Материал нетканый: плотность, производство и применение. Иглопробивной материал
Материал нетканый: плотность, производство и применение
Неткаными материалами называют особый вид полотен, изготавливаемых без использования технологий плоского переплетения нитей. Типов такой продукции к настоящему времени существует множество, так же как и методик ее изготовления. Широка и сфера применения материала этой разновидности. Чаще всего нетканое полотно используется в строительстве и сельском хозяйстве, а также при пошиве одежды.
Немного истории
Впервые материал нетканый был изготовлен во второй половине 19-го века в США. Производились первые полотна этой разновидности из синтетических волокон, скрепленных между собой крахмалом. Особого распространения в 19 веке этот материал, названный пеллоном, не получил. Довольно-таки широко начал использоваться он только в годы ВОВ. Американцы применяли его для изготовления маскировочных изделий.
В 70-е годы прошлого века пеллон впервые использовали в сельском хозяйстве в качестве укрывного материала. На настоящий момент именно его применяют на 30% с/х площадей стран Евросоюза. В СССР такой материал изготавливался в очень небольших количествах и использовался в основном в швейной промышленности. Широкое распространение у нас в стране он получил только в 90-е годы. Сейчас его производят многие российские компании. К примеру, очень качественный продукт этого типа выпускает подольская фабрика нетканых материалов «Весь мир», основанная в 2000 году.
Плотность
Нетканый материал может изготавливаться разными способами, иметь неодинаковые толщину, внешний вид и назначение. Однако основной характеристикой таких полотен в большинстве случаев является прочность. Последняя, в свою очередь, зависит от поверхностной плотности материала. Этот параметр в разных по назначению группах может колебаться в пределах 10-600 г/м2. Так, к примеру:
Холстопрошивной материал нетканый обычно имеет плотность в 235-490 г/м2.
У иглопробивного полотна этот показатель составляет 210 г/м2.
Плотность тканепрошивных материалов — 216-545 г/м2.
Флизелин имеет поверхностную плотность — 90-110 г/м2.
У нитепрошивных полотен этот показатель составляет 63-310 г/м2.
Плотность нетканого материала клееного - 40-330 г/м2.
Производиться полотна этого типа могут механическим или клеевым способом. Основой любого такого материала является холст, изготовленный из натуральных и синтетических волокон, уложенных рядами. Для получения волокнистой структуры такое полотно прочесывают.
Механические способы производства
Скрепление основы нетканого материала по такой технологии производится с использованием дополнительных нитей. Механическим способом, к примеру, изготавливают холстопрошивные материалы. В данном случае волокна основы скрепляются между собой путем прошивания их нитями. При применении иглопробивной технологии образующие холст элементы предварительно перепутываются между собой. В результате получается довольно-таки плотное по структуре полотно. Для придания большей прочности его прошивают толстыми нитями. При этом пользуются специальными инструментами с зазубринами. Иглопробивной метод изготовления полотен является на данный момент самым популярным. Такую технологию использует каждый завод нетканых материалов.
Нитепрошивные материалы изготавливают путем прохождения основы одной или несколькими системами волокон. Такое полотно отличается от холстопрошивного прежде всего внешним видом. Материл этой группы похож на махровую ткань.
В продаже сегодня имеются также изготавливаемые механическим способом тканепрошивные полотна. Эта разновидность производится на очень легкой основе также путем прошивания ее системой ворсовых нитей. Такие полотна могут быть как гладкими, так и махровыми.
Производство нетканых материалов клеевым способом
Эта технология применяется при изготовлении большинства разновидностей нетканых материалов. Скрепление волокон в холсте в данном случае производится путем их пропитки разного рода клеевыми составами. Чаще всего для обработки при этом используется синтетический латекс. Еще одной распространенной технологией является горячее прессование. В данном случае волокна склеиваются термопластами при очень высокой температуре.
Иногда для производства нетканых клееных материалов применяется также самая старая технология — на бумагодельных машинах. Именно с использованием такого оборудования производился в Америке и пеллон. В этом случае связующее вещество может вводиться или непосредственно в поступающую на машину массу, или же уже в готовое полотно.
Использование холстопрошивных полотен
Такой материал нетканый отличается большой толщиной, массивностью и рыхлостью. Основным его преимуществом являются высокие теплозащитные свойства. Холстопрошивные полотна - это очень плотные и износостойкие материалы, способные давать значительную усадку. Используют их чаще всего в качестве подкладочных при производстве одежды. Также иногда они применяются как основа при изготовлении искусственной кожи.
Где применяют иглопробивной материал
Благодаря пористой структуре эта группа полотен также отличается неплохими теплозащитными свойствами. Помимо этого, к достоинствам такого материала относят устойчивость к стирке и химчистке. Используют иглопробивные полотна обычно при производстве ковров и напольных покрытий. Как и холстопрошивные, применяют их и для изготовления подкладок пальто, курток и шуб. Однако в последнем случае иглопробивной материал нетканый приходится обычно дополнительно пропитывать клеевыми составами. Дело в том, что волокна у него довольно-таки жесткие, а поэтому в свободном состоянии способны проникать через верхнюю ткань одежды и портить ее внешний вид.
Именно иглопробивным способом изготавливается также и самый распространенный нетканый материал - дорнит. Используется геотекстиль при устройстве дренажных систем, разбивке газонов, возведении фундаментов и т. д. Также иглопробивной метод иногда применяется при производстве наиболее популярного вида укрывного материала для теплиц и парников — спанбонда. Однако чаще такой вид полотна изготавливают все же клеевым способом (горячим прессованием).
Применение ните- и тканепрошивных полотен
Обе этих разновидности также довольно-таки востребованы в промышленности. Основным достоинством нитепрошивных полотен считается разнообразие по внешнему виду. Эти способом могут производиться как очень тонкие полупрозрачные материалы, так и массивные мебельные. Костюмы, вечерние платья, повседневная одежда, шарфики, салфетки из нетканого материала часто изготавливаются именно по этой технологии.
Плюсами тканепрошивных материалов является устойчивая структура и гигиеничность. По такому показателю, как износостойкость, они превосходят все остальные виды нетканых материалов. Используют такое полотно в основном для пошива халатов и пляжных костюмов.
Где применяются клеевые полотна
Чаще всего такой материал нетканый изготавливается из смеси хлопковых и капроновых волокон. Применяют его обычно при пошиве одежды. К примеру, его вставляют в воротнички, хлястики и шлицы для придания последним жесткости. Изготавливаемые на бумагодельных машинах материалы чаще всего используются для производства разного рода перевязочных медицинских материалов.
Как видите, область применения нетканых полотен в наше время действительно очень широка. Их отличные эксплуатационные характеристики делают их незаменимыми при пошиве многих видов одежды, выращивании растений, устройстве водоотводящих систем и т. д. Технологии производства таких материалов не отличаются особой сложностью, а поэтому и себестоимость их обычно невысока. В основном именно этим и объясняется необыкновенная популярность данной разновидности полотен.
fb.ru
НЕТКАНЫЙ ИГЛОПРОБИВНОЙ МАТЕРИАЛ (ВАРИАНТЫ)
Изобретение относится к производству строительных материалов, а именно к производству волокнистых материалов, используемых в строительстве в качестве основы для битумных мембран («еврорубероида»), а также изолирующей, фильтрующей или конструкционной прокладки при создании фундаментов зданий, строительстве шоссейных дорог, укладке железнодорожного полотна, возведении гидротехнических сооружений, устройстве спортивных площадок и т.п.
Известно, что производство нетканых материалов, представляющих собой полотна и изделия, изготовляемые из волокон, нитей или других видов материалов без применения прядения и ткачества, по сравнению с традиционными способами производства, например, текстильной продукции, отличается простотой технологии, повышенной производительностью оборудования, многочисленным ассортиментом полотен. Нетканые материалы с разнообразными эксплуатационными свойствами, изготовленные в условиях автоматизированных производств, обладают широким спектром функциональных возможностей, которые обеспечиваются как за счет использования разнообразного сырья, так и способов получения нетканых материалов [Озеров Б.В., Гусев В.Е. Проектирование производства нетканых материалов. М: Изд-во Легкая и пищевая промышленность, 1984, 400 с.; Бершев Е.Н. и др. Технология производства нетканых материалов. М.: изд-во Легкая и пищевая промышленность, 1982, 352 с.; Петрова И.Н., Андропов В.Ф. Ассортимент, свойства и применение нетканых материалов. М: Легпромбытиздат, 1991, 208 с.; Бершев Е.Н. и др. Физико-химические и комбинированные способы производства нетканых материалов. М: Легпромбытиздат, 1993, 353 с.].
Однако независимо от назначения нетканого материала любой материал в своем сегменте должен обладать комплексом заданных физико-химических характеристик и потребительских свойств, а также приемлемой ценой.
При этом структуру волокнистого полотна (холста), в зависимости от назначения материала, могут характеризовать такие параметры, как толщина прочеса и холста, число сложений прочеса, неровнота прочеса и холста, доля волокон в смеси, материал волокна, расположение волокон (коэффициент распрямленности и протяженности, угол ориентации), длина волокна, линейная плотность волокна, распределение волокон по толщине, наличие или отсутствие каркасного слоя, его структура, плотность проколов, глубина проколов, наличие связующего и адгезионных связей и др.
При разработке новых структур нетканого иглопробивного материала необходимо принимать во внимание такие факторы, как стоимость и доступность сырья, стоимость и доступность оборудования для производства иглопробивного материала и другие требования рынка.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению по назначению, технической сущности и достигаемому результату при использовании является нетканый иглопробивной материал, содержащий нетканое полотно из синтетических волокон и связующее, при этом нетканое полотно выполнено из не менее чем пяти-семи прочесов, волокно которых уложено вдоль и поперек нетканого полотна, закрепленных под действием иглопробивания нетканого полотна, [см. описание к патенту РФ №2357029, М. кл. D04H 1/42, опубл. 10.11.2003 г.] и содержит упрочняющие нити из стекловолокна, уложенные на подкладочной поверхности материала.
Описанный выше нетканый иглопробивной материал образован, в конечном счете, из взаимно перпендикулярных прочесов с вытянутыми, но сохраняющими завитки волокнами, скрепленными с упрочняющими нитями полимерными волокнами нетканого полотна, полученными иглопробиванием.
Из описания технической сущности материала и примеров его осуществления, а также из характеристики свойств материала видно, что он обладает на 30-40% более высокими прочностными свойствами, меньшей усадкой при нагрузке, чем известные зарубежные аналоги и, следовательно, более широкими функциональными возможностями.
Однако недостатком описанного выше материала является довольно высокая стоимость и значительная неоднородность структуры полота по длине и ширине, а также существенный разброс физико-химических характеристик при изготовлении нетканого полотна из механической смеси волокон.
Поэтому целью заявляемого технического решения является снижение затрат на производство материала и, следовательно, его стоимости, а также увеличение однородности структуры полотна и равномерности структурных и прочностных характеристик по его длине и ширине, что позволит расширить функциональные возможности нетканого иглопробивного материала.
Поставленная цель достигается тем, что в известном нетканом иглопробивном материале, содержащем нетканое полотно из синтетических волокон, выполненное из не менее пяти прочесов, волокна которых уложены вдоль и поперек нетканого полотна, скрепленных иглопробиванием, и связующее, согласно изобретению полотно выполнено из чередующихся прочесов, состоящих из волокон разной линейной плотности, отличающейся не менее чем в 1,4-2 раза, при этом прочесы из волокна большей линейной плотности выполнены из первичного полиэтилентерефталата, а прочесы из волокна меньшей линейной плотности выполнены из рециклингового полиэтилентерефталата, при этом волокно в наружных слоях материала ориентировано вдоль оси материала, а во внутренних слоях материала ориентировано поперек оси материала.
Поставленная цель достигается также тем, что в известном нетканом иглопробивном материале, содержащем нетканое полотно из синтетических волокон, выполненное не менее чем из пяти прочесов, волокна которых уложены вдоль и поперек нетканого полотна, скрепленных иглопробиванием, и связующее, согласно изобретению полотно выполнено из чередующихся прочесов, состоящих из волокон разной линейной плотности, отличающейся не менее чем в 1,4-2 раза, прочесы из волокна большей линейной плотности выполнены из рециклингового полиэтилентерефталата, а прочесы из волокна меньшей линейной плотности выполнены из первичного полиэтилентерефталата, при этом волокно в наружных слоях полотна ориентировано вдоль оси материала, во внутренних слоях полотна ориентировано поперек оси материала.
Поставленная цель достигается также тем, что в известном нетканом иглопробивном материале, содержащем нетканое полотно из синтетических волокон, выполненное не менее чем из пяти прочесов, волокна которых уложены вдоль и поперек нетканого полотна, скрепленных иглопробиванием, и связующее, согласно изобретению полотно выполнено из чередующихся прочесов, состоящих из волокон разной линейной плотности, отличающихся не менее чем в 1,4-2 раза, которые выполнены из первичного полиэтилентерефталата, при этом волокно в наружных слоях полотна ориентировано вдоль оси материала, во внутренних слоях полотна ориентировано перпендикулярно оси материала.
Поставленная цель достигается также тем, что в известном нетканом иглопробивном материале, содержащем нетканое полотно из синтетических волокон, выполненное не менее чем из пяти прочесов, волокна которых уложены вдоль и поперек нетканого полотна, скрепленных иглопробиванием, и связующее, согласно изобретению полотно выполнено из чередующихся прочесов, состоящих из волокон с разной линейной плотностью, отличающейся не менее чем в 1,4-2 раза, полотно выполнено из прочесов, содержащих волокна из вторичного полиэтилентерефталата, при этом волокно в наружных слоях полотна ориентировано вдоль оси материала, во внутренних слоях полотна ориентировано поперек оси материала.
Поставленная цель достигается также тем, что в известном нетканом иглопробивном материале, содержащем нетканое полотно из синтетических волокон, выполненное не менее чем из пяти прочесов, волокна которых уложены вдоль и поперек нетканого полотна, скрепленных иглопробиванием, и связующее, согласно изобретению полотно выполнено из чередующихся прочесов, состоящих из волокон одной линейной плотности, прочесы, расположенные вдоль оси материала, состоят из волокон, выполненных из первичного полиэтилентерефталата, а прочесы, расположенные поперек оси материала, состоят из волокон, выполненных из вторичного полиэтилентерефталата, при этом волокно в наружных слоях полотна ориентировано вдоль оси материала, во внутренних слоях полотна ориентировано поперек оси материала.
Поставленная цель достигается также тем, что в известном нетканом иглопробивном материале, содержащем нетканое полотно из синтетических волокон, выполненном не менее чем из пяти прочесов, волокна которых уложены вдоль и поперек нетканого полотна, скрепленных иглопробиванием, и связующее, согласно изобретению полотно выполнено из чередующихся прочесов, состоящих из волокон одной линейной плотности, при этом прочесы, расположенные вдоль оси материала, состоят из волокон, выполненных из вторичного полиэтилентерефталата, а расположенные поперек оси материала состоят из волокон, выполненных из первичного полиэтилентерефталата, при этом волокно в наружных слоях полотна ориентировано вдоль оси материала, во внутренних слоях полотна ориентировано перпендикулярно оси материала.
Как видно из описания сущности заявляемого технического решения, оно отличается от прототипа и, следовательно, является новым.
Решение обладает изобретательским уровнем, поскольку обеспечивает новый технический результат, который заключается в обеспечении однородности получаемого материала, исключающей деформирование полотна с проявлением, например, эффекта «шиферения», при пропитке битумным связующим как при использовании однородного волокна (первичное-первичное, вторичное-вторичное), так и при использовании смеси волокон (первичное-вторичное, вторичное-вторичное) одинаковой и разной линейной плотности. Предлагаемое техническое решение предполагает использование, с одной стороны, не только доступное, более дорогое сырье, в качестве основы изделия, но и вторичное, более дешевое сырье, что позволяет существенно снизить стоимость конечного продукта при сохранении высоких качественных характеристиках.
Заявляемое техническое решение промышленно применимо и использовано при промышленном производстве нетканого иглопробивного материала марки РУНО.
В таблице 1 приведены основные технические характеристики материала.
На чертежах, приведенных ниже, схематично показано расположение прочесов в материале.
Фиг. 1. Схема расположения пяти прочесов, 1-й вариант.
Фиг.2. Схема расположения пяти прочесов, 2-й вариант.
Фиг.3. Схема расположения пяти прочесов, 3-й вариант.
Фиг.4. Схема расположения пяти прочесов, 4-й вариант.
Фиг. 5. Схема расположения пяти прочесов, 5-й вариант.
Фиг. 6. Схема расположения пяти прочесов, 6-й вариант.
Нетканый иглопробивной материал (фиг. 1), состоящий из пяти прочесов, содержит два слоя прочеса 1, волокна которых ориентированы вдоль оси материала и расположены, например, сверху и снизу материала, при этом три слоя прочеса 2, волокна которых ориентированы поперек оси материала, расположены между прочесами 1. Линейная плотность волокон в прочесах 1 и 2 отличается не более чем в 1,4-2 раза. Два наружных слоя прочеса 1 выполнены из первичного волокна полиэтилентерефталата, а три слоя прочесов 2 выполнены из вторичного волокна полиэтилентерефталата. При изготовлении материала по этой схеме использовали слои 1 с большей линейной плотностью, чем внутренние слои 2.
Нетканый иглопробивной материал (фиг. 2), состоящий из пяти прочесов, содержит два слоя прочеса 3, волокна которых ориентированы вдоль оси материала и расположены, например, сверху и снизу материала, при этом три слоя прочеса 4, волокна которых ориентированы поперек оси материала, расположены между прочесами 3. Линейная плотность волокон в прочесах 3 и 4 отличается не более чем в 1,4-2 раза. Два наружных слоя прочеса 3 выполнены из волокна рециклингового полиэтилентерефталата, а три слоя прочесов 4 выполнены из волокна первичного полиэтилентерефталата. В прочесе 3 использовано волокно из рециклингового полиэтилентерефталата большей линейной плотности, нежели у прочесов 4 из волокна первичного полиэтилентерефталата.
Нетканый иглопробивной материал (фиг. 3), состоящий из пяти прочесов, содержит два слоя прочеса 5, волокна которых ориентированы вдоль оси материала и расположены, например, сверху и снизу материала, при этом три слоя прочесов 6, волокна которых ориентированы перпендикулярно оси материала, расположены между прочесами 5. Линейная плотность волокна прочесов 5 и 6 разная и отличается не более чем в 1,4-2 раза. Все слои материала этого типа выполнены из волокна первичного полиэтилентерефталата. Однако линейная плотность волокна, используемая для наружных прочесов 5, больше, чем линейная плотность внутренних прочесов.
Нетканый иглопробивной материал (фиг. 4), состоящий из пяти прочесов, содержит два слоя прочеса 7, волокна которых ориентированы вдоль оси материала и расположены, например, сверху и снизу материала, при этом три слоя прочесов 8, волокна которых ориентированы перпендикулярно оси материала, расположены между прочесами 7. Линейная плотность волокна прочесов 7 и 8 разная и отличается не более чем в 1,4-2 раза. Все слои материала этого типа выполнены из волокна вторичного полиэтилентерефталата. Однако линейная плотность волокна, используемая для наружных прочесов 7, больше, чем линейная плотность внутренних слоев.
Нетканый иглопробивной материал (фиг. 5), состоящий из пяти прочесов, содержит два прочеса 9, волокна которых ориентированы вдоль оси материала и расположены, например, сверху и снизу материала, при этом три прочеса 10, волокна которых ориентированы перпендикулярно оси материала, расположены между прочесами 9. Линейная плотность волокна, используемая для наружных прочесов 9, не больше, чем линейная плотность внутренних слоев. Прочесы 10 выполнены из рециклингового волокна, в то время как наружные прочесы 9 выполнены из волокон первичного материала полиэтилентерефталата.
Нетканый иглопробивной материал (фиг. 6), состоящий из пяти прочесов, содержит два слоя прочеса 11, волокна которых ориентированы вдоль оси материала и расположены, например, сверху и снизу материала, при этом три слоя прочеса 12, волокна которых ориентированы перпендикулярно оси материала, расположены между прочесами 11. Линейная плотность волокна, используемая для наружных прочесов 11, не больше, чем линейная плотность внутренних слоев. Прочесы 12 выполнены из волокна первичного материала. В то время как наружные прочесы 11 выполнены из волокон вторичного материала полиэтилентерефталата.
Параметры и свойства иглопробивного материала представлены в таблице 1.
Основные физические характеристики полотен «РУНО»
П - основы неармированные.
Как видно из описания технической сущности заявляемого в качестве изобретения материала и таблицы, предлагаемый материал обладает более высокими техническими свойствами по сравнению с прототипом при одновременном значительном снижении стоимости каждого погонного метра. Изготавливают описанные выше материалы под торговой маркой РУНО в условиях современного промышленного производства.
edrid.ru
клеевое, вязально-пробивное, иглопробивное, термическое, гидроструйное
Нетканые полотна встречаются не только в промышленном производстве, но и в быту. Это индивидуальные халаты и шапочки, которые выдают в приемном покое любой больницы, влажные салфетки для вытирания рук, тряпочки для уборки, детские подгузники и масса других вещей, с которыми приходится сталкиваться ежедневно. Рассмотрим основные виды нетканых материалов, способы их производства, характеристики и сферу применения.
Содержание статьи
Классификация нетканых полотен
К нетканым относятся материалы, для изготовления которых не используются традиционные ткацкие технологии. Впервые такое изделие из вискозных волокон, скрепленных при помощи химических веществ, было получено в середине 30-х годов ХХ века во Франции. В настоящее время во многих странах существуют большие предприятия, выпускающие всевозможные нетканые материалы.
По назначению их классифицируют на следующие категории:
- технические. Это различные фильтровальные, обтирочные, изоляционные, обивочные и другие изделия, применяемые в строительстве, сельском хозяйстве и многих отраслях промышленности;
- бытовые. К ним относятся всевозможные материалы для пошива одежды, искусственный мех, основа кожзаменителей, ватин, фетр, войлок, махровые полотна и т. п;
- медицинские. В любой больнице широко применяются одноразовые салфетки, полотенца, пеленки и простыни. Кроме того, различный перевязочный материал, тампоны, прокладки и подгузники также могут быть неткаными.
Многие предприятия общественного питания приобретают нетканые скатерти, фартуки, халаты и колпаки для обслуживающего персонала. Некоторые компании шьют из таких полотен униформу для своих работников.
Методы производства нетканых материалов
В качестве сырья для получения нетканых полотен используют натуральные: хлопок, лен, шерсть или шелк – а также синтетические и искусственные волокна. Кроме того, часто в переработку поступают отходы текстильного производства.
Процесс изготовления включает в себя несколько этапов:
- Очистка и сортировка сырья. Одновременно готовят связующие растворы.
- Формовка холста – укладывание волокон в различных направлениях.
- Связывание материала.
- Обработка полотна – сушка, окраска, отбеливание и т. п.
Классификация технологий соединения волокон в монолитное изделие включает в себя несколько способов.
Клеевой метод
Его чаще всего используют для изготовления основы под клеенку, заменитель кожи или линолеум, для прокладочных тканей – флизелина, дублерина, а также в полиграфической отрасли. Разложенные волокна пропитываются специальными клеящими составами, которые, застывая, образуют полотно.
Полученные таким способом материалы обладают высокой прочностью, жесткостью и упругостью. Они устойчивы к нагреванию, химической чистке и стирке. Характерной особенностью является достаточный уровень аэрации и значительная гигроскопичность.
Вязально-пробивной метод
Подготовленные и сформованные волокна провязывают капроновыми или хлопчатобумажными нитками, образующими жесткий каркас. Таким образом получают фланель, байку, ватин, драп и сукно.
Материалы, из которых в дальнейшем шьют одежду, имеют ряд положительных качеств. Они не дают усадку, не мнутся, хорошо пропускают воздух и обладают высокой износостойкостью.
Разновидностью метода является нитепрошивной, при котором полотно получают путем переплетения системы из двух или более нитей. Так изготавливают многие ткани для пошива платьев, блузок, мужских рубашек и даже купальных костюмов. Изделия из них хорошо держат форму и имеют низкую теплопроводность.
Иглопробивной метод
Подготовленный материал раскладывается на специальных станках и подвергается многочисленному прокалыванию сильно нагретыми зазубренными иглами. В результате волокна хаотично перепутываются, полотно скрепляется.
Иглопробивным способом получают большинство утеплителей – синтепон, ватин и другие. Их существенным недостатком является то, что в процессе эксплуатации отдельные волокна могут проникать через верхний слой. Это не только влияет на внешний вид изделия, но и уменьшает его теплопроводность и долговечность.
Термический метод
На подготовительной стадии добавляют определенное количество волокон, имеющих температуру плавления ниже, чем основная масса. При нагревании они быстро расплавляются и образуют цельное изделие.
Эта технология используется для получения некоторых видов наполнителей для мягкой мебели, а также недорогих утепляющих материалов для верхней одежды. Их отличает невысокая плотность, но значительная упругость и стойкость к химическим веществам.
Гидроструйный метод
Изделия, получаемые с помощью этой инновационной технологии, используются в медицине, косметологии: одноразовое белье, халаты, перевязочный материал, салфетки, тампоны, спонжи и др. Самыми известными являются сонтара, новитекс и фибрелла.
Метод основан на переплетении и связывании волокон при помощи бьющих под высоким давлением струй воды. Первооткрывателем его является известная американская компания Дюпон.
Интересно знать! Для производства детских подгузников используется метод аэроформирования. Волокна поступают в поток воздуха и превращаются в вату, которую затем напыляют на специальную клейкую ленту.
Войлочно-валяльный метод
Он позволяет получать нетканые материалы из чистошерстяного или смесового сырья. В условиях повышенной влажности при определенной температуре волокна подвергаются механическому воздействию, в результате чего происходит их свойлачивание.
Таким образом получают войлок, который используется для производства обуви, теплой одежды, одеял и других изделий. Кроме того, войлок широко применяется в строительстве зданий, поскольку он не только хорошо сохраняет тепло, но и обеспечивает звукоизоляцию помещений.
Самые известные нетканые материалы
Эти изделия имеют много достоинств: мягкость, эластичность, прочность, устойчивость к износу и долговечность. Современные технологии позволяют создавать продкцию с заранее запрограммированными характеристиками. Остановимся коротко на самых распространенных материалах.
Ватин
Еще 50 лет назад ватин был практически единственным утеплителем. Примечательно, что из него делали даже плечики для вечерних платьев и элегантных костюмов.
Сейчас ватин используется только в рабочей одежде – телогрейках, рукавицах, подшлемниках и т. п. Некоторые производители ортопедических матрасов тоже не забывают про этот материал.
Сырьем для ватина служат натуральные или смесовые волокна, а также некоторые отходы текстильного и швейного производства. Их соединяют в полотно иглопробивным или вязальным методом. Самым качественным считается ватин с проклейкой из марли. Такое полотно не деформируется и имеет значительный срок службы.
Недостатками ватина считается его большой вес, способность поглощать влагу и долго сохнуть. Кроме того, в шерстяных волокнах может заводиться моль. Поэтому современные производители рабочей одежды отдают предпочтение синтетическим утеплителям.
Синтепон
Это легкое, объемное и упругое нетканое полотно, которое обладает хорошими теплозащитными свойствами. Его часто применяют не только при пошиве курток и пальто, но и в мебельной промышленности, при изготовлении подушек, одеял, мягких игрушек, спальных мешков, обуви.
Синтепон получают клеевым или термическим способом из синтетических волокон. Его главными преимуществами по сравнению с ватином являются небольшой вес, хорошая формоустойчивость и высокая степень теплосбережения.
Важно знать! Клеевой состав, используемый при производстве синтепона, может вызывать аллергические реакции. Поэтому не рекомендуется покупать маленьким детям одежду или игрушки с таким наполнителем.
Спанбонд
Одноразовые халаты, шапочки, салфетки и простыни, изготавливаемые из этой материи, обладают водоотталкивающими свойствами. Мягкая, приятная на ощупь поверхность спанбонда вызывает ассоциации с хлопчатобумажными тканями.
Волокна получают путем продавливания расплавленного полипропилена через множество отверстий-фильеров. Застывшие нити формуют и соединяют в полотно термическим способом. Современные технологии позволяют получать волокна спанбонда в несколько десятков раз тоньше, чем человеческий волос.
Спанлейс
Хлопчатобумажные, вискозные или полипропиленовые волокна, составляющие основу такого полотна, соединяют под высоким давлением гидроструйным методом. Ткань характеризует повышенная прочность, воздухопропускная способность и отсутствие статического электричества.
Материал широко используется в парикмахерском деле и косметологии. Самым известным изделием из спанлейса являются влажные салфетки.
Тинсулейт
По теплосберегающим свойствам этот нетканый материал сравним с лебяжьим или гагачьим пухом. Название «тинсулейт» переводится как «тонкое тепло». Он состоит из тончайших полых полиэфирных волокон, каждое из которых закручено по спирали. Именно благодаря этому наполнитель отлично держит форму, мгновенно возвращая изделию первоначальный вид после стирки.
Примечательны и тепловые характеристики материала. В куртке с тинсулейтом человек комфортно себя чувствует даже при морозе в 40о. А поразительно малая толщина не сковывает движения и позволяет свободно ходить на лыжах или бегать.
К отрицательным качествам тинсулейта относится его способность накапливать статическое электричество. Но при помощи соответствующей обработки от этой проблемы можно избавиться.
Изософт
Еще один современный утеплитель, который был разработан бельгийским концерном Libeltex – крупнейшим производителем нетканых материалов. Изософт состоит из тончайших полиэфирных волокон, соединенных таким образом, чтобы обеспечить максимальное теплосбережение.
Толщина изософта в 4 раза меньше, чем у синтепона, а согревающая способность выше в 10-12 раз. Материал имеет все сертификаты качества, поэтому может применяться без опасения даже в детской одежде.
Изософт с легкостью переносит стирку в машине, не сбиваясь комками и не проникая на лицевую сторону изделия. Одежда быстро высыхает и принимает свою первоначальную форму. Недостатком материала можно считать только его высокую стоимость, но это с лихвой окупается его отличными эксплуатационными качествами и долговечностью.
Фетр
Из тонкого и нежного кроличьего и козьего пуха методом свойлачивания получают красивый материал, который называется фетр. Его используют для изготовления верхней одежды, обуви, головных уборов, детских игрушек и предметов декора.
Иногда для придания изделию дополнительной прочности и устойчивости к деформациям к пуху добавляют вискозные или синтетические нити. Такой фетр отличается гладкой поверхностью с приятным отливом.
Фетр активно используется для создания разнообразных поделок. Этому способствует то, что материал хорошо окрашивается, не осыпается при раскрое и одинаково выглядит как с лицевой, так и с изнаночной стороны.
Важно знать! При стирке изделия из фетра могут дать усадку и полинять. Поэтому для ухода за ними лучше всего воспользоваться сухой чисткой с применением специальных средств.
Нетканые материалы, список которых с каждым годом становится более обширным, справедливо считаются продуктом завтрашнего дня. Те многочисленные достоинства, которыми они обладают, делают их незаменимыми в различных сферах жизнедеятельности человека.
protkani.com
Нетканый иглопробивной материал | Банк патентов
Изобретение относится к технологии производства нетканых материалов и может служить основой для производства строительных, отделочных и других подобных материалов. Нетканый иглопробивной материал, содержащий нетканое полотно из синтетических волокон, упрочняющие нити и связующее, при этом упрочняющие нити выполнены из стекловолокна и равномерно расположены вдоль нетканого полотна. При этом нетканое полотно выполнено из не менее чем пяти-семи прочесов, уложенных вдоль и поперек нетканого полотна, упрочняющие нити из стекловолокна уложены на подкладочной поверхности материала и закреплены волокнами полотна под действием иглопробивания нетканого полотна. Технический результат изобретения заключается в повышении прочности и расширении функциональных возможностей нетканого иглопробивного материала. 2 з.п. ф-лы, 2 табл., 2 ил.
Изобретение относится к технологии производства нетканых материалов и может служить основой для производства строительных, отделочных и других подобных материалов.
Известно, что производство нетканых материалов, представляющих собой полотна и изделия, изготовляемые из волокон, нитей или других видов материалов без применения прядения и ткачества, по сравнению с традиционными способами производства, например, текстильной продукции, отличается простотой технологии, повышенной производительностью оборудования, многочисленным ассортиментом полотен. Нетканые материалы с разнообразными эксплуатационными свойствами, изготовленные в условиях автоматизированных производств, обладают широким спектром функциональных возможностей, которые обеспечиваются как за счет использования разнообразного сырья, так и способов получения нетканых материалов [Озеров Б.В., Гусев В.Е. Проектирование производства нетканых материалов. М.: изд-во Легкая и пищевая промышленность, 1984, 400 с.; Бершев Е.Н. и др. Технология производства нетканых материалов. М.: изд-во Легкая и пищевая промышленность, 1982, 352 с.; Петрова И.Н., Андронов В.Ф. Ассортимент, свойства и применение нетканых материалов. М.: Легпромбытиздат, 1991, 208 с.; Бершев Е.Н. и др. Физико-химические и комбинированные способы производства нетканых материалов. М.: Легпромбытиздат, 1993, 353 с.].
Однако независимо от назначения нетканого материала любой материал в своем сегменте должен обладать комплексом хороших физико-химических свойств.
Механическими или физическими свойствами нетканых материалов называют комплекс свойств, определяющих их поведение под действием внешних сил. К ним относят, в частности, прочность и разрывное удлинение.
Кроме физико-химических свойств, все нетканые материалы характеризуются потребительскими показателями качества, к которым относят такие характеристики, как толщина материала, поверхностная плотность, объемная масса, неровнота материала и др.
Для получения наиболее лучшего комплекса физико-химических и потребительских свойств нетканого материала в соответствующем сегменте необходимо правильно выбрать структуру материала.
Для ряда нетканых материалов, используемых в качестве основы для производства линолеума, транспортерных лент, строительных или отделочных материалов, используют иглопробивные материалы.
При этом структуру волокнистого слоя (холста) как правило характеризуют толщина прочеса и холста, число сложений прочеса, неровнота прочеса и холста, доля волокон в смеси, материал волокна, расположение волокон (коэффициент распрямленности и протяженности, угол ориентации), длина волокна, диаметр волокна, распределение волокон по толщине, наличие или отсутствие каркасного слоя, его структура, плотность проколов, глубина проколов, наличие связующего и адгезионных связей.
Известен армодренажный композитный геотекстильный материал, содержащий матрицу из нетканого фильтрующего материала и армирующие элементы [см. описание к патенту РФ №2103439, м. кл. Е01С 5/20, 11/16, опубл. 27.01.1998 г.]. В материале в качестве армирующих элементов использованы полосы из однонаправленного ровингового стекложгута, предварительно пропитанные термопластовым клеем, размещенные на матрице вдоль нее с постоянным шагом, равным 20-50 мм, и скрепленные с матрицей по всей поверхности под действием температуры и давления.
Предполагается, что материал обладает хорошими эксплуатационными свойствами, вследствие упрочнения стекложгутом, и может быть также использован при возведении сооружений, связанных с возведением разного рода насыпей, и может в некоторых случаях исключить возведение традиционных бетонных, железобетонных, каменных и др. противообвальных сооружений.
Однако изготовить подобным образом холст достаточной прочности, предназначенный для производства битумно-полимерных материалов, невозможно, поскольку термопластическое скрепление обратимо и будет разрушено в процессе производства битумно-полимерного материала.
Наиболее близким к заявляемому решению по назначению, технической сущности и достигаемому результату при использовании является нетканый иглопробивной материал, содержащий нетканое полотно из синтетических волокон, упрочняющие нити и связующее, при этом упрочняющие нити выполнены из стекловолокна и равномерно расположены вдоль нетканого полотна [см. описание к патенту США №5118550, м. кл. B05D 1/14, от 02.06.1992 г.]. Нетканое полотно содержит два слоя из непрерывных синтетических нитей, полученных из расплава смеси полибутилена и терефталана в пропорции 87% /13% соответственно с линейной плотностью 7 дтекс и поверхностной плотностью полотна 100 г/м2.
Линейная плотность упрочняющих стеклянных нитей диаметром 9 мкм составляет 2,8-272 текс, они равномерно расположены на расстоянии от 2 до 30 мм и могут быть связаны с нетканым полотном либо нагреванием, либо иглопробиванием, либо и нагреванием, и иглопробиванием. Иглопробивание выполнено с плотностью 50 пр/см2, на глубину 12 мм. Нетканый иглопробивной материал имеет поверхностную плотность 107 г/м2, при 20°С предел прочности 320 Н и относительное удлинение 2,2%, при 180°С соответственно 200 Н и 2,2%.
Описанный выше нетканый иглопробивной материал предназначен для использования в качестве герметизирующего слоя, первичного или вторичного коврового покрытия, для упрочнения крыши, покрытой черепицей, для битуминизации и т.п.
Недостатком описанного выше материала является высокая стоимость вследствие сложности технологического процесса, связанного с получением непрерывных нитей холста из расплава, технологическая сложность и, как следствие, стоимость производства, связанная с необходимостью использовать устройство для получения двух слоев непрерывных синтетических нитей, полученных из расплава. Кроме того, прочностные свойства двухслойного материала, образованного бесконечными нитями, полученными из расплава, не удовлетворяют требованиям современного битумно-полимерного производства, что снижает функциональные возможности нетканого материала.
Поэтому целью заявляемого технического решения является повышение прочности и расширение функциональных возможностей нетканого иглопробивного материала.
Поставленная цель достигается тем, что в известном нетканом иглопробивном материале, содержащем нетканое полотно из синтетических волокон, упрочняющие нити и связующее, при этом упрочняющие нити выполнены из стекловолокна и равномерно расположены вдоль нетканого полотна, согласно изобретению нетканое полотно выполнено из не менее чем пяти прочесов, уложенных вдоль и поперек нетканого полотна, упрочняющие нити из стекловолокна уложены на подкладочной поверхности материала и закреплены вертикальными нитями, полученными иглопробиванием нетканого полотна. Связующее в сухом материале составляет 15-17%, при этом в качестве связующего использован латекс акрилостирольный.
Как видно из описания сущности заявляемого решения, оно отличается от прототипа и, следовательно, является новым.
Решение также обладает изобретательским уровнем. Известен двухслойный материал из синтетических волокон, скрепленных иглопрокалыванием [см. описание к авт. св. СССР №646000, м. кл. D04H 1/46, опубл. 05.02.1979 г.]. Каждый слой этого материала содержит неусадочные волокна с длиной резки от 60 до 90 мм и усадочные волокна с длиной резки от 80 до 100 мм, линейной плотностью 1,00-1,67 текс и гигроскопичностью до 4%, причем направление ориентации одного слоя перпендикулярно направлению ориентации волокон другого слоя. Материал также характеризуется тем, что каждый слой содержит неусадочных волокон в количестве 7-80%, а усадочных (не вытянутых) - от 20 до 30%.
Однако описанный выше материал не обладает техническими характеристиками, предъявляемыми к основам для производства полимерно-битумных кровельных мембран вследствие высокого содержания усадочных волокон.
В основу изобретения поставлена задача улучшения нетканого иглопробивного материала. Вследствие выполнения нетканого полотна из не менее чем пяти-семи прочесов, уложенных вдоль и поперек нетканого полотна, укладки упрочняющих нитей из стекловолокна на подкладочной поверхности материала и закрепления их волокнами полотна, под действием иглопробивания нетканого полотна, обеспечивается технический результат, который заключается в образовании сложных связей между как поперечными, так и продольными нитями прочесов и упрочняющими нитями из стекловолокна. За счет этого обеспечивается увеличение упрочняющего и противоусадочного эффекта упрочняющих нитей в одинаковой степени в поперечном и продольном направлениях.
Предлагаемое техническое решение принципиально отличается от известного решения тем, что материал образован из взаимно перпендикулярных прочесов с вытянутыми, но сохраняющими завитки волокнами, скрепленными с упрочняющими нитями полимерными волокнами нетканого полотна, полученными иглопробиванием.
Предлагаемое техническое решение промышленно применимо и использовано при промышленном производстве нетканого иглопробивного материала марки РУНО.
Фиг.1 - схема расположения прочесов.
Фиг.2 - структура нетканого иглопробивного материала.
Нетканый иглопробивной материал (фиг.1) содержит четыре прочеса 1 вдоль материала и три прочеса 2 перпендикулярно материалу, выполненные из волокон 3 длиной 76-80 мм и линейной плотностью 4,1-4,8 дтекс, которые сохраняют 1-3 завитка, а также упрочняющие нити 4 из стекловолокна с линейной плотностью 68-75 текс. Нити 4 стекловолокна расположены на расстоянии 7-10 мм (фиг.2) при ширине материла 1,01-3,05 м. В качестве связующего использован латекс акрилостирольный, который в сухом материале составляет 15-17%. Параметры и свойства иглопробивного материала представлены в таблицах 1 и 2.
| Таблица 1. | ||||
| Пример 1 | Пример 2 | Пример 3 | Пример 4 | |
| Число слоев прочеса | 7 | 7 | 7 | 7 |
| Материал волокна | полиэстер | полиэстер | полиэстер | полиэстер |
| Длина волокна, мм | 75-80 | 75-80 | 75-80 | 75-80 |
| Плотность укладки армирующих нитей 1/см | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Связующее, % | 15-17% в сухом материале | 15-17% в сухом материале | 15-17% в сухом материале | 15-17% в сухом материале |
| Плотность проколов, 1/см2 | 115 | 112 | 110 | 108 |
| Глубина проколов, мм | От 9 до 12 | От 9 до 12 | От 9 до 12 | От 9 до 12 |
| Толщина материала, мм | 0,7 | 0,8 | 0.9 | 1 |
| Таблица 2. | ||||
| Пример 1 | Пример 2 | Пример 3 | Пример 4 | |
| Поверхностная плотность материала, г/см2 | 140 | 150 | 160 | 170 |
| Разрывная нагрузка по длине, Н | 490 | 520 | 560 | 620 |
| Разрывная нагрузка по ширине, Н | 270 | 280 | 300 | 330 |
| Разрывное удлинение по длине, % | 21 | 21 | 22 | 22 |
| Разрывное удлинение по ширине, % | 28 | 28 | 29 | 29 |
| Усадка по длине, % | 3,9 | 4,0 | 3,4 | 3,4 |
| Усадка по ширине, % | 0,4 | 0,4 | 0,2 | 0,2 |
Как видно из описания технической сущности материала и примеров его осуществления, а также из характеристики свойств материала, предлагаемое техническое решение позволяет получить материал, который обладает на 30-40% более высокими прочностными свойствами, чем известные зарубежные аналоги, и, следовательно, более широкими функциональными возможностями.
Формула изобретения
1. Нетканый иглопробивной материал, содержащий нетканое полотно из синтетических волокон, упрочняющие нити и связующее, при этом упрочняющие нити выполнены из стекловолокна и равномерно расположены вдоль нетканого полотна, отличающийся тем, что нетканое полотно выполнено из не менее чем пяти-семи прочесов, уложенных вдоль и поперек нетканого полотна, упрочняющие нити из стекловолокна уложены на подкладочной поверхности материала и закреплены волокнами полотна под действием иглопробивания нетканого полотна.
2. Нетканый иглопробивной материал по п.1, отличающийся тем, что связующее в сухом материале составляет 15-17%.
3. Нетканый иглопробивной материал по п.1, отличающийся тем, что в качестве связующего использован латекс акрилостирольный.
bankpatentov.ru
Нетканый иглопробивной материал
Изобретение относится к технологии производства нетканых материалов и может служить основой для производства строительных, отделочных и других подобных материалов. Нетканый иглопробивной материал, содержащий нетканое полотно из синтетических волокон, упрочняющие нити и связующее, при этом упрочняющие нити выполнены из стекловолокна и равномерно расположены вдоль нетканого полотна. При этом нетканое полотно выполнено из не менее чем пяти-семи прочесов, уложенных вдоль и поперек нетканого полотна, упрочняющие нити из стекловолокна уложены на подкладочной поверхности материала и закреплены волокнами полотна под действием иглопробивания нетканого полотна. Технический результат изобретения заключается в повышении прочности и расширении функциональных возможностей нетканого иглопробивного материала. 2 з.п. ф-лы, 2 табл., 2 ил.
Изобретение относится к технологии производства нетканых материалов и может служить основой для производства строительных, отделочных и других подобных материалов.
Известно, что производство нетканых материалов, представляющих собой полотна и изделия, изготовляемые из волокон, нитей или других видов материалов без применения прядения и ткачества, по сравнению с традиционными способами производства, например, текстильной продукции, отличается простотой технологии, повышенной производительностью оборудования, многочисленным ассортиментом полотен. Нетканые материалы с разнообразными эксплуатационными свойствами, изготовленные в условиях автоматизированных производств, обладают широким спектром функциональных возможностей, которые обеспечиваются как за счет использования разнообразного сырья, так и способов получения нетканых материалов [Озеров Б.В., Гусев В.Е. Проектирование производства нетканых материалов. М.: изд-во Легкая и пищевая промышленность, 1984, 400 с.; Бершев Е.Н. и др. Технология производства нетканых материалов. М.: изд-во Легкая и пищевая промышленность, 1982, 352 с.; Петрова И.Н., Андронов В.Ф. Ассортимент, свойства и применение нетканых материалов. М.: Легпромбытиздат, 1991, 208 с.; Бершев Е.Н. и др. Физико-химические и комбинированные способы производства нетканых материалов. М.: Легпромбытиздат, 1993, 353 с.].
Однако независимо от назначения нетканого материала любой материал в своем сегменте должен обладать комплексом хороших физико-химических свойств.
Механическими или физическими свойствами нетканых материалов называют комплекс свойств, определяющих их поведение под действием внешних сил. К ним относят, в частности, прочность и разрывное удлинение.
Кроме физико-химических свойств, все нетканые материалы характеризуются потребительскими показателями качества, к которым относят такие характеристики, как толщина материала, поверхностная плотность, объемная масса, неровнота материала и др.
Для получения наиболее лучшего комплекса физико-химических и потребительских свойств нетканого материала в соответствующем сегменте необходимо правильно выбрать структуру материала.
Для ряда нетканых материалов, используемых в качестве основы для производства линолеума, транспортерных лент, строительных или отделочных материалов, используют иглопробивные материалы.
При этом структуру волокнистого слоя (холста) как правило характеризуют толщина прочеса и холста, число сложений прочеса, неровнота прочеса и холста, доля волокон в смеси, материал волокна, расположение волокон (коэффициент распрямленности и протяженности, угол ориентации), длина волокна, диаметр волокна, распределение волокон по толщине, наличие или отсутствие каркасного слоя, его структура, плотность проколов, глубина проколов, наличие связующего и адгезионных связей.
Известен армодренажный композитный геотекстильный материал, содержащий матрицу из нетканого фильтрующего материала и армирующие элементы [см. описание к патенту РФ №2103439, м. кл. Е01С 5/20, 11/16, опубл. 27.01.1998 г.]. В материале в качестве армирующих элементов использованы полосы из однонаправленного ровингового стекложгута, предварительно пропитанные термопластовым клеем, размещенные на матрице вдоль нее с постоянным шагом, равным 20-50 мм, и скрепленные с матрицей по всей поверхности под действием температуры и давления.
Предполагается, что материал обладает хорошими эксплуатационными свойствами, вследствие упрочнения стекложгутом, и может быть также использован при возведении сооружений, связанных с возведением разного рода насыпей, и может в некоторых случаях исключить возведение традиционных бетонных, железобетонных, каменных и др. противообвальных сооружений.
Однако изготовить подобным образом холст достаточной прочности, предназначенный для производства битумно-полимерных материалов, невозможно, поскольку термопластическое скрепление обратимо и будет разрушено в процессе производства битумно-полимерного материала.
Наиболее близким к заявляемому решению по назначению, технической сущности и достигаемому результату при использовании является нетканый иглопробивной материал, содержащий нетканое полотно из синтетических волокон, упрочняющие нити и связующее, при этом упрочняющие нити выполнены из стекловолокна и равномерно расположены вдоль нетканого полотна [см. описание к патенту США №5118550, м. кл. B05D 1/14, от 02.06.1992 г.]. Нетканое полотно содержит два слоя из непрерывных синтетических нитей, полученных из расплава смеси полибутилена и терефталана в пропорции 87% /13% соответственно с линейной плотностью 7 дтекс и поверхностной плотностью полотна 100 г/м2.
Линейная плотность упрочняющих стеклянных нитей диаметром 9 мкм составляет 2,8-272 текс, они равномерно расположены на расстоянии от 2 до 30 мм и могут быть связаны с нетканым полотном либо нагреванием, либо иглопробиванием, либо и нагреванием, и иглопробиванием. Иглопробивание выполнено с плотностью 50 пр/см2, на глубину 12 мм. Нетканый иглопробивной материал имеет поверхностную плотность 107 г/м2, при 20°С предел прочности 320 Н и относительное удлинение 2,2%, при 180°С соответственно 200 Н и 2,2%.
Описанный выше нетканый иглопробивной материал предназначен для использования в качестве герметизирующего слоя, первичного или вторичного коврового покрытия, для упрочнения крыши, покрытой черепицей, для битуминизации и т.п.
Недостатком описанного выше материала является высокая стоимость вследствие сложности технологического процесса, связанного с получением непрерывных нитей холста из расплава, технологическая сложность и, как следствие, стоимость производства, связанная с необходимостью использовать устройство для получения двух слоев непрерывных синтетических нитей, полученных из расплава. Кроме того, прочностные свойства двухслойного материала, образованного бесконечными нитями, полученными из расплава, не удовлетворяют требованиям современного битумно-полимерного производства, что снижает функциональные возможности нетканого материала.
Поэтому целью заявляемого технического решения является повышение прочности и расширение функциональных возможностей нетканого иглопробивного материала.
Поставленная цель достигается тем, что в известном нетканом иглопробивном материале, содержащем нетканое полотно из синтетических волокон, упрочняющие нити и связующее, при этом упрочняющие нити выполнены из стекловолокна и равномерно расположены вдоль нетканого полотна, согласно изобретению нетканое полотно выполнено из не менее чем пяти прочесов, уложенных вдоль и поперек нетканого полотна, упрочняющие нити из стекловолокна уложены на подкладочной поверхности материала и закреплены вертикальными нитями, полученными иглопробиванием нетканого полотна. Связующее в сухом материале составляет 15-17%, при этом в качестве связующего использован латекс акрилостирольный.
Как видно из описания сущности заявляемого решения, оно отличается от прототипа и, следовательно, является новым.
Решение также обладает изобретательским уровнем. Известен двухслойный материал из синтетических волокон, скрепленных иглопрокалыванием [см. описание к авт. св. СССР №646000, м. кл. D04H 1/46, опубл. 05.02.1979 г.]. Каждый слой этого материала содержит неусадочные волокна с длиной резки от 60 до 90 мм и усадочные волокна с длиной резки от 80 до 100 мм, линейной плотностью 1,00-1,67 текс и гигроскопичностью до 4%, причем направление ориентации одного слоя перпендикулярно направлению ориентации волокон другого слоя. Материал также характеризуется тем, что каждый слой содержит неусадочных волокон в количестве 7-80%, а усадочных (не вытянутых) - от 20 до 30%.
Однако описанный выше материал не обладает техническими характеристиками, предъявляемыми к основам для производства полимерно-битумных кровельных мембран вследствие высокого содержания усадочных волокон.
В основу изобретения поставлена задача улучшения нетканого иглопробивного материала. Вследствие выполнения нетканого полотна из не менее чем пяти-семи прочесов, уложенных вдоль и поперек нетканого полотна, укладки упрочняющих нитей из стекловолокна на подкладочной поверхности материала и закрепления их волокнами полотна, под действием иглопробивания нетканого полотна, обеспечивается технический результат, который заключается в образовании сложных связей между как поперечными, так и продольными нитями прочесов и упрочняющими нитями из стекловолокна. За счет этого обеспечивается увеличение упрочняющего и противоусадочного эффекта упрочняющих нитей в одинаковой степени в поперечном и продольном направлениях.
Предлагаемое техническое решение принципиально отличается от известного решения тем, что материал образован из взаимно перпендикулярных прочесов с вытянутыми, но сохраняющими завитки волокнами, скрепленными с упрочняющими нитями полимерными волокнами нетканого полотна, полученными иглопробиванием.
Предлагаемое техническое решение промышленно применимо и использовано при промышленном производстве нетканого иглопробивного материала марки РУНО.
Фиг.1 - схема расположения прочесов.
Фиг.2 - структура нетканого иглопробивного материала.
Нетканый иглопробивной материал (фиг.1) содержит четыре прочеса 1 вдоль материала и три прочеса 2 перпендикулярно материалу, выполненные из волокон 3 длиной 76-80 мм и линейной плотностью 4,1-4,8 дтекс, которые сохраняют 1-3 завитка, а также упрочняющие нити 4 из стекловолокна с линейной плотностью 68-75 текс. Нити 4 стекловолокна расположены на расстоянии 7-10 мм (фиг.2) при ширине материла 1,01-3,05 м. В качестве связующего использован латекс акрилостирольный, который в сухом материале составляет 15-17%. Параметры и свойства иглопробивного материала представлены в таблицах 1 и 2.
| Таблица 1. | ||||
| Пример 1 | Пример 2 | Пример 3 | Пример 4 | |
| Число слоев прочеса | 7 | 7 | 7 | 7 |
| Материал волокна | полиэстер | полиэстер | полиэстер | полиэстер |
| Длина волокна, мм | 75-80 | 75-80 | 75-80 | 75-80 |
| Плотность укладки армирующих нитей 1/см | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Связующее, % | 15-17% в сухом материале | 15-17% в сухом материале | 15-17% в сухом материале | 15-17% в сухом материале |
| Плотность проколов, 1/см2 | 115 | 112 | 110 | 108 |
| Глубина проколов, мм | От 9 до 12 | От 9 до 12 | От 9 до 12 | От 9 до 12 |
| Толщина материала, мм | 0,7 | 0,8 | 0.9 | 1 |
| Таблица 2. | ||||
| Пример 1 | Пример 2 | Пример 3 | Пример 4 | |
| Поверхностная плотность материала, г/см2 | 140 | 150 | 160 | 170 |
| Разрывная нагрузка по длине, Н | 490 | 520 | 560 | 620 |
| Разрывная нагрузка по ширине, Н | 270 | 280 | 300 | 330 |
| Разрывное удлинение по длине, % | 21 | 21 | 22 | 22 |
| Разрывное удлинение по ширине, % | 28 | 28 | 29 | 29 |
| Усадка по длине, % | 3,9 | 4,0 | 3,4 | 3,4 |
| Усадка по ширине, % | 0,4 | 0,4 | 0,2 | 0,2 |
Как видно из описания технической сущности материала и примеров его осуществления, а также из характеристики свойств материала, предлагаемое техническое решение позволяет получить материал, который обладает на 30-40% более высокими прочностными свойствами, чем известные зарубежные аналоги, и, следовательно, более широкими функциональными возможностями.
1. Нетканый иглопробивной материал, содержащий нетканое полотно из синтетических волокон, упрочняющие нити и связующее, при этом упрочняющие нити выполнены из стекловолокна и равномерно расположены вдоль нетканого полотна, отличающийся тем, что нетканое полотно выполнено из не менее чем пяти-семи прочесов, уложенных вдоль и поперек нетканого полотна, упрочняющие нити из стекловолокна уложены на подкладочной поверхности материала и закреплены волокнами полотна под действием иглопробивания нетканого полотна.
2. Нетканый иглопробивной материал по п.1, отличающийся тем, что связующее в сухом материале составляет 15-17%.
3. Нетканый иглопробивной материал по п.1, отличающийся тем, что в качестве связующего использован латекс акрилостирольный.
www.findpatent.ru
Иглопробивная технология производства нетканых материалов
Процесс получения иглопробивных полотен с заданными физико-механическими свойствами осуществляется на иглопробивных машинах. Получаемые таким путем иглопробивные материалы могут иметь различное назначение: для декоративных или напольных покрытий, прокладочные, изоляционные, фильтрационные материалы. В процессе иглопробивания можно использовать волокнистый холст, дублированный тканью, трикотажем, сеткой, пряжей и т.п.
Процесс иглопробивания холста основан на использовании давления зазубрин (насечек) игл, которые, проходя через холст, протягивают (перепутывают) волокна в поперечном направлении. Таким образом, рабочим органом иглопробивной машины являются пробивные иглы.
Типичный механизм процесса одностороннего иглопробивания представлен на рис. 3.10. Холст 1, подаваемый транспортером 2, подвергается воздействию игольной плиты 5 (с иглами 6), приводящейся в движение кривошипно-шатунным механизмом. В зоне иглопрокалывания холст находится между перфорированными плитами 4 и 3. Нижняя перфорированная плита 4 поддерживает холст и служит для регулировки глубины прокалывания, ее часто называют подкладочным столом. Верхняя перфорированная плита 3 поднимает холст и служит для очистки игл от волокон при обратном их движении. Оттягивающие валки 7 оттягивают готовый материал 8 и одновременно протягивают холст через зону иглопрокалывания.
Рис. 3.10. Принципиальная схема работы иглопробивной машины
У большинства иглопробивных машин подача волокнистого материала осуществляется прерывисто. Однако в последние годы в различных конструкциях иглопробивных машин, особенно работающих с повышенной частотой прокалывания 16-20 Гц (800-1200 мин-1), предпочтение отдается непрерывной подаче.
Теоретическая производительность, м2/с, иглопробивной машины зависит от ее ширины
где: Ш – ширина вырабатываемого материала, м;
u - скорость выпуска материала, м/с.
С учетом плотности прокалывания при непрерывной подаче материала:
где: n – частота вращения главного вала, мин-1;
S – подача на прокол, м.
Похожие статьи:
poznayka.org
нетканый иглопробивной материал - патент РФ 2357029
Изобретение относится к технологии производства нетканых материалов и может служить основой для производства строительных, отделочных и других подобных материалов. Нетканый иглопробивной материал, содержащий нетканое полотно из синтетических волокон, упрочняющие нити и связующее, при этом упрочняющие нити выполнены из стекловолокна и равномерно расположены вдоль нетканого полотна. При этом нетканое полотно выполнено из не менее чем пяти-семи прочесов, уложенных вдоль и поперек нетканого полотна, упрочняющие нити из стекловолокна уложены на подкладочной поверхности материала и закреплены волокнами полотна под действием иглопробивания нетканого полотна. Технический результат изобретения заключается в повышении прочности и расширении функциональных возможностей нетканого иглопробивного материала. 2 з.п. ф-лы, 2 табл., 2 ил. 
Рисунки к патенту РФ 2357029
Изобретение относится к технологии производства нетканых материалов и может служить основой для производства строительных, отделочных и других подобных материалов.
Известно, что производство нетканых материалов, представляющих собой полотна и изделия, изготовляемые из волокон, нитей или других видов материалов без применения прядения и ткачества, по сравнению с традиционными способами производства, например, текстильной продукции, отличается простотой технологии, повышенной производительностью оборудования, многочисленным ассортиментом полотен. Нетканые материалы с разнообразными эксплуатационными свойствами, изготовленные в условиях автоматизированных производств, обладают широким спектром функциональных возможностей, которые обеспечиваются как за счет использования разнообразного сырья, так и способов получения нетканых материалов [Озеров Б.В., Гусев В.Е. Проектирование производства нетканых материалов. М.: изд-во Легкая и пищевая промышленность, 1984, 400 с.; Бершев Е.Н. и др. Технология производства нетканых материалов. М.: изд-во Легкая и пищевая промышленность, 1982, 352 с.; Петрова И.Н., Андронов В.Ф. Ассортимент, свойства и применение нетканых материалов. М.: Легпромбытиздат, 1991, 208 с.; Бершев Е.Н. и др. Физико-химические и комбинированные способы производства нетканых материалов. М.: Легпромбытиздат, 1993, 353 с.].
Однако независимо от назначения нетканого материала любой материал в своем сегменте должен обладать комплексом хороших физико-химических свойств.
Механическими или физическими свойствами нетканых материалов называют комплекс свойств, определяющих их поведение под действием внешних сил. К ним относят, в частности, прочность и разрывное удлинение.
Кроме физико-химических свойств, все нетканые материалы характеризуются потребительскими показателями качества, к которым относят такие характеристики, как толщина материала, поверхностная плотность, объемная масса, неровнота материала и др.
Для получения наиболее лучшего комплекса физико-химических и потребительских свойств нетканого материала в соответствующем сегменте необходимо правильно выбрать структуру материала.
Для ряда нетканых материалов, используемых в качестве основы для производства линолеума, транспортерных лент, строительных или отделочных материалов, используют иглопробивные материалы.
При этом структуру волокнистого слоя (холста) как правило характеризуют толщина прочеса и холста, число сложений прочеса, неровнота прочеса и холста, доля волокон в смеси, материал волокна, расположение волокон (коэффициент распрямленности и протяженности, угол ориентации), длина волокна, диаметр волокна, распределение волокон по толщине, наличие или отсутствие каркасного слоя, его структура, плотность проколов, глубина проколов, наличие связующего и адгезионных связей.
Известен армодренажный композитный геотекстильный материал, содержащий матрицу из нетканого фильтрующего материала и армирующие элементы [см. описание к патенту РФ № 2103439, м. кл. Е01С 5/20, 11/16, опубл. 27.01.1998 г.]. В материале в качестве армирующих элементов использованы полосы из однонаправленного ровингового стекложгута, предварительно пропитанные термопластовым клеем, размещенные на матрице вдоль нее с постоянным шагом, равным 20-50 мм, и скрепленные с матрицей по всей поверхности под действием температуры и давления.
Предполагается, что материал обладает хорошими эксплуатационными свойствами, вследствие упрочнения стекложгутом, и может быть также использован при возведении сооружений, связанных с возведением разного рода насыпей, и может в некоторых случаях исключить возведение традиционных бетонных, железобетонных, каменных и др. противообвальных сооружений.
Однако изготовить подобным образом холст достаточной прочности, предназначенный для производства битумно-полимерных материалов, невозможно, поскольку термопластическое скрепление обратимо и будет разрушено в процессе производства битумно-полимерного материала.
Наиболее близким к заявляемому решению по назначению, технической сущности и достигаемому результату при использовании является нетканый иглопробивной материал, содержащий нетканое полотно из синтетических волокон, упрочняющие нити и связующее, при этом упрочняющие нити выполнены из стекловолокна и равномерно расположены вдоль нетканого полотна [см. описание к патенту США № 5118550, м. кл. B05D 1/14, от 02.06.1992 г.]. Нетканое полотно содержит два слоя из непрерывных синтетических нитей, полученных из расплава смеси полибутилена и терефталана в пропорции 87% /13% соответственно с линейной плотностью 7 дтекс и поверхностной плотностью полотна 100 г/м2.
Линейная плотность упрочняющих стеклянных нитей диаметром 9 мкм составляет 2,8-272 текс, они равномерно расположены на расстоянии от 2 до 30 мм и могут быть связаны с нетканым полотном либо нагреванием, либо иглопробиванием, либо и нагреванием, и иглопробиванием. Иглопробивание выполнено с плотностью 50 пр/см2, на глубину 12 мм. Нетканый иглопробивной материал имеет поверхностную плотность 107 г/м2, при 20°С предел прочности 320 Н и относительное удлинение 2,2%, при 180°С соответственно 200 Н и 2,2%.
Описанный выше нетканый иглопробивной материал предназначен для использования в качестве герметизирующего слоя, первичного или вторичного коврового покрытия, для упрочнения крыши, покрытой черепицей, для битуминизации и т.п.
Недостатком описанного выше материала является высокая стоимость вследствие сложности технологического процесса, связанного с получением непрерывных нитей холста из расплава, технологическая сложность и, как следствие, стоимость производства, связанная с необходимостью использовать устройство для получения двух слоев непрерывных синтетических нитей, полученных из расплава. Кроме того, прочностные свойства двухслойного материала, образованного бесконечными нитями, полученными из расплава, не удовлетворяют требованиям современного битумно-полимерного производства, что снижает функциональные возможности нетканого материала.
Поэтому целью заявляемого технического решения является повышение прочности и расширение функциональных возможностей нетканого иглопробивного материала.
Поставленная цель достигается тем, что в известном нетканом иглопробивном материале, содержащем нетканое полотно из синтетических волокон, упрочняющие нити и связующее, при этом упрочняющие нити выполнены из стекловолокна и равномерно расположены вдоль нетканого полотна, согласно изобретению нетканое полотно выполнено из не менее чем пяти прочесов, уложенных вдоль и поперек нетканого полотна, упрочняющие нити из стекловолокна уложены на подкладочной поверхности материала и закреплены вертикальными нитями, полученными иглопробиванием нетканого полотна. Связующее в сухом материале составляет 15-17%, при этом в качестве связующего использован латекс акрилостирольный.
Как видно из описания сущности заявляемого решения, оно отличается от прототипа и, следовательно, является новым.
Решение также обладает изобретательским уровнем. Известен двухслойный материал из синтетических волокон, скрепленных иглопрокалыванием [см. описание к авт. св. СССР № 646000, м. кл. D04H 1/46, опубл. 05.02.1979 г.]. Каждый слой этого материала содержит неусадочные волокна с длиной резки от 60 до 90 мм и усадочные волокна с длиной резки от 80 до 100 мм, линейной плотностью 1,00-1,67 текс и гигроскопичностью до 4%, причем направление ориентации одного слоя перпендикулярно направлению ориентации волокон другого слоя. Материал также характеризуется тем, что каждый слой содержит неусадочных волокон в количестве 7-80%, а усадочных (не вытянутых) - от 20 до 30%.
Однако описанный выше материал не обладает техническими характеристиками, предъявляемыми к основам для производства полимерно-битумных кровельных мембран вследствие высокого содержания усадочных волокон.
В основу изобретения поставлена задача улучшения нетканого иглопробивного материала. Вследствие выполнения нетканого полотна из не менее чем пяти-семи прочесов, уложенных вдоль и поперек нетканого полотна, укладки упрочняющих нитей из стекловолокна на подкладочной поверхности материала и закрепления их волокнами полотна, под действием иглопробивания нетканого полотна, обеспечивается технический результат, который заключается в образовании сложных связей между как поперечными, так и продольными нитями прочесов и упрочняющими нитями из стекловолокна. За счет этого обеспечивается увеличение упрочняющего и противоусадочного эффекта упрочняющих нитей в одинаковой степени в поперечном и продольном направлениях.
Предлагаемое техническое решение принципиально отличается от известного решения тем, что материал образован из взаимно перпендикулярных прочесов с вытянутыми, но сохраняющими завитки волокнами, скрепленными с упрочняющими нитями полимерными волокнами нетканого полотна, полученными иглопробиванием.
Предлагаемое техническое решение промышленно применимо и использовано при промышленном производстве нетканого иглопробивного материала марки РУНО.
Фиг.1 - схема расположения прочесов.
Фиг.2 - структура нетканого иглопробивного материала.
Нетканый иглопробивной материал (фиг.1) содержит четыре прочеса 1 вдоль материала и три прочеса 2 перпендикулярно материалу, выполненные из волокон 3 длиной 76-80 мм и линейной плотностью 4,1-4,8 дтекс, которые сохраняют 1-3 завитка, а также упрочняющие нити 4 из стекловолокна с линейной плотностью 68-75 текс. Нити 4 стекловолокна расположены на расстоянии 7-10 мм (фиг.2) при ширине материла 1,01-3,05 м. В качестве связующего использован латекс акрилостирольный, который в сухом материале составляет 15-17%. Параметры и свойства иглопробивного материала представлены в таблицах 1 и 2.
| Таблица 1. | ||||
| Пример 1 | Пример 2 | Пример 3 | Пример 4 | |
| Число слоев прочеса | 7 | 7 | 7 | 7 |
| Материал волокна | полиэстер | полиэстер | полиэстер | полиэстер |
| Длина волокна, мм | 75-80 | 75-80 | 75-80 | 75-80 |
| Плотность укладки армирующих нитей 1/см | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Связующее, % | 15-17% в сухом материале | 15-17% в сухом материале | 15-17% в сухом материале | 15-17% в сухом материале |
| Плотность проколов, 1/см2 | 115 | 112 | 110 | 108 |
| Глубина проколов, мм | От 9 до 12 | От 9 до 12 | От 9 до 12 | От 9 до 12 |
| Толщина материала, мм | 0,7 | 0,8 | 0.9 | 1 |
| Таблица 2. | ||||
| Пример 1 | Пример 2 | Пример 3 | Пример 4 | |
| Поверхностная плотность материала, г/см2 | 140 | 150 | 160 | 170 |
| Разрывная нагрузка по длине, Н | 490 | 520 | 560 | 620 |
| Разрывная нагрузка по ширине, Н | 270 | 280 | 300 | 330 |
| Разрывное удлинение по длине, % | 21 | 21 | 22 | 22 |
| Разрывное удлинение по ширине, % | 28 | 28 | 29 | 29 |
| Усадка по длине, % | 3,9 | 4,0 | 3,4 | 3,4 |
| Усадка по ширине, % | 0,4 | 0,4 | 0,2 | 0,2 |
Как видно из описания технической сущности материала и примеров его осуществления, а также из характеристики свойств материала, предлагаемое техническое решение позволяет получить материал, который обладает на 30-40% более высокими прочностными свойствами, чем известные зарубежные аналоги, и, следовательно, более широкими функциональными возможностями.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Нетканый иглопробивной материал, содержащий нетканое полотно из синтетических волокон, упрочняющие нити и связующее, при этом упрочняющие нити выполнены из стекловолокна и равномерно расположены вдоль нетканого полотна, отличающийся тем, что нетканое полотно выполнено из не менее чем пяти-семи прочесов, уложенных вдоль и поперек нетканого полотна, упрочняющие нити из стекловолокна уложены на подкладочной поверхности материала и закреплены волокнами полотна под действием иглопробивания нетканого полотна.
2. Нетканый иглопробивной материал по п.1, отличающийся тем, что связующее в сухом материале составляет 15-17%.
3. Нетканый иглопробивной материал по п.1, отличающийся тем, что в качестве связующего использован латекс акрилостирольный.
www.freepatent.ru
