaniske kravene til applikasjonen.

• Polyester (PET): Det vanligste syntetiske nettingmaterialet, med god strekkfasthet, utmerket motstand mot syrer og organiske løsemidler, og en kontinuerlig brukstemperatur opp til 120°C. Brukes mye i silketrykkmasker, svømmebassengfiltre og arkitektonisk insektscreening. Polyesternetting er vanligvis varpstrikket og varmestilt ved en temperatur over glassovergangen for å stabilisere stinggeometrien og låse åpningsdimensjonene.
• Polyamid (Nylon 6 eller 6.6): Tilbyr høyere seighet og slitestyrke enn polyester, med utmerket motstand mot alkalier. Brukes i transportbånd for matforedling, hvor nettet skal tåle hyppig rengjøring med alkaliske vaskemidler. Nylon absorberer fuktighet – opptil 4 % ved 65 % relativ fuktighet – noe som forårsaker små dimensjonsendringer som må tas med i spenningen av nettet.
• Polypropylen (PP): Lett og kjemisk inert, med utmerket motstand mot syrer, alkalier og de fleste organiske løsemidler. Dens lave tetthet (0,90 til 0,92 g/cm³) gjør den egnet for bruk med flytende netting i vannbehandling. Temperaturgrensen på ca. 80°C begrenser bruken i varme prosesser.
• PTFE (teflon): Den førsteklasses polymeren for ekstreme kjemiske miljøer, med nesten universell kjemikaliebestandighet og en kontinuerlig brukstemperatur opp til 260°C. PTFE strikket mesh brukes i de mest krevende filtreringsapplikasjonene – varme konsentrerte syrer, gjenvinning av løsemidler og farmasøytisk prosessering – der ingen annen polymer eller metall er kompatibel. De høye kostnadene for PTFE-garn begrenser bruken til applikasjoner der dens kjemiske treghet er uunnværlig.
• PEEK (polyetheretherketon): En høyytelses termoplast som brukes for strikket netting i romfart, olje og gass, og medisinske implantatapplikasjoner der det kreves en kombinasjon av høy temperaturbestandighet (kontinuerlig 250°C), utmerket kjemisk resistens og biokompatibilitet. PEEK strikket mesh brukes som en forsterkning i komposittstrukturer og som et bengraft-inneslutningsnett i ryggmargskirurgi.

Ledende og EMI-skjermende strikket mesh

Strikket metallnett fungerer som en effektiv skjermingspakning for elektromagnetisk interferens (EMI) og jordingsmateriale, og utnytter den kontinuerlige ledende banen fra de sammenlåsende metallløkkene. Når det er komprimert mellom to sammenfallende overflater - for eksempel en skapdør og -ramme - tilpasser det strikkede nettet seg til overflateuregelmessigheter og skaper flere kontaktpunkter som til sammen gir en lavimpedans elektrisk bane over skjøten. Beskyttelseseffektiviteten til en strikket nettingpakning avhenger av trådmaterialets ledningsevne, kontakttrykket og maskekompresjonsforholdet . Et tinnbelagt kobberkledd stålstrikket netting komprimert til 25 % av sin opprinnelige tykkelse kan oppnå en skjermingseffektivitet på 80 til 100 dB over frekvensområdet fra 100 MHz til 10 GHz, tilstrekkelig for de fleste kommersielle og militære EMI-krav.

Den strikkede strukturen er spesielt godt egnet for EMI-pakningsapplikasjoner fordi den gir en spenstig, fjærlignende oppførsel som opprettholder kontakttrykket over tusenvis av kompresjonssykluser og gjennom termisk ekspansjon og sammentrekning av kapslingsmaterialene. Nettet er vanligvis strikket som et kontinuerlig rør og deretter formet til den ønskede pakningsprofilen - rund, rektangulær eller D-formet - ved å føre den gjennom en formingsform som setter tverrsnittet. En elastomer kjerne, vanligvis silikon eller neopren, kan settes inn i midten av det strikkede røret for å gi ekstra kompresjonskraft og for å skape en miljøforsegling som hindrer fuktighet og støvinntrengning sammen med EMI-skjermingsfunksjonen. Dette kombinasjonspakning er standard i utendørs telekommunikasjonskabinetter, militær kjøretøyelektronikk og romfartsavionikkrom.

Medisinsk tekstilnett: biokompatibilitet og vevsintegrasjon

Strikket netting har en kritisk rolle i implanterbart medisinsk utstyr, mest fremtredende innen brokk reparasjonsnett and bekkenorgan prolaps støtter . Nettet fungerer som et stillas som forsterker svekket eller skadet vev, og gir mekanisk støtte samtidig som det lar pasientens eget vev vokse gjennom maskeåpningene – en prosess som kalles vevsintegrasjon eller inkorporering. Nettet må være biokompatibelt, steriliserbart og konstruert med en porestørrelse som er stor nok til å tillate makrofagpassasje for infeksjonsresistens (vanligvis over 75 mikron), men likevel liten nok til å gi effektiv mekanisk støtte. De mest brukte materialene er polypropylen (PP) monofilament og polyester (PET) multifilament , med strikkestrukturen som et varpstrikket mønster designet for å balansere strekkstyrke, fleksibilitet og fremme ordnet vevsinnvekst.

Strikkestrukturen til et kirurgisk nett er preget av sin porøsitet, porestørrelse og arealtetthet . Et typisk lett polypropylenbrokknett har en porøsitet på 60 % til 70 %, en porestørrelse på 1,0 til 1,5 mm og en arealtetthet på 30 til 45 g/m². Disse parametrene styres av strikkemønsteret – ofte en atlas eller søylesøm med innlegg – og garndiameteren, som for polypropylenmonofilament typisk er 0,08 til 0,12 mm. Nettingen varmesettes etter strikking for å stabilisere stinggeometrien og for å gi et formminne som gjør at nettet kan rulles eller brettes for innføring gjennom en laparoskopisk trokar og deretter springe tilbake til sin opprinnelige konfigurasjon når det utplasseres på operasjonsstedet. Den mekaniske anisotropien til det strikkede nettet - dets strekkstyrke og forlengelse er forskjellig i lengde- og tverrretningen - må orienteres for å matche den fysiologiske belastningsretningen til det reparerte vevet.

Geotekstil og sivilingeniørnett

Strikkede geotekstiler i netting tjener funksjoner i sivilingeniør som er forskjellige fra de mer vanlige vevde og ikke-vevde geotekstilene. En strikket geotekstil brukes der en kombinasjon av høy strekkfasthet, kontrollert porestørrelse og evnen til å tilpasse seg uregelmessige overflater er påkrevd. De primære bruksområdene er erosjonskontrollmatter, skråningsstabiliseringsnett og forsterkningsgitter for jord og torv. Nettingen er strikket av høyfast polyester- eller polypropylengarn med en strekkstyrke på 50 til 200 kN/m i den primære belastningsretningen, og åpningene – typisk 5 mm til 20 mm – er utformet for å tillate rotpenetrering og vanndrenering, samtidig som jordpartikler holdes på og forhindrer erosjon av overflaten.

Den strikkede strukturen gir en fordel fremfor vevde geotekstiler i sin motstand mot å nøste opp ved kutt eller hull . En vevd geotekstil, når den kuttes på stedet for å passe rundt en hindring, krever kantskjæring eller søm for å forhindre at vevingen rakner opp langs kuttekanten. En strikket geotekstil, på grunn av den sammenlåsende løkkestrukturen, er iboende motstandsdyktig mot oppretting og kan kuttes til form i feltet uten ekstra kantbehandling. Nettet er også mer strekkbart enn en vevd ekvivalent – ​​typisk bruddforlengelse på 15 % til 30 % for en strikket geotekstil mot 10 % til 15 % for en vevd – noe som gjør at den kan deformeres under lokaliserte belastninger uten å sprekke, en viktig egenskap for bruk på synkende eller frosthevende grunn.